xây dựng hệ thống khoan lấy mẫu mía dùng plc s7-200

Hầu hết các khâu trong sản xuất đều sử dụng các hệ thống tự động từ khâu nguyên liệu đầu vào đến Được đánh giá là nhà máy đường lớn nhất ở khu vực Đông Nam Á và đã có thâm niên trong s

_ LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP BẠHỤCO - CHUYEN NGANH CO KHi TỰ ĐỘNG

00000

LUAN AN TOT NGHIEP

| XAY DUNG HE THONG KHOAN LAY MAU MIA

DUNG PLC S7-200

GVHD: Th.S Vé Dinh Ting SVTH : Huynh Co Tién MSSV : 103109017

_ TRƯỜNG ĐẠI HỌC CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

TP Hồ Chí Minh, ngày 27 tháng 10 năm 2007 NHIỆM VỤ ĐỎ ÁN TÓT NGHIỆP

HỌ VÀ TÊN : HUỲNH CƠ TIẾN .252cccc2 MSSV : 103109017

NGÀNH : CƠ KHÍ TỰ ĐỘNG-ROBOT LỚP : 03DHCK

1- Đầu đề Đầ án :

XÂY DỰNG HỆ THÓNG KHOAN LÁY MẪU MÍA DÙNG PLC S7-200

2- Nhiệm vụ (yêu cầu về nội dung và số liệu ban đầu) :

Tìm hiểu các thiết bị trường phục vụ hệ thống

Khao sat cac I/O

Tim hiéu Process khoan lẫy mẫu mía

Xây đựng lưu đồ giải thuật

3- Ngày giao nhiệm vụ Đồ án : 26/10/2007

4- Ngày hoàn thành nhiệm vụ : 05/01/2007

5- Họ tên người hướng dẫn : Phần hướng dẫn

(Ký và ghi rõ họ tên) (Ky và ghi nỗ họ tên)

B6 Gido Duc Va Dao Tao Cộng Hòa Xã Hội Chủ Nghĩa Việt Nam

Trường ĐHDL Kỹ Thuật Công Nghệ Độc Lập - Tự Do - Hạnh Phúc

Khoa Cơ Khí Tự Động - Robot HR RE RE

TP.Hà Chí Minh, ngày 07 tháng 01 năm 2008

PHIẾU NHAN XET LUAN VAN TOT NGHIEP

Số bảng số liệu th này Số hình vẽ bees

Số tài liệu tham khảo Boece Phan mém tinh toan O«

Hién vat (sản phẩm m@kak Thuyết minh bằng máy tính _ paqer poiEE

4- Tổng quát về bản vẽ:

- Tổng số bán vẽ : 2

Bản A0: * Bản AI: Ø Bản A2:

Ban A3: ¢ Ban A4: LD Khé Khác: ao

- Số ban vẽ tay >, Ge, Số bản vẽ trên n máy tính: Z

3- Nội dung và những ưu điểm chính của luận á na tốt nghiệp :

" “Tha hide Baya Eaten, LỆ AT & ce tte “

6- Những thiếu sót chính c cả 4 Luan An Tot Nghiệp

LOI CAM ON

‹» LO

Xin chân thành cảm ơn thầy Võ Đình Tùng, anh Khoa, Khiêm, Huỳnh- cán

bộ phòng tự động, người đã hướng dẫn em rất nhiệt tình từ những ngày đầu tiên

tìm hiểu về hệ thống khoan mẫu mía tự động cho đến khi hoàn thành đề tài

Xin cdm ơn tất cả thầy cô khoa Cơ Khí Tự Động - RoBoi, các bạn sinh

viên cùng khóa đã tận tình giúp đỡ, giới thiệu tài liệu, sách vở cho em để đề tài

được hoàn thành đúng hạn

Do trình độ và thời gian có phần hạn chế cũng như sự tiếp thu, thẩm thấu

giáo trình, thực tế chưa cao nên chắc chắn việc hiện thực chương trình sẽ có

thiếu sót, chưa được như ý muốn Rất mong nhận được sự đóng góp ý kiến của tất

cả thây cô, anh chị và các bạn để tạo điều kiện cho việc thực hiện Luận An Tốt

Nghiệp được tốt hơn Xin chân thành cẩm ơn !

Tháng 1 năm 2008

Sinh viên thực hiện để tài Huỳnh Cơ Tiến

TOM TAT DE TAI

ens

Đề tài có nội dung chính : xây dựng hệ thống khoan lấy mẫu mía dùng PLC

Š7-200 ở nhà máy đường BourBon Bao gồm việc tìm hiểu các thiết bị trường, cách

lắp đặt, lập trình Thông qua đó xây dựng mô hình để việc tìm hiểu, nghiền cứu trực

quan hơn

Mục đích của hệ thống: tự động khoan lấy mẫu mía khi xe tải chở mía vào

đúng vị trí, sau khi khoan, sẽ đến vị trí chứa để xả mẫu mía vừa khoan được

MUC LUC

ers

LỜI MỞ ĐẦU

CHUONG I: TONG QUAN VE HE THONG TU DONG

TRONG CONG NGHIEP

1.1.1 Sơ lược về khái niệm các thiết bị trườngg ccc-ccs-cccccceveeessssrrtrrrrrecee 1

1.1.2 Hệ thống cảm BiG cesssssscssssssssssssssssevsssussessssessevsssscsessensovsanecssssestssnesessseeseerenneee 1

1.1.3.Bộ mã hóa vòng quay da chC HĂẶNg .ĂĂ HH, 6

L.L.A.Man Ninth giao din scsssssssssssssessssssssssssesssvsesssssssesessauessossesssasvssssastsnunuesesenssenessons 6

1.15 Bién tan

1.1.6 Bộ điều khiển nhiệt dG ccccccssssssscscsssssesssssssessssessesssssesssssssevsssessessensevnnessseeseceeeee 7

1.1.7 Rờle điện từ -225-C.CETTHH TH THSTHE2110 111111111 1211 , e 8

J5 UN Ềna4d.,HH 8

1.1.9 Công tắc hành trìHÌ: ce< cach HH seesrie 9

CHƯƠNG II: NGHIÊN CỨU CẤU TẠO CỦA HỆ THỐNG KHOAN

LAY MAU MiA

1.2.1 Truyén d6Ng CO KM eecssssssscssessessssessessnsesvessnsersessssessessssensessessnsessessssssvessseerssease 10

1.2.2 Các thiết bị trường sử dụng trong tủ điện của hệ thống 10

PHẦN II: HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN GIÀN KHOAN

CHƯƠNG HI: GIỚI THIỆU PLC MICRO TSX3721 & S7-200

3.1 Cấu tạo PLC telemecaniqwe Micr0 cecvesvesvssssssserseseesesvessesssssessssvssessesassesensessees 12

3.2 Che 0061 n 0N ố an n 13

3.3.Một số Lodi PLC KRGC escessssessesesvecsssessessssesessssessessssesscssesesenseseesessevesvessaneavessees 13

Trang i

CHUONG IV: LAP TRINH PLC

4.1 Giới thiệu các phương pháp giao tiếp máy tÍnhh 2o <cecssesexeeeece 19

L1 on nngg Ả Ỗ 19

4.3 Sơ đồ tổ chức chương trìnb icccccccccCrireccrErrcrrrirerrrrrrecrrrrecsree 38

4.4 Truyền thông giữa PLC với tmáy tÍnÏk s- o-cc«<ceecesekecretreerrepreereeeree 39 4.5 Truyền dữ liệu từ máy tính đếm PPLC - << ceckcEkerbeceeerecreereersepre 39

PHẦN HI: XÂY DỰNG PHAN MEM PLC S7-200

CHUONG V: GIAI THUAT PHAN MEM

5.1 Téng quan cdc loại ngôn ngữ lập trình 42

5.2.Process của hệ LHHỐTHg, o5 co CS HH 118156 se 43

$.3 Lưu đồ giải thuật cccscecccersescee "— ôÔỎ 45 5.4 Lưu đồ chương trình của mô hình 46

CHƯƠNG VI: MÔ PHỎNG CHƯƠNG TRÌNH

6.1 Giới thiệu về phần mềm mô phông chương trình 4 6.2 Cách sử dụng phần mêm mô phỏng PLC -ccsccseccecseEkssrkeevsrcesre 48

CHƯƠNG VII: CẤU HÌNH HỆ THỐNG

7.1 Cấu hình hệ thống PL(C - 2< 5< ©eESe CC 2tSEEEkg kg ceserere 53

7.2 Dia chi Input va Output ctia giàn khoan tự động .-.-.c<e 51

7.3 Chương trình PLC 87-200 wecscssssseseressessassosseesssssersasscsscsessssassessessscscsesesseveseres 52 7.4 Chitong trinh ple telermecamique micro cssccsesessersecacsecsssessessesecsesesssssessssassons 55

CHƯƠNG VII: ĐỊNH HƯỚNG CẢI TIẾN GIÀN KHOAN _ 61

Trang iti

LỜI MỞ ĐẦU

ers

1.GIỚI THIỆU VỀ NHA MAY DUONG BOURNBON VÀ GIÀN KHOAN LẤY

MẪU MÍA TỰ ĐỘNG

1.1 GIỚI THIỆU SƠ LƯỢC VỀ NHÀ MÁY

Nhà máy đường BourBon tọa lạc tại huyện Tân Châu tỉnh Tây Ninh Đây

là nhà máy đường có tầm cỡ ở khu vực Đông Nam Á Hầu hết các khâu trong

sản xuất đều sử dụng các hệ thống tự động từ khâu nguyên liệu đầu vào đến

Được đánh giá là nhà máy đường lớn nhất ở khu vực Đông Nam Á và đã có

thâm niên trong sản xuất, nhà máy có nhiều thiết bị tự động và có tính tự động rất

cao trong hầu hết các quy trình sản xuất từ khâu nguyên liệu đầu cho đến thành

phẩm Trong đó giàn khoan lấy mẫu mía tự động là một hệ thống tự động điển

hình với đầy đủ các thiết bị phục vụ cho hệ thống Do đó để tài xây dựng hệ thống

khoan lấy mẫu mía tự động được chọn để nghiên cứu và làm luận văn

+ Cảm biến siêu âm:

Sử dụng sóng siêu âm có bước sóng có tần số từ 75 đến 1000 KH¿

Cảm biến này có ưu điểm nhận biết được mọi vật thể, độ nhạy cao, khoảng

cách xa

1.2.2 Sơ đồ bố trí công tắc hành trình

1.2.2.1.Trục X

Có thể coi giàn khoan như một robot có 2 bậc tự do gồm các chuyển động theo

trục X, Y

Các công tắc hành trình được bố trí như sơ đồ hình bên dưới bao gồm:

Công tắc hành trình 1 và 2 là công tắc giới hạn hành trình của chuyển động

1.2.2.2 Trục Y:

Các công tắc hành trình được bố trí như sơ đồ hình bên dưới bao gồm:

Công tắc hành trình 3 và 4 dùng để giới hạn hành trình của chuyển động trên

trục Y

Công tắc hành trình 3 là góc tọa độ trên trục Y

CÔNG TẮC HÀNH TRÌNH 3

Hình 1.6: Sơ đồ công tắc hành trình trên trục Y

Cam biến :

Riêng giàn khoan :

Sử dụng cảm biến từ để nhận biết hành trình khoan đến vị trí nào

Sử dụng cảm biến quang học để phát hiện mẫu mía khi khoan đi xuống

Trang 4

Đối với mô hình : sử dụng công tắc hành trình để nhận biết

CONG TAC HANH TRINH 3

CONG TAC HANH TRINH 4

CONG TAC HANH Ge CONG TAC HANH TRINH 2

TRINH 1

Hình 1.7 : bố trí công tắc hành trình trên mô hình

1.3.Bộ mã hóa vòng quay đa chức năng :với đường kính trục 40 mm :

# Dái điện áp hoạt động rộng 5 đến 24 VDC (model collector nd)

# Độ phân giải cao (tới 2000 xung/vòng) cải thiên độ chính xác

# Chống ngắn mạch của tái và kết nói ngược

* Có model đàu ra Line driver (cáp kéo dài tới 100 m)

® Có khả năng chống sóc tốt hơn do có đĩa kim loại (tối đa 600 p/r)

1.4.Man hình giao điện :

Công dụng : hiển thị các thông số kỹ thuật lên màn hình, và thông qua đó điểu

khiển máy móc

Chức năng một loại màn hình điển hình:

Trang 5

"Hiến thị 2 hàng x 16 ký tự ; màn hình LCD có chiếu sáng nên,

lưu được 256 trang

® Có 6 phím chức năng và 2 đèn LED lập trình được

* Két nối RS-232; Bộ nhớ dữ liệu EEPROM 8K

® Cô mật khẩu bảo vệ

* Thich hợp cho ứng dụng tự động hoà nhó, máy công cụ tự động |

Hiện hệ thống giàn khoan tự động đang sử dụng loại màn hình Graphic

XBTP01101, nhưng đang gặp sự cố và cần được thay thế

1.5 Biến tần :

Công dụng :

Điều khiển tốc độ moto phù hợp với những ứng dụng thực tế

Các chức năng :

Biến tân loại nhỏ, đa chức năng và hỗ trợ mạng Dễ sử dụng với các chức

năng tiên tiến và điều khiển linh hoạt

® Điều khiến vector không dung sensor

# Có lắp bộ chỉnh tần số

* Các chức nắng bảo vệ chống qué dong va dòng xung

* Có khả năng kết nói CompoBus/D ( DeviceNet }

# Tiết kiệm năng lượng

* Điều khiến 1B tốc đồ

* Bao vệ ngắn mạch ngõ ra

Trong giàn khoan tự động không sử dụng biến tần, moto để tịnh tiến giàn

khoan chỉ dùng một tốc độ duy nhất và được phối hợp với một phanh cơ khí để dừng

đúng vị trí

1.6 Bộ điều khiển nhiệt độ :

Công dụng : điều khiển nhiệt độ các thiết bị cần sử dụng nhiệt độ cố định

Trang 6

Bộ điêu khiển có chức năng chỉnh PID tự động với 1 hoặc 2 đầu ra báo động

Cac model ESAWT, ESBWT, ESEWT

™ Man hinh SV va PV déng thời

® Nhiéu dai nhiét độ cho thiết lập tối ưu

* Các đái nhiệt độ có thế lựa chọn ở °C và °F

Bảo vệ bộ nhớ tự lưu không cần pin

Các chức năng báo vệ tránh lỗi hoạt động

1.7 Role điện từ :

Công dụng : đóng ngắt các tiếp điểm bằng dòng điện, được sử dụng nhiều

trong công nghiệp

Sau đây là một loại role điện từ sử dụng trong tủ điện của giàn khoan với các

thông số kỹ thuật :

# Có chắn hỗ quang

* Công suất 15A (loại LY1) và 10A lý tưởng cho nhiều ứng dụng

* Chịu được điện áp 2000V; kích thước nhỏ 36x28x21,5mm,

Ngoài loại role trên, trong giàn khoan còn sử dụng role nhiệt để bảo vệ quá

dòng cho thiết bị

1.8.Bộ nguồn : Công dụng : cung cấp nguồn cho các thiết bị tự động (PLC, rơle ) Thông số kỹ thuật của một bộ nguồn :

Trang 7

* Co miéng ga nén dé dang ga lap vào thanh DIN

® Dai đầu vào rộng

® Model 35-/50-W: 100 đến 240 VAC trong một bộ

Modal 100-/150-W : 100 hoac 200 VAC ( chon được}

* Độ tin cậy cao với đèn hiến thị kép điện AC và DC

Trong máy khoan mẫu mía, công tắc hành trình được sử dụng để nhận biết vị

trí của bệ khoan khi đến cử hành trình

Hình :

công tác giới hạn Two-circuit double-break

# Vỏ công tắc được đúc khuôn chác chắn

# Độ bên cơ học cao

® Cau trúc chịu dầu, chịu nước và bụi

* Tắm chỉ thị vị trí đặt giúp báo trì dễ dàng

Trang 8

CHUONG II: NGHIEN CUU CAU TAO CUA HE THONG KHOAN LAY

MAU MIA

2.1 TRUYEN DONG CO KHi

2.1.1 Con trugt, thanh ray

Phần bệ đỡ của giàn khoan sử dụng cơ cấu truyền động con trựơt- thanh ray

Phần này sử dụng động cơ ba pha để truyền chuyển động cho con trượt

2.1.3.Pan khí nén :

Công dụng : đẩy mũi khoan đi xuống

> Giàn khoan sử dụng hệ thống thủy lực để đẩy xy lanh tinh tién mii

khoan xuống

> Mô hình sử dụng pan khí nén để đẩy mãi khoan xuống

“~~ PAN KHf NEN DAY MUI KHOAN ĐI XUỐNG

Hình 1.9 : Pan khí nén đẩy mi khoan

1.2.2 Các thiết bị trường sử dụng trong tì điện của hệ thống

Hệ thống tủ điện bao gồm các thiết bị sau

1.2.3 Thủy lực

Ưu điểm : có thể nâng được những vật có tải trọng lớn, dễ điều khiển chuyển

động

Các thành phần trong một hệ thống thủy lực :

Các loại van sử dụng : van điện từ ( van 4 -3, 4- 2 ),van lò xo,

, van tiết lưu, công tắc trạng thái áp suất

Máy bơm

Các loại cảm biến : monostart (cảm biến áp suất), cảm biến từ

Hình I.7 : sơ đồ thủy lực của hệ thống

Trang 11

PHAN II: HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN GIÀN KHOAN

CHƯƠNG III: GIỚI THIỆU PLC MICRO TSX 3721 & S7-200

3.1 CẤU TẠO PLC MICRO TSX 3721:

3.1 CAC VO VA CACH XAC ĐỊNH

Dia chi “ Rack” I/O

a Syntax - Geographical addressing

Hiện nay @ rat nhiéu loai PLC trén thị trường Một số hãng nổi tiếng như :

Một số loại PLC :

Trang 13

3.3.1 PLC cia Omron

* Không cần backplane {dé lap)

Hoạt động không cần pin với bộ nhớ flash có sẵn

Hỗ trợ 'HardDisk” bằng Compact Flash Card

Chúc năng Protocol Macro đề truyền thông với các

thiết bị nói tiếp bên ngoài (GSM Modem)

Mang Serial Link 1:9 cho PLC CJ1M

Chức năng vao'ra xung (voi CJ1M-CPU22/23) 46 didu khién vi tr

ee Schnittstelle

m flrweitere Erweiterungs- module

Steckmodul-

Neeport) cu ị Befestigung fir

"—^ i _Montagepiatte Digitale EingSnge 24 VDC

_Analoge Einginge (0-10,

Clip fir Hutschienenmontage ——_—gingtinge 24 VOC '0-20mA, 4-20 mA, RTC, FTC)

Hinh 3.3: PLC $7-200 và một modul mở rộng

Trang 14

Š7-200 có nhiều loại tùy theo CPU, mỗi CPU có những đặc tính và tính chất ứng dụng khác nhau như CPU 221, CPU 222, CPU 224, CPU 226

Tổng số I/O max tương đối lớn, khoảng 256 I/O S6 module mở rộng tùy theo CPU có thể lên đến tối đa 7 module

Tích hợp nhiều chức năng đặc biệt trên CPU như ngõ ra xung, high

speed counter, đồng hồ thời gian thực,v.v

Module mở rộng đa dạng, nhiễu chủng loại như analog, xử lý nhiệt độ, điều khiển vị trí, module mạng.v.v

eĐặc điểm vùng nhớ

Vùng nhớ PLC S7-200 rất đa dạng và phong phú Vùng nhớ là nơi chứ

dữ liệu chương trình và là bộ phận không thể thiếu trong PLC

Các loại vùng nhớ trong của $7-200 :

+ Vùng nhớ input : Ix.y ( với x là byte và y tương ứng là bít của byte )

+ Vùng nhớ output : Qx.y ( với x là byte và y tương ứng là bít của byte )

+ Vùng nhớ biến V (Variable)

+ Vùng nhớ bit nhớ M (Memory)

+ Vùng nhớ Relay điều khiển tuần tự S (Sequence)

+ Vùng nhớ bit đặc biệt SM (Speclal memory)

Hiện tại nhà máy đang sử dụng PLC của hãng này bao gồm cả ba loại TSX

Premium, TSX Micro , TSX Nano Ngoài những loại hiện đại trên, một số PLC thế hệ

cũ (Module Path 8000) vẫn còn sử dụng trong một phần hệ thống tự động và sẽ được

thay thế trong thời gian tới

3.3.5.Một số các ting dung cia PLC TSX Micro- dang được sử dụng trong

PLC TSX Micro được dùng để điều khiển các động cơ, rờle, van thủy lực, giao

tiếp với màn hình cảm ứng Ngòai ra còn nhận các tín hiệu từ các lọai cảm biến từ bên ngòal vào

3.3.5.2.Cấu hình bộ PLC Micro đang được sử dụng gôm:

Câu hình 1 bộ (bệ VÕ cơ bản,

Rack mé réng Unit 8 CPU Bus}

ErdCover

Hình 3.7 : Cấu hình PLC Micro

Trang 18

CHUONG IV

LAP TRINH PLC

4.1 GIỚI THIỆU CÁC PHƯƠNG PHÁP GIAO TIẾP MAY TINH

Việc giao tiếp giữa máy tính và thiết bị ngoại vi có thể giao tiếp bằng 3 cách

>Giao tiếp bằng Slot-Card

> Giao tiếp qua cổng song song (máy in)

>Giao tiếp qua cổng nối tiếp (COM) 4.1.1 Giao tiếp bằng Slot Card

Bên trong máy tính, ngoài những khe cắm dùng cho card vào - ra, card màn

hình, vẫn còn những rãnh cắm để trống Để giao tiếp với máy tính, ta có thể thiết kế

card mở rộng để gắn vào khe cắm mở rộng này Ở máy tính PC/XT rãnh cắm chỉ có

1 loại với độ rộng 8 bít và tuân theo tiêu chuẩn ISA (Industry Standard

Architecture) Rãnh cắm theo tiêu chuẩn ISA có 62 đường tín hiệu, qua các đường

tín hiệu này máy tính có thể giao tiếp dễ dàng với thiết bị bên ngoài thông qua card

mở rộng

Trên rãnh cắm mở rộng, ngoài 20 đường địa chỉ, 8 đường dữ liệu, còn có một

số đường điều khiển như: RESET, IOR, IOW, AEN, CLK, Do đó card giao tiếp

với máy tính qua slot card đơn giản, số bit có thể tăng dễ dàng, giảm được nhiều linh kiện, tốc độ truyền dữ liệu nhanh (truyền sonh song) Tuy nhiên, do khe cắm nằm bên trong máy tính nên khi muốn gắn card giao tiếp vào thì phải mở nắp ra, điều này gây bất tiện cho người sử dụng

4.1.2 Giao tiếp bằng cổng song song

Việc giao tiếp giữa KIT Vi điều khiển 8051 với máy tính được thực hiện qua

ổ cắm 25 chân ở phía sau máy tính Qua cổng này dữ liệu được truyền đi song song, nên đôi khi còn được gọi là cổng ghép nối song song

Trang 19

PE SLCT

AF ERROR INIT SLCTIN

L6i ra (Output)

Lối ra

Lối ra Lối ra Lối ra Lối ra

Lối vào

Lối ra Lối vào

1: Máy in bận

Hết giấy

Select (Lựa chọn) Auto Feed (Tự nạp)

Khi máy tính gởi dữ liệu ra cổng máy in muốn dif liéu nay qua KIT Vi diéu

khiển 8051 ta phải giao tiếp qua một vi mạch 8255 IC 8255 lam viéc ở Mode 1 : Port A là nhập đữ liệu; Port B xuất dữ liệu

Hình :Sơ đồ kết nối giữa IC 8255 với cổng máy in:

Vi 8255 dudc khdi tao lam viéc 6 Mode 1: Port A nhap dé liệu Port B xuất dữ

liệu nên khi máy tính gởi tín hiệu STROBE đến 8255, yêu cầu 8255 nhận dữ liệu do

máy tính gởi đến và khi 8255 nhận dữ liệu thì nó tạo ra một tín hiệu ở PC5 đưa qua

ACK báo cho máy tính biết là 8255 đã nhận dữ liệu do máy tính gởi đến, đồng thời

lúc đó ở PC3 của 8255 tạo tín hiệu INTRA tác động đến chân ngắt INTI1 (pin 13)

của 8051 làm cho 8051 chạy chương trình phục vụ ngắt và dữ liệu từ máy tính qua

8255 sẽ được gởi đến CPU để xử lý

4.1.3 Giao tiếp bằng cổng nối tiếp

Cổng nối tiếp RS232 là một giao diện phổ biến rộng rãi nhất Người ta còn gọi cổng này là cổng COMI, còn cổng COM2 để tự do cho các ứng dụng khác

Giống như cổng máy in cổng COM cũng được sử dụng một cách thuận tiện cho việc

giao tiếp với thiết bị ngoại vi

Việc truyền dữ liệu qua cổng COM được tiến hành theo cách nối tiếp Nghĩa

là các bit dữ liệu được truyền đi nối tiếp nhau trên một đường dẫn Loại truyền này

có khả năng dùng cho những ứng dụng có yêu cầu truyền khoảng cách lớn hơn, bởi

vì các khả năng gây nhiễu là nhỏ đáng kể hơn khi dùng một cổng song song (cổng mấy in)

Cổng COM không phải là một hệ thống bus nó cho phép dễ dàng tạo ra liên kết dưới hình thức điểm với điểm giữa hai máy cần trao đổi thông tin với nhau, một thành viên thứ ba không thể tham gia vào cuộc trao đổi thông tin này

* Các chân và đường dẫn được mô tả như sau:

Trang 22

Phích cắm COM có tổng cộng 8 đường dẫn, chưa kể đến đường nối đất Trên

thực tế có hai loại phích cắm, một loại 9 chân và một loại 25 chân Cả hai loại này

đều có chung một đặc điểm

Việc truyễn dữ liệu xảy ra ở trên hai đường dẫn Qua chân cắm ra TXD máy

tính gởi đữ liệu của nó đến KIT Vi điểu khiển Trong khi đó các dữ liệu mà máy

tính nhận được, lại được dẫn đến chân RXD các tín hiệu khác đóng vai trò như là tín

hiệu hổ trợ khi trao đối thông tin, và vì thế không phải trong mọi trường hợp ứng

dụng đều dùng hết

Vì tín hiệu cổng COM thường ở mức +12V, -12V nên không tương thích với

điện áp TTL nên để giao tiếp KIT Vi điểu khiển 8051 với máy tính qua cổng COM

ta phải qua một vi mạch biến đổi điện áp cho phù hợp với mức TTL, ta chọn vi

mạch MAX232 để thực hiện việc tương thích điện áp

eSơ đồ kết nối giữa cổng COM với KIT Vi điều khiển 8051:

Vi mach nay nhận mức RS232 đã được gởi tới từ máy tính và biến đổi tín

hiệu náy thành tín hiệu TTL để cho tương thích với IC 8051 và nó cũng thực hiện ngược lại là biến đổi tín hiệu TTL từ Vi điều khiển thành mức +12V, -12V để cho

phù hợp hoạt động của máy tính Giao tiếp theo cách này, khoảng cách từ máy tính

đến thiết bị ngoại vi có thể đạt tới trên 20 mét

Ưu điểm của giao diện này là có khả năng thiết lập tốc độ Baud

Khi dữ liệu từ máy tính được gởi đến KIT Vi điểu khiển 8051 qua cổng COM thì dữ liệu này sẽ được đưa vào từng bit (nối tiếp) vào thanh ghi SBUF (thanh ghi

đệm), đến khi thanh ghi đệm đầy thì cờ RI trong thanh ghi điểu khiển sẽ tự động Set lên 1 và lúc này CPU sẽ gọi chương trình con phục vụ ngắt và dữ liệu sẽ được

đưa vào để xử lý

4.2, TRUYEN DU LIEU

4.2.1 Thông tin số liệu

Hệ thống thông tin số liệu dùng để xử lý và truyền các chuỗi mã nhị phân

Các mã này được tạo ra, lưu trữ và xử lý bởi máy tính và các thiết bị ngoại vi, bao

gồm các loại như: các tin tức đã mã hóa, tập tin văn bản, hình ảnh, dữ liệu số và các

thông tin khác

Đường truyền là đường truyền ẫn tín hiệu số và các ký tự truyền phổ biến là

ma ASCII

4.2.2 Phương thức truyền

a Truyền nối tiép/ Song song (Serial/ Parallel):

Truyền song song: truyền tất cả các bit của một ký tự cùng một lúc

Trang 25

Hình 4.2 Truyền nối tiếp

Truyền song song nhanh hơn truyền nối tiếp ( thường dùng ở cự ly thông tin

gần) Truyền nối tiếp ít tốn đường truyền hơn song song (thường dùng ở cự ly xa)

b Truyền đồng bộ/ Bất đồng bộ (Synchoronous / Asynchonous):

Truyền đông bộ - nối tiếp:

Load/Shift\ Input Read/Shift\ Output

Hinh 4.3 Truyén ddng bé - ndi tiép

Ding 1 xung clock dé déng bộ quá trình nhận theo từng bit ký tự Máy sẽ cung cấp tín hiệu clock cho cả 2 đầu phát và thu

Trang 26

Ưu điểm: chỉ truyễn data, không cần thêm tín hiệu đồng bộ vào chuỗi data —>

nhanh hơn

Nhược điểm: phải thêm 1 kênh thứ 2 để truyền tín hiệu clock song song với

kênh truyền data

® Truyền bất đồng bộ nối tiếp:

Thêm vào phía trước mỗi ký tự 1 bit START và phía sau 1 hoặc 2 bit STOP May thu sé tach bit START 9ể khởi động tín hiệu đồng bộ dùng cho việc thu các bit

ký tự Các bit STOP được dùng để ngăn cách giữa các ký tữ Phương pháp này cho

phép truyền ngẫu nhiên, không cần truyền liên tục

Vì phải thêm các bit START, STOP nên tốc độ truyền tổng quát là chậm so

với truyền đồng bộ nhưng lại đơn giản rẻ tiễn hơn

Tốc Độ truyền bất đồng bộ: 75, 110, 300, 1200 bit⁄s

Tốc Độ truyền đồng bộ: 2400, 4800, 9600 bit/s

4.2.3 Thông Tin Nối Tiếp Bất Đồng Bộ

4.2.3.1.Dẫn nhập:

* Truyền số liệu nối tiếp cho phép trao đổi thông tin giữa máy tính và thiết bị

ngoại vi từng bit một Số liệu trao đổi thường được gởi theo các nhóm bit (tạo thành

một kí tự hay một từ) Thí dụ: một ký tự được thể hiện bằng mã ASCII Trao đổi nối

tiếp chỉ cần một đường dây tín hiệu hay một kênh liên lạc

* Truyền số liệu nối tiếp được sử dụng khi:

> Thiết bị ngoại vi cần trao đổi số liệu vốn đã là vào/ra/nối tiếp

Vi du: Teletype, bang tty, catssete

> Khoảng cách giữa máy tính và thiết bị ngoại vi tương đối lớn Nếu khoảng cách đó tăng thì giá thành tăng lên theo tổng số đường dây dẫn số liệu

Trang 27

Giá của hệ còn phụ thuộc vào các bộ khuyếch đại đường dây và bộ thu

Do đó sử dụng phương pháp trao đổi nối tiếp sẽ kinh tế hơn

* Tốc độ truyền (còn gọi là tốc độ Baud-Rate) được xác định như tổn gsố lần

thay đổi tín hiệu trong Igiây Nếu tín hiệu truyền đi là nhị phân tốc độ truyền tương đối với số Bit truyền trong ! giây Các kênh thông tin được đánh giá bằng tốc độ truyền Nếu số liệu được truyền với tốc độ ngoài khả năng của kênh sẽ sắy ra lỗi,

bên thu sẽ không nhận đúntg được thông tin

* Hệ thống truyền số liệu nối tiếp gồm các dạng:

- Đơn công: Số liệu chỉ được gửi đi theo một hướng

- Bán song công: Số liệu được gửi theo hai hướng nhưng mỗi thời điểm chỉ được truyền theo một hướng

- Song công: Số liệu được truyền đồng thời theo hai hướng

* Truyền số liệu nối tiếp có thể là:

- Đồng bộ (DB)

- Bất đồng bộ (BDB)

Điểm chung của hai phương pháp này đều đòi hỏi thông tin khung (Frame)

thêm vào thông tin số liệu để tạo điểui¡ kiện cho bên thu/nhận biết dạng của số liệu

Điểm khác nhau cơ bản là:

Trong truyền BDB, thông tin không cần cho từng ký tự, trong khí đó, ở truyền

DB thông tin khung chỉ cần ở một chuỗi ký tự hay một khối (Block)

Truyền số liệu nối tiếp DB có hiệu suất lớn hơn truyền BDB nhưng đòi hỏi

việc giải mã phức tạp hơn

Phương pháp truyền DB sử dụng ở môi trường truyền dẫn có tốc độ cao, truyền BDB dùng ở môi trường có khả năng truyển dẫn chậm hơn

Trang 28