Hệ thống gọi số tự động

Hệ thống gọi số tự động

I — Sơlược về giao tiếp truyền thông

1 Sơ lược về giao tiếp máy tính

2 Giao tiếp nối tiếp qua RS-232

3 IC truyền dữ liệu 75176

HI Sơlược về giao thức nối mạng PC

PHẦN II: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ

I Sơ đô khối hệ thống

Il Tính toán và thiết kế từng khối

1 Các quầy (4Slave)

2 Khối giao tiếp với máy tính

3 Khối xử lý trung tâm (Master)

II Sơ đồ nguyên lý

1 Sơ đồ nguyên lý

2 Giải thích họat động của mạch

IV Lưu đồ giải thuật

1 Các quầy (4 Slave)

2 Khối xử lý trung tâm (Master)

PHAN II: KẾT LUẬN

I Ưu khuyết điểm của đề tài

Il Hướng phát triển của để tài

PHANIV: TÀI LIỆU THAM KHẢO

PHẦN V: PHU LUC CHUONG TRINH

Hệ Thống Gọi Số Tự Động

LỜI MỞ ĐẦU

Ngày nay đất nước ta càng phát triển, xã hội càng hiện đại hóa, nhu cầu cuộc sống

con người càng tăng cao Vì thế người dân lại càng bận rộn với công việc của họ thậm chí

họ phẩi mất nhiều thời gian cho những việc khám chữa bệnh, đóng tiền điện thoại,tiền điện

thủ tục hành chính v.v Thêm vào đó gây ra các hiện tượng quan liêu, tham ô, cửa quyển làm chậm phát triển đất nước so với xu thế thế giới

Trong khi đó nền công nghiệp đã đạt lên tâm cao mới, nhất là ngành công nghiệp điện tử Trước đây ta phải tiếp xúc với những máy tính to đùng hoặc những chiếc tivi trắng đen kông kểnh thì ngày nay ta lại có thể sử dụng những thiết bị điện tử nhỏ, gọn, nhẹ và

nằm vừa trong lòng bàn tay Đó là sự ra đời của vi điều khiển, những con chip nhỏ được ứng dụng rộng rãi trong công nghiệp cũng như trong đời sống

Cùng với nhu cầu thực tiễn trên và những kiến thức của em về vi điều khiển, em xin

giới thiệu để tài hệ thống gọi số tự động QMS (Queue Management System), hay còn gọi

- NOI DUNG DE TAI:

Khi một người khách vào co quan sử dụng hệ thống QMS thì sẽ được nhân viên

phát 01 phiếu có số thứ tự, và ngồi vào ghế chờ đợi hệ thống gọi số thứ tự của mình để thực

hiện giao dịch Các số thứ tự này sẽ được hệ thống máy tính quản lý cập nhật, máy tính này giao tiếp với các quây giao dịch ( ở đây ta thực hiện Demo với 4 quầy)

Trên mỗi quầy giao địch có một hệ thống quản lý gồm 1 IC 89C5I là trung tâm

điều khiển của quầy có chức năng gửi yêu cầu lệnh đến máy tính và nhận dữ liệu (tức số thứ tự) và 1 bảng hiển thị lớn gồm 4 led 7 đoạn cho khách hàng thấy, 1 bảng hiển thị nhỏ cho nhân viên quan sát tại quây, bảng hiển nhỏ này được gắn chung với 2 phím nhấn và 1

đèn led với nhiệm vụ :

- Phim NEXT : khi được nhấn thì máy tính sẽ về cho quây số thứ tự kế tiếp của người cần gọi (ví dụ : quây 1 đang giao dịch với số 0001, quây 2 đang giao dịch với số

0002, quầy 3 đang giao dịch với số 0003, thì khi nhân viên quây 4 nhấn nút NEXT sẽ gọi

số kế tiếp là 0004 )

- Phún REPEAT : khi được nhấn máy tính sẽ lặp lại số thứ tự của người cần gọi(ví

du : khi nhân viên quầy 4 gọi 0004 lần 1 chưa thấy khách hàng, nhân viên bấm phím

REPEAT để lặp lại số 0004 cho khách hàng biết)

- Đèn led: báo cho nhân viên biết còn người chờ đợi hay không.(ví dụ: đèn sáng tức còn khách hàng chờ đợi, đèn tối tức không còn khách hàng chờ đợi)

Bảng hiển thị lớn gồm 4 led 7 đoạn với chức năng chính là gây sự chú ý ( bằng âm

thanh được ghi âm và phát từ máy vi tính ra loa) và cho khách hàng biết số thứ tự của mình đến quây số mấy Hai bảng hiển thị này cũng gồm 1 IC 89C51 để truyền nhận đữ liệu và 4 led 7 đoạn

Vì thời gian có hạn và kiến thức còn hạn chế nên đề tài không thể tránh khỏi thiếu sót nên rất mong sự đóng góp của quý thầy cô và bạn bè

1 Giới thiệu tóm tat vé IC 89C51:

Microcontroller 14 một hệ vi xử lý thật sự được tổ chức trong một chip (trong một vỏ IC) bao gém bộ vi xử lý “Microprocessor”, bộ nhớ chương trình “EPROM”, bộ nhớ dữ liệu “RAM” và bộ số học logic “ALU” cùng với các thanh ghi chức năng, các cổng vào /

ra, cơ chế điều khiển ngắt và truyền tin nối tiếp Ngoài ra nó cũng được trang bị các bộ thời gian Timer dùng trong các ứng dụng chia tần và tạo thời gian thực Tương tự như hệ vi xử

lý dùng bộ vi xử ly Intel-8085, Z80, CPU 80X86 b6 vi điều khiển có thể lập trình để xử lý dạng đơn nhiệm ứng dụng điều khiển trong các thiết bị như thiế t bị thông tin, viễn thông,

thiết bị đo lường cũng như các ứng dụng trong công nghệ thông tin về kỹ thuật điều khiển

tự động hoặc ứng dụng điều khiển trong các thiết bị ứng dụng khác

Như vậy, On-Chip 8051 là bộ vi điều khiển, nó cũng đầy đủ chức năng của một hệ

vi xử lý 8 bit, hoạt động ở tân số 12Mhz, với bộ nhớ EPROM (4K), RAM (128 byte) bên trong có thể mở rộng bộ nhớ ra ngoài, có 4 cổng 8 bit vào ra 2 chiều để giao tiếp với thiết

bị ngoại vi Điểm đặc biệt của on-chip 8051 là được điều khiển bởi 1 hệ lệnh của nó có số

lệnh đủ mạnh, cho phép lập trình bằng ngôn ngữ “Assembly” là ngôn ngữ mạnh trong điều khiển tự động

1 Cấu trúc phần cứng:

MCS51 1a mot ho IC vi diéu khién (Microcontroller) do hang Intel sản xuất Các IC

tiêu chuẩn cho họ MCS51 là 8031, 8051, 8751, 8951, 892051 Chúng có đặc điểm chung

o_ 64 Kbyte không gian bộ nhớ chương trình mở rộng

o_ 64 Kbyte không gian bộ nhớ dữ liệu mở rộng

o_ 210 bit được địa chỉ hóa (nằm trong vùng RAM nội)

©o_ Bộ nhân / chia 4 us

1.2 Sơ đồ khối của 8951:

Hệ Thống Gọi Số Tự Động GVHD: Th.s Lê Quốc Đán

2 Khảo sát sơ đô chân 8951, chức năng từng chân:

AT89C52P6

Sơ đồ chân IC 8951

2.2 Chức năng các chân của 8951:

- 8951 có tất cả 40 chân có chức năng như các đường xuất nhập Trong đó có 24 chân

có tác dụng kép (có nghĩa 1 chân có 2 chức năng), mỗi đường có thể hoạt động như đường

xuất nhập hoặc như đường điều khiển hoặc là thành phân của các bus dữ liệu và bus địa

- Port 1 14 port IO trên các chân 1-8 Các chân được ký hiệu PI.0, P1.1, P1.2, có

thể dùng cho giao tiếp với các thiết bị ngoài nếu cần Port 1 không có chức năng khác, vì vậy chúng chỉ được dùng cho giao tiếp với các thiết bị bên ngoài

O Port 2:

- Port 2 là 1 port có tác dụng kép trên các chân 21 - 28 được dùng như các đường

xuất nhập hoặc là byte cao của bus địa chỉ đối với các thiết bị dùng bộ nhớ mở rộng

O Port 3:

b Port 3 1a port c6 tac dung kép trén cdc chan 10 - 17 Các chân của port này

có nhiều chức năng, các công dụng chuyển đổi có liên hệ với các đặc tính đặc biệt của 8951 như ở bảng sau:

P3.6 WR\ Tín hiệu ghi đữ liệu lên bộ nhớ ngoài P3.7 RD\ Tín hiệu đọc bộ nhớ dữ liệu ngoài

b Các ngõ tín hiệu điều khiển:

1 Ngõ tín hiệu PSEN (Program store enable):

- PSEN là tín hiệu ngõ ra ở chân 29 có tác dụng cho phép đọc bộ nhớ chương trình mở rộng thường được nói đến chân 0E (output enable) của Eprom cho phép đọc các byte mã

fŒ Ngõ tín hiệu điều khiển ALE (Address Latch Enable ) :

- Khi 8951 truy xuất bộ nhớ bên ngoài, port 0 có chức năng là bus địa chỉ và bus dữ

liệu do đó phải tách các đường dữ liệu và địa chỉ Tín hiệu ra ALE ở chân thứ 30 dùng làm

tín hiệu điều khiển để giải đa hợp các đường địa chi va dữ liệu khi kết nối chúng với IC

chốt

- Tín hiệu ra ở chân ALE là một xung trong khoảng thời gian port 0 đóng vai trò là địa chỉ thấp nên chốt địa chỉ hoàn toàn tự động

Các xung tín hiệu ALE có tốc độ bằng 1/6 lần tần số dao động trên chip và có thể được

dùng làm tín hiệu clock cho các phân khác của hệ thống Chân ALE được dùng làm ngõ vào xung lập trình cho Eprom trong 8951

© Ngo tin hiéu EA(External Access):

- Tín hiệu vào EA\ ở chân 31 thường được mắc lên mức 1 hoặc mức 0 Nếu ở mức 1, 8951

thi hành chương trình từ ROM nội trong khoảng địa chỉ thấp 8 Kbyte Nếu ở mức 0, 8951

sẽ thi hành chương trình từ bộ nhớ mở rộng Chân EA\ được lấy làm chân cấp nguồn 21V

khi lập trình cho Eprom trong 8951

© Ngé tin hiéu RST (Reset) :

-Ngõ vào RST ở chân 9 là ngõ vào Reset của 8951 Khi ngõ vào tín hiệu này đưa lên cao ít nhất là 2 chu kỳ máy, các thanh ghi bên trong được nạp những giá trị thích hợp

để khởi động hệ thống Khi cấp điện mạch tự động Reset

fT Các ngõ vào bộ dao động X1, X2:

-Bộ dao động được tích hợp bên trong 8951, khi sử dụng 8951 người thiết kế chỉ cần kết nối thêm thạch anh và các tụ như hình vẽ trong sơ đồ Tần số thạch anh thường sử dụng

cho 8951 1a 12Mhz

O Chan 40 (Vcc) được nối lên nguồn 5V

3 _ Hoạt động port nối tiếp:

31 Giới thiệu:

- 8951 có một port nối tiếp trong chip có thể hoạt động ở nhiều chế độ trên một dãy tần số rộng Chức năng chủ yếu là thực hiện chuyển đổi song song sang nối tiếp với dữ liệu xuất và chuyển đổi nối tiếp sang song song với dữ liệu nhập

- Port nối tiếp cho hoạt động song công (full duplex: thu và phát đồng thời) và đệm

thu (receiver buffering) cho phép một ký tự sẽ được thu và được giữ trong khi ký tự thứ hai được nhận Nếu CPU đọc ký tự thứ nhất trước khi ký tự thứ hai được thu day đủ thì dữ liệu

sẽ không bị mất

°

3.2 Các thanh ghi và các chế độ hoạt độ

a) Thanh ghi điều khiển port nối tiếp:

Chế độ hoạt động của port nối tiếp được đặt bằng cách ghi vào thanh ghi chế độ port nối tiếp (SCON) ở địa chỉ 98H Sau đây các bản tóm tắt thanh ghi SCON và các chế độ của port nối tiếp:

Bit Ky hiéu_ | Dia chỉ Mô tả

SCON.7 | SM0 9FH Bit 0 của chế độ port nối tiếp

SCON.6 SMI 9EH Bit 1 của chế độ port nối tiếp

SCON5 | SM3 9DH Bit 2 của chế độ port nối tiếp Cho phép truyền

thông xử lý trong các chế độ 2 và 3, RI sẽ không bị

tác động nếu bit thứ 9 thu được là 0

SCON.4 | REN 9CH Cho phép bộ thu phải được đặt lên 1 để thu các ký

tự SCON.3 TB8 9BH Bit 8 phát, bit thứ 9 được phát trong chế độ 2 và 3,

được đặt và xóa bằng phần mềm

SCON.2 RB8 9AH B it 8 thu, bit thi? 9 thu được

SCON.1 | TI 99H Cờ ngắt phát Đặt lên 1 khi kết thúc phát ký tự,

b) Tóm tắt thanh ghi chế độ port nối tiếp:

SMO | SM1 Chế độ Mô tả Tốc độ baud

0 0 0 Thanh ghi dịch | Cố định (Fosc /12)

0 1 1 UART 8 bit Thay đổi ( đặt bằng timer )

1 | 0 2 UART 9 bit | Cố định (Fosc /12 hoặc Fosc/64

| Thay đổi ( đặt bằng timer )

c) Các chế độ port nối tiếp:

Trước khi sử dụng port nối tiếp, phải khởi động SCON cho đúng chế độ Ví dụ, lệnh sau:

MOV SCON, #01010010B

Khởi động port nối tiếp cho chế độ 1 (SM0/SM1=0/1), cho phép bộ thu (REN=1) va cờ

ngắt phát (TP=1) để bộ phát sẵn sàng hoạt động

Chế độ 0 (Thanh ghi dịch đơn 8 bit):

Chế độ 0 được chọn bằng các thanh ghi các bit 0 vào SMI1 và SM2 của SCON, đưa

port nối tiếp vào chế độ thanh ghi dịch 8bit Dữ liệu nối tiếp vào và ra qua RXD và TXD

xuất xung nhịp địch, 8 bit được phát hoặc thu với bit đầu tiên là LSB Tốc độ baud cố định

ở 1/12 tần số dao động trên chip

Việc phát đi được khởi động bằng bất cứ lệnh nào ghi dữ liệu vào SBUF Dữ liệu dịch

ra ngoài trên đường RXD (P3.0) với các xung nhịp được gửi ra đường TXD (P3.1) Mỗi bit

phát đi hợp lệ (trên RXD) trong một chu kỳ máy, tín hiệu xung nhập xuống thấp ở S3P1 và

trở về cao ở S6P1

(TXD) Giản đồ thời gian Port nối tiếp phát ở chế độ 0

Việc thu được khởi động khi cho phép bộ thu (REN) là 1 và bít ngắt thu (R]) là 0

Quy tắc tổng quát là đặt REN khi bắt đâu chương trình để khởi động port nối tiếp, rồi xoá

RI để bắt đầu nhận dữ liệu Khi RI bị xoá, các xung nhịp được đưa ra đường TXD, bắt đầu chu kỳ máy kế tiếp và dữ liệu theo xung nhịp ở đường RXD Lấy xung nhịp cho dữ liệu

vào port nối tiếp xảy ra ở cạnh đường của TXD

+ Chế độ 1 (UART 8 bit với tốc độ baud thay đổi được):

Ở chế độ 1, port nối tiếp của 8951 làm việc như một UART 8 bit với tốc độ baud thay

đổi được Một UART (Bộ thu phát đồng bộ vạn năng) là một dụng cụ thu phát đữ liệu nối

tiếp với mỗi ký tự dữ liệu đi trước là bit start ở mức thấp và theo sau bit stop ở mức cao Đôi khi xen thêm bit kiểm tra chẵn lẻ giữa bit dữ liệu cuối cùng và bit stop Hoạt động chủ

yếu của UART là chuyển đổi song song sang nối tiếp với dữ liệu nhập

Ở chế độ 1, 10 bit được phát trên TXD hoặc thu trên RXD Những bít đó là: 1 bít start (luôn luôn là 0), 8 bit đữ liệu (LSB đầu tiên) và 1 bít stop (luôn luôn là 1) Với hoạt động

thu, bit stop được đưa vào RB8 trong SCON Trong 8951 chế độ baud được đặt bằng tốc độ

báo tràn của timer 1

Tạo xung nhịp và đồng bộ hóa các thanh ghi dịch của port nối tiếp trong các chế độ 1;2

và 3 được thiết lập bằng bộ đếm 4 bit chia cho 16, ngõ ra là xung nhịp tốc độ baud Ngõ

vào của bộ đếm này được chọn qua phần mềm

%* UART 9 bit với tốc độ baud cố định (chế độ 2):

Khi SM1=1 và SM0=0, cổng nối tiếp làm việc ở chế độ 2, như một UART 9 bit có tốc

độ baud cố định, 11 bit sẽ được phát hoặc thu:1bit start, 8 bit data, 1 bit data thứ 9 có thể

được lập trình và 1 bit stop Khi phát bit thứ 9 là bất cứ gì đã được đưa vào TB§ trong

SCON (có thể là bit Parity) Khi thu bit thứ 9 thu được sẽ ở trong RB8 Tốc độ baud ở chế

độ 2 là 1/32 hoặc 1/16 tần số dao động trên chip

%% UART 9 bit với tốc độ baud thay đổi được (chế độ 3):

Chế độ này giống như ở chế độ 2 ngoại trừ tốc độ baud có thể lập trình được và

được cung cấp bởi Timer.Thật ra các chế độ 1, 2, 3 rất giống nhau Cái khác biệt là ở tốc

SETB REN ; đặt REN lên 1

Hoặc lệnh

MOV SCON,#XXX1XXXXB ; dat REN lên 1 hoặc xoá các bịt khác trên

SCON khi cần (các X phải là 0 hoặc 1 để đặt chế độ làm việc)

® Bi( dữ liệu thứ 9:

Bit đữ liệu thứ 9 cần phát trong các chế độ 2 và 3 phải được nạp vào trong TB8 bằng phần

mềm Bit dữ liệu thứ 9 thu được đặt 6 RB8 Phần mềm có thể cần hoặc không cân bit đữ liệu thứ 9, phụ thuộc vào đặc tính kỹ thuật của thiết bị nối tiếp sử dụng (bit dữ liệu thứ 9

cũng đóng vai trò quan trọng trong truyền thông đa xử lý )

$ Thêm l1 bit parity:

Thường sử dụng bit dữ liệu thứ 9 để thêm parity vào ký tự Như đã nhận xét ở chương

trước, bịt P trong từ trạng thái chương trình (PSW) được đặt lên 1 hoặc bị xoá bởi chu kỳ máy để thiết lập kiểm tra chẳn với 8 bit trong thanh tích lũy

Cac cờ ngắt:

Hai cờ ngắt thu và phat (RI va TI) trong SCON đóng một vai trò quan trọng trong

truyền thông nối tiếp dùng 8951/8051 Cả hai bit được đặt lên 1 bằng phần cứng, nhưng

phải được xoá bằng phần mềm

e) Tốc độ baud port nối tiếp:

Như đã nói, tốc độ baud cố định ở các chế độ 0 và 2 Trong chế độ 0 nó luôn luôn là

tân số dao động trên chip được chia cho 12 Thông thường thạch anh ấn định tần số dao

động trên chip nhưng cũng có thể sử dụng nguồn xung nhịp khác

Các nguồn tạo xung nhịp cho port nối tiếp

Mặc nhiên sau khi reset hệ thống, tốc độ baud chế độ 2 là tần số bộ dao động chia

cho 64, tốc độ baud cũng bị ảnh hưởng bởi 1 bit trong thanh ghi điều khiển nguồn cung cấp

(PCON) bịt 7 của PCON là bịt SMOD Đặt bit SMOD lên 1 làm gấp đôi tốc độ baud trong

các chế độ 1, 2 và 3 Trong chế độ 2, tốc độ baud có thể bị gấp đôi từ giá trị mặc nhiên của

1/64 tần số dao động (SMOD=0) đến 1/32 tân số dao động (SMOD=1)

Vì PCON không được định địa chỉ theo bit, nên để đặt bit SMOD lên 1 cần phải

theo các lệnh sau:

MOV A,PCON ; lấy giá trị hiện thời của PCON

SETB ACC.7 ; đặt bit SMOD lên 1 MOV PCON,A ; ghi giá trị ngược về PCON

Hệ Thống Gọi Số Tự Động GVHD: Th.s Lê Quốc Đán

Các tốc độ baud trong các chế độ 1 và 3 được xác định bằng tốc độ tràn của timer 1

Vì timer hoạt động ở tần số tương đối cao, tràn timer được chia thêm cho 32 (hoặc 16 nếu

SMOD =l ) trước khi cung cấp tốc độ xung nhịp cho port nối tiếp

3.3 Tổ chức ngắt trong 8051:

Vi Điều Khiển có 5 nguồn ngắt:2 nguồn ngắt ngoài,2 ngắt timer và 1 ngắt Port nối tiếp, tất cả các nguồn ngắt bị cấm sau khi reset hé thống và cho phép bởi phần mềm

a) Cho phép và không cho phép ngắt:

Mỗi nguồn ngắt được cho phép hoặc không cho phép thông qua thanh ghi chức năng đặc biệt có các bit được địa chỉ hóa IE (Interrupt Enable) tai dia chi OA8H

TE.2 EXI AAH Enable External 1 Interrupt

c Ngắt Port nối Tiếp:

Ngắt Port nối tiếp xảy ra khi cả 2 cờ ngắt truyền (TT) hoặc cờ ngắt nhận (R]) được đặt Ngắt truyền xảy ra khi bit cuối cùng trong SBUF truyền xong tức là lúc này thanh ghi

SBUF rỗng Ngắt nhận xảy ra khi SBUF đã hoàn thành việc nhận và đang đợi để đọc tức là

lúc này thanh ghi SBUF đầy Cả hai cờ ngắt này được đăt bởi phần cứng và xóa bằng phần

mềm

II Sơ lược về giao tiếp truyền thông:

1 Sơ lược về giao tiếp máy tính:

1.1 Giao tiếp song song:

a) Vài nét cơ bản về cổng máy in:

Việc nối máy in với máy tính được thực hiên qua ổ cắm 25 chân ở phía sau máy tính Nhưng đây không phải chỉ là chỗ nối với máy in mà khi sử dụng máy tính vào việc

khác, như truyền dữ liệu từ máy tính tới một thiết bị khác, hay điều khiển thiết bi bằng máy tính thì việc ghép nối cũng được ghép nối qua cổng máy in

Qua cổng này dữ liệu được truyền đi song song, nên đôi khi còn được gọi la cổng ghép nối song song và tốc độ truyển cũng đạt đến mức đáng kể Tất cả các đường dẫn của cổng máy in đều tương thích với TTL Nghĩa là chúng đều cung cấp mức điện áp nằm giữa 0V đến 5V Do đó ta cần lưu ý là các đường dẫn vào cổng này không được đặt mức điện áp quá lớn

Sự sắp xếp các chân của cổng máy in với tất cả các đường dẫn được mô tả như sau:

Chân Ký hiệu Out/in Chức năng

1 Strobe Out Byte được in

2 9 D0 D7 Out Các đường dữ liệu DO D7

10 ACK In Phần thu báo cho phần phát biết đã thu xong một kí tự

11 Busy In Phần tín hiệu do phân thu báo cho phần phát biết là

phần thu đang bận

13 SLCT In Báo là chọn máy In

14 AF Out Máy tính báo ra máy in tự nạp giấy

16 INIT Out - Reset may in

17 SLCTIN — | Out Chọn máy In

Hệ Thống Gọi Số Tự Động GVHD: Th.s Lê Quốc Đán

c) Trao đổi với các đường dẫn tín hiệu:

LPTI : Gồm có 3 thanh ghi: thanh ghi dữ liệu, thanh ghi trạng thái và thanh ghi điều khiển

c.1 Thanh ghi dữ liệu: gồm có 8 bit dữ liệu, có địa chỉ là 378h

ACK BUSY

1.2 Giao tiếp qua slot card (có địa chỉ từ 300 31EH):

Trong máy tính người ta chế tạo sẵn các slot cho phép người sử dụng tính năng của

máy vi tính bằng cách gắn thêm các thiết bị vào nó

Mỗi slot đều có các đường dữ liệu (data), địa chỉ (address), các đường +5V , - 5V,

+ 12V, -12V và các đường điều khiển như CLK, IRQ, RESET, /IOW, IOR vì vậy nếu

thiết kế mạch giao tiếp qua slot sẽ giảm được rất nhiều linh kiện, giảm được bộ nguồn bên

ngoài, dễ điều khiển, giá thành thấp nên đồng thời tốc độ truyền dữ liệu cũng nhanh

Tuy nhiên bên cạnh những ưu điểm nó cũng có những nhược điểm như : do slot card

giao tiếp được gắn bên trong máy nên cách giao tiếp này khó nhận được dữ liệu từ bên ngoài Nó bị hạn chế về khoảng cách làm việc đồng thời mỗi lần sử dụng phải mở ráp máy gây bất tiện cho người sử dụng

+ Các rãnh cắm trong máy tỉnh PC:

- Ở máy tính PC/XT rãnh cắm trong máy tính chỉ có 1 loại với độ rộng là 8 bit và tuân theo tiêu chuẩn ISA (Industry Standard Architecture) Ti máy tính AT trở đi việc bố trí chân trên rãnh cắm trở lên phức tạp hơn, tùy theo tiêu chuẩn khi lựa chọn máy tính, các

loại rãnh cắm theo tiêu chuẩn khác nhau có thể kiểm tra như sau:

+ Rãnh cắm 16 bit theo tiêu chuẩn ISA (Industry standard Architecture) + Rãnh cắm PS/2 với 16 bit theo tiêu chuẩn MCA (Micro Channel Architecture)

+ Rãnh cắm PC/2 với 32 bit theo tiêu chuẩn MCA

+ Rãnh cắm 32 bit theo tiêu chuận EISA (Extended Micro Channel Architecture)

+ Rãnh cấm 32 bit theo tiêu chuẩn VESA

+ Rãnh cắm 32 bit theo tiêu chuẩn PCI

Cho đến nay phần lớn các card ghép nối dùng trong kỹ thuật do lường và điều khiển đều được chế tạo để đặt vào rãnh cắm theo tiêu chuẩn ISA

2 Giao tiếp nối tiếp qua cổng COM ~ RS232:

a) Vài nét cơ bản về cổng nối tiếp:

Cổng nối tiếp RS232 là một loại giao diện phổ biến rộng rãi nhất, ta còn gọi là cổng

COMI , COM2 để tự do cho các ứng dụng khác nhau

Giống như cổng máy in, cổng nối tiếp RS232 cũng được sử dụng rất thuận tiện trong việc ghép nối máy tính với các thiết bị ngoại vi Việc truyền dữ liệu qua cổng RS232 được tiến hành theo cách nối tiếp, nghĩa là các bit đữ liệu được gởi đi nối tiếp vối nhau trên một đường dẫn

Trước hết loại truyễển này có khả năng dùng cho những khoảng cách lớn hơn, bởi vì khả năng gây nhiễu là nhỏ đáng kể hơn là khi dùng một cổng song song Việc dùng cổng

song song có một nhược điểm đáng kể là cáp truyền nhiều sợi và vì vậi rất đắt tiền, hơn

nưa mức tín hiệu nằm trong khỏang 0 5V đã tổ ra không thich ứng với khoảng cách lớn

Hình dưới đây là sự bố trí chân của phích cắm RS232 của máy tính PC

(loại 9 chân ) ( loại 25 chân )

Việc truyền đữ liệu xảy ra trên 2 đường dẫn qua chân cắm ra TxD, máy tính gửi dữ liệu của nó đến thiết bị khác Trong khi đó đữ liệu mà máy tính nhận được dẫn đến chân RxD Các tín hiệu khác đóng vai trò như tín hiệu hỗ trợ khi trao đổi thông tin và vì thế không phải trong mọi ứng dụng đều dùng đến

Mức tín hiệu trên chân ra RxD tùy thuộc vào đường dẫn TxD và thông tin thường

nằm trong khoảng — 12V + 12V các bit đữ liệu được đảo ngược lại Mức điện áp ở mức cao nằm trong khoảng - 3V và — 12V và mức thấp nằm trong khoảng từ + 3Vvà +12V

Trạng thái tĩnh trên đường dẫn có mức điện áp - 12V

Bằng tốc độ baud ta thiết lập tốc độ truyền dữ liệu các giá trị thông thường là 300,

600, 1200, 2400, 4800, 9600 và 19200 baud Ký hiệu baud là số lượng bit truyền trong 1s

Còn một vấn để nữa là khuôn mẫu (Format) truyền dữ liêu cần phải được thiết lập

như nhau cả bên gửi cũng như bên nhận các thông số truyền có thể được thiết lập trên máy tính PC bằng các câu lệnh trên DOS Ngày nay Windows cũng có các chương trình riêng

để sử dụng, khi đó các thông số truyền dữ liệu như: tốc độ baud, số bit dữ liệu, số bít đừng,

bit chẵn lẻ (parity) có thể được thiết lập một cách rất đơn giản

b) Sự trao đổi của các đường dẫn tín hiệu:

Cũng như ở cổng máy in, các đường dẫn tín hiệu riêng biệt cũng cho phép trao đổi

qua lại các địa chỉ trong máy tính PC Trong trường hợp này người ta thường sử dụng những

vi mạch có độ tích hợp cao để có thể hợp nhất nhiề chức năng trên 1 chip

Ở máy tính PC thường có một bộ phát/nhận không đồng bộ vạn năng gọi tắt là UART: Universal Asynchronous Receiver/Transmister Để điều khiển sự trao đổi thông tin giữa máy tính và các thiết bị ngoại vi Phổ biến nhất là vi mạch 8250 của hãng NSC hoặc các thiết bị tiếp theo, chẳng hạn như 16C550 Bộ AURT này có 10 thanh ghi để điều khiển

tất cả chức năng của việc nhập vào, xuất ra đữ liệu theo cách nối tiếp liên quan đến nội

dung của phần này chỉ để cập đến hai điểu đáng quan tâm đó là: thanh ghi điều khiển modem và thanh ghi trạng thái modem

b.1 Thanh ghi điều khiển modem:

DO =1 đưa/DTR =0 DI=0 dua /RTS =1 DO=0 dua /DTR=1 OUT1 va OUT2 diéu khién dau ra phu DI=I đưa /RTS =0

b.2 Thanh ghi trang thai modem: (dia chỉ cơ bản +6)

Có các giá trị của các bít out 2 out 1, 1 nếu RI có biến đổi 1 |

DTR, RTS, tr MCR khi bit LOOP = z ¬

tương ứng RLSD RI DSR CTS ARLSD | ARI ADSR | ACTR

Cũng giống như ở cổng ghép nối với máy in, các Thanh ghi được trao đổi qua ô nhớ trong ving vao/ra (input/output) Dia chi dau tién cé thể tới được của cổng nối tiếp gọi là địa chỉ cơ bản (basic Address) các đỉa chỉ của các thanh ghi tiếp theo được đạt tới bằng

việc cộng thêm số thanh ghi đã gặp của bộ UART vào địa chỉ cơ bản

Địa chỉ cơ bản của cổng nối tiếp của máy tính PC được tóm tắt trong bảng sau:

3 Giới thiệu sơ lược về IC truyền dữ liệu 75176:

- SNÑ75176B có thể truyển nhận 2 chiều, được thiết kế dùng cho những mạch cân phát cho nhiều điểm trên đường dài trên 1000 mét và trong 1 môi trường ổn ào

- §N75176B có 3 trạng thái ngõ ra 2 chiều, tức nghĩa khi nhận thì A,B là 2 ngõ ra, nhưng khi phát thì 2 ngõ A,B này đóng vai trò là ngõ vào và có l ngõ ra Ở phía ngược lại đường truyền

wx Và chính ưu điểm này, SN75176B được sử dụng trong hệ thống em đang thực hiện có chức năng truyền dữ liệu đi xa trong 1 môi trường nhiễu rất cao(do có nhiều dây dẫn), và giữ vai trò định hướng đi cho dữ liệu, dữ liệu đi theo chiều gửi hay

nhận tùy thuộc vào yêu cầu của hệ thống |

- SN75176B có 2 chân cho phép, 1 cho ngõ vào và 1 cho ngõ ra

- §N75176B hoạt động trong phạm vi điện áp lớn lẫn 2 chiều vào và ra, nhưng dòng điện ở ngõ ra theo chiều phát chỉ khoảng 60mA,và ïC này có thể tự tắt khi nhiệt độ quá 70

Hệ Thống Gọi Số Tự Động

II Sơ lược về giao thức nối mạng PC:

1 Khái quát về giao thức ÉC :

| LC (inter-Integrated Circuit) 14 giao thức gồm 2 đường bus, có tốc độ từ thấp đến

trung bình, là bus truyền thông cho tín hiệu điện tử được phát triển bởi công ty Philips vào đầu thập niên 80 C được đưa ra nhằm giảm chi phi sản xuất các sản phẩm điện tử PC

có các ưu điểm như chỉ phí thấp, nhiều thuận lợi hơn trong việc kết nối các IC với nhau Các ứng dụng ban đầu dùng giao thức ỨC là phần điều khiển âm lượng và độ tương phan trong máy thu thanh và tivi Hơn 1 thập kỷ qua, giao thức ÚC đã được sử dụng rộng rãi hon Va ngay nay, PC lai dé dude tìm thấy trong nhiều ứng dụng điện tử với l tiém năng phát triển không giới hạn

2 Vài ưu điểm của giao thức ỨC :

a Đối với tiêu chuẩn trong công nghiệp :

Giao thức C được đưa ra bởi công ty điện tử Philips của Hà Lan, cung cấp 1 định

nghĩa mới về giao thức truyền thông của tín hiệu điện tử hoạt động trên nén tang PC Dinh

nghĩa này đã giúp rất nhiều cho các nhà sản xuất cũng như người phát triển các sản phẩm

| điện tử đi đúng mục đích của công nghé nay.Cang ngay cang nhiều công ty sử dụng giao

| thức này vào sản phẩm của họ Vì vậy nó trở thành 1 tiêu chuẩn trong ngành công nghiệp

| điện tử vào thời gian đó ˆ

b Chỉ phí thấp :

| Điều trước tiên đối với ỨC , muốn giao tiếp song song nhiều

| IC lại với nhau thường đòi hỏi các IC phải có từ 24 ,28, hay nhiều

Trong giao tiếp song song, 8 bít dữ liệu được truyén nhan tir IC

gửi đến IC nhận trong 1 thao tác đơn

Đối với mạch nối tiếp các IC truyền thông với nhau bằng 2 đường

bus , cho phép các IC giap tiếp với nhau bằng vài chân Hai đường

bus trong ỨC được gọi là Clock (SCL) và Data (SDA) Hai đường

bus này có thể mang cả địa chỉ, mức cho phép, điều khiển, dữ liệu

cùng 1 lúc.Đường bus SDA mang dữ liệu, còn đường bus SCL

Hệ Thống Gọi Số Tự Động GVHD: Th.s Lê Quốc Đán

đồng bộ IC gửi và IC nhận trong lúc kết nối.Giao thức này trong

mạch nối tiếp làm cùng 1 chức năng như mạch song song nhưng ít chân kết nối hơn so

với mắc song song Điểu này giúp giảm kích cỡ và chi phí của IC trên nền tảng giao thức

ỨC

Cái lợi ích thứ 2 là trong việc thiết kế mạch in, với ỨC chúng ta giảm được nhiều

chi phí cũng như kích thước của mạch in vì chúng có ít chân hơn Cho nên đỡ tố kém hơn, ít phức tạp hơn và mạch in sẽ nhỏ hơn

c Điểm đặc trưng của ẺC:

Với việc giảm chỉ phí cũng đủ để thấy ưu điểm của IC Nhưng người phát minh ra nó không dừng lại chỗ đó,họ đã tạo ra nhiều công dụng hơn cho PC ma hình dưới đây đã minh chứng cho điều đó

SEL SDA

vx Master — Slave thứ tự : Các thiết bị trong giao thức lC bao gồm master và slave Thiế bị khởi tạo 1 thông điệp đầu tiên gọi là master,còn thiết bị đáp lại thông điệp đó gọi là slave Một thiết bị có

thể là master, slave, hay công tắc giữa master và slave tùy thuộc vào ứng dụng yêu cầu

` Nhiễu thiết bị :

ỨC có thể liên kết nhiễu IC với nhau với chỉ 2 đường bus Mỗi thiết bi slave có

1 địa chỉ duy nhất Khi master gửi 1 thông điệp,thông điệp này chứa địa chỉ của thiết

bị slave ở đầu thông điệp.Tất cả thiết bị slave đều thấy thông điệp này nhưng chỉ có

slave có địa chỉ của nó trên thông điệp mới thực hiện việc trao đổi

*w Hỗ trợ nhiều master :

ỨC cũng hỗ trợ nhiều master cùng 1 lúc trên đường bus, nhằm tối ưu hóa lưu thông trên đường truyền Hỗ trợ nhiều master, C phải giải quyết vấn để xung đột tin hiệu,có nghĩ a là 2 hoặc 3 master tranh chấp đường truyền cùng 1 thời điểm Điểm đặc trưng này gọi là bus arbitration loss detection , có nghĩa là cho phép 1 master dò tìm tín hiệu của nó có xung đột với ai hay không Nếu có nó sẽ chấm dứt việc kết nối của nó và nhường quyền lại cho 1 master khác truyền tiếp thông điệp bằng 1 đường bus chưa tổn hao

SCL SDA

Tóm lại, ỨC là 1 tiêu chuẩn công nghiệp đã được ứng dụng trong 1 thời gian thách

thức đối với ngành công nghiệp điện tử, l giao thức truyền thông đã được sử dụng trong nhiều

sản phẩm điện tử C giảm chi phí và có những ưu điểm giúp nó trở thành 1 giao thức trong

việc kết nối các IC từ vận tốc thấp đến trung bình

Hệ Thống Gọi Số Tự Động GVHD: Th.s Lê Quốc Đán

cho lấy số lặp lại số cho lấy số lặp lại số

hàng tiếp từ người cần hàng tiếp từ người cần

Hệ Thống Gọi Số Tự Động GVHD: Th.s Lê Quốc Đán

II TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ TỪNG KHỐI:

1 Các quây:

| a Chức năng: nhận đữ liệu khách hàng từ máy tính trung tâm thông qua IC

| RS232, điều khiển giao dịch thông qua các khối:

| a NEXT : Khi cần giao dịch với khách hàng, chỉ cần nhấn phím NEXT

REPEAT

c Hiển thị: hiển thị số thứ tự của khách hàng đang giao dịch

Với sơ đồ mạch như hình vẽ

—Ÿ |P0.1ADT P21/A9L22—P2Z

Šg | P0.2/AD2 P2.2/A10 F217

S4 P93/AD3 P23A1|[2E— — P04/AD4 P2.4/A12 ref POS/ADS P2.5/A13 33} po.g/aDs P2.6/A14 boat) P0.TIAD? P27/A15 “DO SN75178

f—3 Ï ALE/PROG

| RST XTAL1 4 vec R1

Trong mạch gồm có :

a _ Khối xử lý trung tâm tại quầy (Slave) : Gồm một IC AT89C51 có nhiệm vụ

Đầu tiên khối này sẽ gửi dữ liệu đến khối xử lý trung tam, bao gém 1 byte dia chỉ (Ví dụ: 4 quầy thì mỗi quầy có địa chỉ lần lượt là: 101, 102 ,103, 104, để trung tâm nhận

dạng) và 1 byte mã lệnh (các phím nhấn NEXT có mã lệnh là 05 hay REPEAT có mã lệnh

là 06 )

Khi nhận được dữ liệu này thì trung tâm sẽ lần lượt cấp cho mỗi quầy một số thứ tự

khách hàng để giao dịch (Việc thực hiện này sẽ thực hiện theo thứ tự ưu tiên của dữ liệu gửi đến trước hay sau) Đồng thời trung tâm hiển thị số thứ tự này trên bảng hiển thị chính

và sẽ đọc trên loa cho khách hàng biết số quầy sẽ thực hiện giao dịch và sẽ cho hiển thị trên led của quầy đó số thứ tự của khách hàng (Ví đụ: Mời số 0010 đến quây 1)

Lúc này khách hàng biết số thứ tự của mình sẽ đến quây đang hiển thị số thứ tự của mình để thực hiện giao địch Tuy nhiên để tránh trường hợp khách hàng không nghe thấy thì nhân viên tại quây có thể nhấn REPEATT để đọc lại số thứ tự đó lần nữa

b Khối phím nhấn:

- Nút nhấn Next : dùng để yêu cầu máy tính gửi về số thứ tự của khách hàng kế tiếp

mà máy tính đang giữ

- Nút nhấn Repeat : dùng để yêu cầu máy tính lặp lại số thứ tự mà khi quầy con gọi

lần thứ nhất không có khách hàng

c Khối hiển thị: gồm 4 led 7 đoạn để hiển thị dữ liệu là số thứ tự của khách

hàng Ngoài ra để nhân viên dễ dàng nhận biết được giá trị này thì tại bàn phím ở mỗi quây cũng có 4 led 7 đoạn nhỏ để hiển thị

d Khối báo hiệu: gồm dùng 1 led đơn để báo cho nhân viên biết còn khách

hàng đang chờ đợi hay không

- Lúc đầu Port 1.2 ở mức cao: Led tắt , báo không có khách hàng

- Khi trung tâm thấy có khách hàng thì kích cho Port 1.2 của Slave xuống mức thấp,