Thiết kế hệ thống tự động hóa quá trình kiểm tra tham số động cơ chính al 31f của máy bay su27

Các loại truyền cảm dùng để lấy tín hiệu kiểm tra phụ thuộc vào các tham số cần kiểm tra các loại truyền cảm và các tham số cần kiểm tra ta có thể xem ở bảng 1.3 Các tín hiệu analog từ c

Trang 1

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP

LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT

Trang 2

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP

-o -LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT

THIẾT KẾ HỆ THỐNG TỰ ĐỘNG HOÁ QUÁ TRÌNH KIỂM TRA THAM SỐ ĐỘNG CƠ CHÍNH AL-31F CỦA

MÁY BAY SU27

NGÀNH: TỰ ĐỘNG HOÁ

MÃ SỐ : HỌC VIÊN: VŨ ANH TUẤN NGƯỜI HD KHOA HOC: PGS-TS ĐỖ XUÂN TIẾN

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC

PSG.TS ĐỖ XUÂN TIẾN

KHOA ĐÀO TẠO SAU ĐẠI HỌC

Thái Nguyên năm 2009

Trang 3

LỜI CAM ĐOAN

Tên tôi là: Vũ Anh Tuấn học viên lớp cao học K10 - Chuyên ngành Tự động hoá Tôi xin cam đoan những kết quả trong luận văn này hoàn toàn do tôi nghiên cứu, thực hiện dưới sự hướng dẫn của thầy giáo Phó giáo sư, Tiến

sĩ Đỗ Xuân Tiến và tham khảo những nguồn tài liệu đã trích dẫn

Học viên

Vũ Anh Tuấn

MỤC LỤC

Trang 4

Tran

g

Lời cam đoan

Mục lục

Danh mục các ký hiệu, các chữ viết tắt

Danh mục các bảng biểu

Danh mục các đồ thị, hình vẽ

Mở đầu

Chương I Kiểm tra tham số làm việc của động cơ al-31f khi mở máy động cơ ở mặt đất I.1 Giới thiệu chung về động cơ al-31f 1

I.2 Các Tham số cần kiểm tra, phương pháp lấy các tham số cần kiểm tra khi động cơ al-31f làm việc ở mặt đất. 3

I.2.1 Các tham số cần kiểm tra. 3

I.2.2 Phương pháp lấy các tham số cần kiểm tra. 4

Chương II Xây dựng mô hình ghép nối máy tính với đầu cắm luq-cpa trên máy bay II.1 Đại cương về kỹ thuật ghép nối máy tính 17

II.1.1 Yêu cầu trao đổi thông tin của máy tính với môi trường bên ngoài 18

II.1.2 Các dạng thông tin và loại thông tin trao đổi giữa máy tính và thiết bị ngoại vi. 21

II.1.3 Vai trò, nhiệm vụ và chức năng của khối ghép nối. 22

II.1.4 Đặc trưng chung của khối ghép nối. 26

II.1.5 Cấu trúc chung của một khối ghép nối. 32

II.1.6 Chương trình phục vụ trao đổi tin cho khối ghép nối 34

II.1.7 Giao diện của máy tính trong đo lường và điều khiển 36

Trang 5

II.2 Mô hình ghép nối máy tính với đầu cắm kiểm tra luq-cpa trên máy bay 40

II.2.1 Khái quát. 40

II.2.2 Sơ đồ ghép nối máy tính với đầu cắm kiểm tra luq-cpa trên máy bay Su-27. 41

Chương III khối ghép nối, chương trình kiểm tra tham số động cơ al-31f trên máy vi tính III.1 Thiết kế khối ghép nối. 43

III.1.1 Đặt vấn đề. 43

III.1.2 Tổ chức phần cứng cho khối ghép nối. 43

III.1.3 Xây dựng phần mềm của khối ghép nối. 62

III.2 Xây dựng chương trình kiểm tra tham số động cơ al-31f trên máy vi tính

67 III.2.1 Phần nhập dữ liệu vào RAM. 70

III.2.2 Phần xử lý dữ liệu. 70

III.2.3 Phần xử lý đồng hồ. 71

III.2.4 Phần xử lý đồ thị. 73

III.2.5 Phần xử lý dữ liệu. 73

III.2.6 Phần xử lý đưa ra bảng thông báo về tình trạng sự cố của động cơ khi kiểm tra. 74

Kết luận và kiến nghị

Phụ lục

Tài liệu tham khảo

Trang 6

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT, KÝ HIỆU

Trang 7

DANH MỤC CÁC BẢNG

Trang

Chương I Kiểm tra tham số làm việc của động cơ al-31f khi mở

máy động cơ ở mặt đất Bảng 1.1 Tham số động cơ trên giàn thử 2

Bảng 1.2 Thành phần các thiết bị kiểm tra pnc-99 xepz 3 4

Bảng 1.3 Các tham số kiểm tra tương ứng với các loại truyền

cảm

6

Bảng 1.4 Các chân cắm mang thông tin của đầu cắm luq-cpa 15

Chương II Xây dựng mô hình ghép nối máy tính với đầu cắm

luq-cpa trên máy bay Bảng 2.1 Chức năng chân cắm ở cổng máy in 36

Bảng 2.2 Chức năng chân cắm của cổng nối tiếp RS-232 ở máy tính

PC

38

Phụ lục Bảng 1.1 Các tham số liên tục của TECTER trên Su-27

Bảng 1.2 Các lệnh ngắt quãng của TECTER trên

Trang 8

máy động cơ ở mặt đất

Hình 1.1 Sơ đồ khối của thiết bị kiểm tra khách quan 10

Hình 1.2 Cấu trúc một chu trình ghi trên băng từ 14

Hình 1.3 Sơ đồ tín hiệu lấy ra một chu kỳ 16

Chương II Xây dựng mô hình ghép nối máy tính với đầu cắm luq-cpa trên máy bay Hình 2.1 Cấu trúc hệ trao đổi tin giữa MVT và TBN 18

Hình 2.2 Vị trí và vai trò của KGN 23

Hình 2.3 Các cấu trúc đường dây liên hệ của MVT và KGN 27

Hình 2.4 Các dạng truyền số liệu 30

Hình 2.5 Sơ đồ khối của khối ghép nối 33

Hình 2.6 Bố trí chân ở cổng máy in của máy tính PC 36

Hình 2.7 Bố trí chân của cổng nối tiếp ở máy tính PC loại 25 chân 37

Hình 2.8 Bố trí chân của cổng nối tiếp ở máy tính PC loại 9 chân 38

Hình 2.9 Sơ đồ khối ghép nối giữa đầu cắm luq-cpa máy bay với cổng COM của máy tính 42

Chương III khối ghép nối, chương trình kiểm tra tham số động cơ al-31f trên máy vi tính Hình 3.1 Sơ đồ chân tín hiệu của on-chíp 80C51 44

Hình 3.2 Sơ đồ chức năng của on-chip 80C51 47

Hình 3.3 Tổ chức của ( SFR ) trong R 49

Hình 3.4 Thanh ghi từ trạng thái chương trình PSW 50

Hình 3.5 Tổ chức không gian của bộ nhớ chương trình EPROM 51

Hình 3.6 Bảng vector ngắt của ON-CHIP 80C51 52

Hình 3.7 Không gian của bộ nhớ dữ liệu RAM 53

Hình 3.8 Phân đoạn bộ nhớ RAM trong on-chip 54

Hình 3.9 Sơ đồ tổ chức bộ nhớ dữ liệu ngoại trú 55

Trang 9

Hình 3.10 Tạo xung đồng hồ cho on-chip 55

Hình 3.11 Minh hoạ chu kỳ máy trên 56

Hình 3.12 Sơ đồ nguyên lý IC chuẩn mức CMOS-TTL phối hợp đầu vào 56

Hình 3.13 Sơ đồ cấu tạo và chân cắm của MAX 232 57

Hình 3 14 Quy luật bổ sung, loại bỏ của queue 59

Hình 3.15 Cách tổ chức queue 59

Hình 3.16 Sơ đồ chức năng của khối ghép nối 60

Hình 3.17 Sơ đồ nguyên lý truyền cổng nối tiếp ở Mode 2 61

Hình 3.18 Chương trình kiểm tra tham số động cơ 72

Hình 3.19 Bảng hiển thị trên các đồng hồ đo tham số 73

Hình 3.20 Bảng đồ thị các tham số động cơ máy bay 74

Hình 3.21 Bảng nhập và chỉnh sửa số liệu. 75

Hình 3.22 Bảng kết luận về tình trạng động cơ 75

MỞ ĐẦU

Cùng với sự phát triển của Khoa học - Kỹ thuật ngày nay kỹ thuật điện

tử và kỹ thuật chế tạo vi điện tử cũng đã liên tục có những tiến bộ vượt bậc Đây là những bước tiến tiền đề cho sự phát triển của kỹ thuật vi xử lý là bước

Trang 10

ngoặt quan trọng trong sự phát triển của khoa học máy tính và xử lý thông tin

và là công cụ để thúc đẩy sự phát triển của nhiều ngành khoa học khác

Kỹ thuật điện tử và kỹ thuật vi xử lý từ lâu đã được ứng dụng phổ biến trong các trang thiết bị kỹ thuật của ngành hàng không Việc trang bị các máy tính số và hệ vi xử lý cho các hệ thống trên máy bay đã giúp giải quyết dễ dàng và tối ưu hơn các bài toán do yêu cầu của nhiệm vụ đặt ra, nâng cao hiệu suất sử dụng và giảm nhỏ các thiệt hại về kinh tế trong quá trình làm việc và chiến đấu đối với máy bay dân sự và máy bay quân sự

Trong hầu hết các loại máy bay thế hệ mới đang sử dụng trong Quân chủng Phòng không-Không quân Việt Nam SU-27 được sử dụng như một máy bay chiến đấu và đánh chặn tầm xa Nó thường xuyên thực hiện các chuyến bay trong các nhiệm vụ chiếm ưu thế trên không và có thể thực hiện gần như mọi nhiệm vụ chiến đấu Để có thể thực hiện tốt nhiệm vụ trước khi cất cánh SU-27 cần phải được kiểm tra tham số làm việc của các hệ thống truyền động và động cơ, cũng như đánh giá tình trạng chất lượng của các thiết

bị Theo phương pháp kiểm tra truyền thống thì các thiết bị đo được sử dụng chủ yếu là các dụng cụ hiển thị kiểu kim và tổ hợp báo đèn tín hiệu vì vậy các thông tin đặc trưng cho các tham số chưa được xử lý nên tính tổng hợp và đánh giá hỏng hóc có độ tập trung không cao Công việc kiểm tra vẫn mang tính chất thủ công chưa tự động hoá nên hiệu qủa các tiến trình kiểm tra còn thấp

Việc áp dụng kỹ thuật mới tự động hoá hoàn toàn quá trình kiểm tra các tham số làm việc của máy bay bằng máy tính sẽ rút ngắn thời gian, nâng cao chất lượng của quá trình kiểm tra đồng thời giúp cho việc khai thác và sử dụng có hiệu quả các trang thiết bị trên máy bay Với tính cấp thiết như đã

trình bày ở trên tôi chọn đề tài " Thiết kế hệ thống tự động hoá quá trình

Trang 11

kiểm tra tham số động cơ chính al-31f của máy bay SU27 " với mục tiêu

của luận văn là:

- Nghiên cứu hoạt động của hệ thống kiểm tra tham số động cơ chính al-31f của máy bay SU-27 từ đó tìm hiểu phương pháp tổ chức thu thập và xử

lý số liệu cũng như đặc điểm của các tham số cần kiểm tra và rút ra kết luận

về ưu điểm, nhược điểm của hệ thống kiểm tra đang sử dụng

- Dựa trên cơ sở những nhược điểm của hệ thống kiểm tra cũ, áp dụng những tiến bộ của tin học, khoa học máy tính và vi xử lý trong đo lường giám sát, thiết kế hệ thống kiểm tra mới cho phép tự động hoá hoàn toàn quá trình kiểm tra, rút ngắn thời gian và nâng cao chất lượng của quá trình kiểm tra

Bố cục của luận văn bao gồm ba chương

Chương 1 Kiểm tra tham số làm việc của động cơ al-31f khi mở máy

động cơ ở mặt đất

Chương 2 Xây dựng mô hình ghép nối máy tính với đầu cắm luq-cpa

trên máy bay

Chương 3 Khối ghép nối, xây dựng chương trình kiểm tra tham số

động cơ al-31f bằng máy vi tính

Trong quá trình thực hiện luận văn, tôi xin chân thành cảm ơn sự giúp

đỡ nhiệt tình của thầy giáo hướng dẫn PGS.TS Đỗ Xuân Tiến, sự giúp của

các thầy cô trong bộ môn Tự động hoá Trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp Thái Nguyên, Bộ môn Vi xử lý Học viện Kỹ thuật quân sự, Khoa sau Đại học Trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp Thái Nguyên

Do hạn chế về thời gian và tài liệu tham khảo nên luận văn chắc chắn không tránh khỏi sự thiếu sót kính mong được sự quan tâm, góp ý của các thầy cô và bạn bè đồng nghiệp

Trang 12

Tôi xin chân thành cảm ơn!

Thái Nguyên, ngày tháng năm 2009

Học viên

Vũ Anh Tuấn

Trang 13

CHƯƠNG I

KIỂM TRA THAM SỐ LÀM VIỆC CỦA ĐỘNG CƠ al-31f

KHI MỞ MÁY ĐỘNG CƠ Ở MẶT ĐẤT

I.1 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ ĐỘNG CƠ al-31f

Động cơ al-31f là loại động cơ có hai guồng nén (thấp áp cnd và cao áp cvd), hai luồng khí (luồng trong và luồng ngoài) Dòng khí của cả hai luồng

sẽ được trộn chung sau tuốc bin để vào buồng đốt tăng lực rồi qua miệng phun ra ngoài Động cơ al-31f có các thành phần chính sau đây:

- Hộp phụ tùng động cơ cda và phần truyền động các trục động cơ tới

bộ biến tốc độ của các truyền cảm tốc độ vòng quay thấp áp

- Các hệ thống: dầu nhờn, dầu đốt, hệ thống chống đóng băng và hệ thống mở máy

Trên mỗi máy bay Su-27 có lắp 2 động cơ al-31f Mỗi động cơ được cố định bằng 3 điểm, hai điểm chính nằm trên ống chuyển tiếp nối giữa máy nén thấp áp cnd và máy nén cao áp cvd lắp trên khoang 38 của máy bay, một điểm

bổ trợ phía sau lắp giữa khung 45 và 45a của máy bay Trục dọc của động cơ được lắp song song với trục đối xứng máy bay, phần đầu của động cơ được lắp chúc 30, phần miệng phun lắp chúc 50

so với phương ngang

Một số tính năng cơ bản của động cơ:

- Lực đẩy khi tăng lực toàn phần chế độ (b): 12500kg lực

- Lực đẩy khi động cơ ở MAKC chế độ (b): 7500 kg lực

Trang 14

- Lượng khí lớn nhất qua động cơ: 112 kg/giây

- Khối điều khiển miệng phun và tăng lực rxf-31v

- Khối mồi dầu tăng lực 4033

I.2 CÁC THAM SỐ CẦN KIỂM TRA, PHƯƠNG PHÁP LẤY CÁC THAM

SỐ CẦN KIỂM TRA KHI ĐỘNG CƠ al-31f LÀM VIỆC Ở MẶT ĐẤT

Trang 15

I.2.1 Các tham số cần kiểm tra

Căn cứ vào sự hoạt động của động cơ al-31f, vào quá trình theo dõi và

xử lý các thông tin về chất lượng làm việc của động cơ ở mặt đất ta cần kiểm tra và thu thập các tham số của động cơ như sau:

1 Tốc độ vòng quay rô to thấp áp n1 của động cơ dưới dạng điện áp xoay chiều tần số thay đổi từ (7  100)Hz hoặc (0,3  3)KHz với sai số không quá 4% Thang đo của đồng hồ chỉ thị từ (0 115)% tốc độ thực của n1

2 Tốc độ vòng quay rô to thấp áp n2 của động cơ dưới dạng điện áp xoay chiều tần số thay đổi từ (7  100)Hz hoặc (0,3  3)KHz với sai số không quá 4% Thang đo của đồng hồ chỉ thị từ (0 115)% tốc độ thực của n2

3 Vị trí góc lá hướng dòng máy nén thấp áp của động cơ pcnd dưới

thang đo của đồng hồ chỉ thị từ 00 đến 1200

4 Vị trí góc lá hướng dòng máy nén cao áp của động cơ pcbd dưới

thang đo của đồng hồ chỉ thị từ 00 đến 1200

5 Đường kính miệng phun drx dưới dạng điện áp một chiều từ (0 6,3)V,

6 Độ rung của thân động cơ dưới dạng điện áp một chiều, thay đổi từ

7 Các loại áp suất dầu nhờn, áp suất nhiên liệu dưới dạng điện áp một

8 Các loại áp suất không khí dưới dạng điện áp một chiều thay đổi từ

I.2.2 Phương pháp lấy các tham số cần kiểm tra

I.2.2.1 Phương pháp lấy các tham số cần kiểm tra từ các truyền cảm thông

Trang 16

a Thành phần

Thiết bị kiểm tra tham số động cơ làm việc ở mặt đất pnc-99 xepz 3 thành phần gồm các thiết bị trong bảng 1.2

Bảng 1.2 Thành phần các thiết bị kiểm tra pnc-99 xepz 3

1 Bàn kiểm tra mặt đất pnc-99 xepz 3 1

5 Truyền cảm áp suất icd6tda-1500 2

7 Truyền cảm áp suất dt-40 hoặc icd6td-25 3

10 Hộp phụ tùng

Cầu chì vp 2b-1 , 2,04 250V Đèn CM-28 -1,5

1 Vòng quay rô to của máy nén thấp áp nrnd

2 Vòng quay rô to của máy nén cao áp nrbd

9 Áp suất không khí của bộ BBT

Trang 17

10 Áp suất không khí ở cửa vào động cơ P1

11 Áp suất không khí sau tuốc bin thấp áp P4 hoặc P4

*

12 Áp suất nhiên liệu buồng đốt chính PTOK

13 Áp suất không khí ở cửa vào của bộ trao đổi nhiệt (làm mát)

14 Áp suất không khí sau máy nén cao áp P2

15 Áp suất không khí ở cửa vào của bộ trao đổi nhiệt Pq1P

16 Áp suất nhiên liệu ở buồng đốt tăng lực Ptfc

c Phương pháp đo các tham số của động cơ bằng thiết bị kiểm tra mặt đất pnc-99

- Vòng quay rô to của máy nén thấp áp nrnd, vòng quay rô to của máy nén cao áp nrbd lấy từ truyền cảm d3 được đo bằng đồng hồ ite-2t [nrnd/1/, nrbd/2/]

- Góc xoay lá hướng dòng cnd, cvd và đường kính miệng phun drx từ truyền cảm dx-11 được đưa tới các đồng hồ ip 33-05 (n1,n2) [cnd/1/, cvd/2/, drx/1/]

- Độ rung của vỏ động cơ lấy từ truyền cảm MB-27-1 đo bằng đồng hồ uc-68v [ vibrajiz ]

- Áp suất dầu nhờn, áp suất nhiên liệu và các loại áp suất không khí được lấy từ các truyền cảm icd6t hoặc loại truyền cảm dt được chỉ thị trên

Cần lưu ý khi thiết bị làm việc với loại truyền cảm nào thì phải đặt chuyển mạch SA3 ở vị trí tương ứng Vì chỉ có hai đồng hồ chỉ thị nên các loại áp suất kiểm tra trên động cơ chỉ kiểm tra được đồng thời 2 loại cùng một lúc tức chỉ mắc 2 truyền cảm đồng thời cùng một lúc Các loại truyền cảm dùng để lấy tín hiệu kiểm tra phụ thuộc vào các tham số cần kiểm tra (các loại truyền cảm và các tham số cần kiểm tra ta có thể xem ở bảng 1.3)

Các tín hiệu analog từ các truyền cảm được đưa đến các cơ cấu chỉ thị trên máy bay và các cơ cấu chỉ thị trên thiết bị kiểm tra pnc-99 Trên các chân cắm của đầu cắm vào thiết bị kiểm tra pnc-99 ta chỉ nhận được các tín hiệu từ

18

Trang 18

Bảng 1.3 Các tham số kiểm tra tương ứng với các loại truyền cảm

1 Áp suất dầu nhờn PM icd6tdf-4

2 Áp suất dầu khí Pxufl icd6tda-1500

3 Áp suất dầu nhờn BKA PM BKA icd6tda-1500

4 Áp suất không khí ở cửa

- Tín hiệu thu được là giá trị tức thời và liên tục trong suốt quá trình đo nếu xử lý tốt sẽ cho kết quả đo có độ chính xác cao

* Nhược điểm:

- Tín hiệu đo thu được từ các truyền cảm là tín hiệu điện ở dạng tương

tự có biên độ nhỏ nếu xử lý không tốt sẽ ảnh hưởng đến kết quả của phép đo

Trang 19

- Mối quan hệ hàm số giữa tín hiệu đo thu đƣợc từ các truyền cảm và các tham số vật lý cần kiểm tra không tuyến tính nên việc xử lý tín hiệu phức tạp

I.2.2.2 Phương pháp lấy các tham số cần kiểm tra bằng đầu cắm kiểm tra luq-cpa của hệ thống kiểm tra khách quan TECTER

Trên mỗi máy bay Su-27 có trang bị một hệ thống kiểm tra khách quan (TECTER) nó có nhiệm vụ ghi lại các tham số và đánh giá tình trạng làm việc của toàn bộ các thiết bị trên máy bay trong đó có động cơ al-31f tín hiệu cung cấp cho TECTER đƣợc lấy từ đầu cắm luq-cpa

a Một số nét cơ bản về thiết bị kiểm tra khách quan (TECTER)

Thiết bị kiểm tra khách quan TECTER-Y3 xeri 3 dùng để thu thập, biến đổi và ghi vào băng từ các thông tin đặc trƣng cho trạng thái kỹ thuật của máy bay, vị trí của máy bay trong không gian và thao tác của phi công trong quá trình bay nhằm phục vụ cho việc điều tra tai nạn bay, cho phi công tự học tập để nâng cao trình độ của mình cũng nhƣ giáo viên kiểm tra đƣợc việc thực hiện các bài bay của phi công

a.1 Tính năng kỹ thuật

Thiết bị kiểm tra khách quan TECTER-Y3 xeri 3 sử dụng trên Su-27 ghi đƣợc các tham số sau:

- 59 tham số liên tục (xem bảng 1-1 phụ lục) bao gồm:

+ 37 tham số tín hiệu thay đổi từ (0  6,3)V

+ 4 tham số đo tần số từ (7  100)Hz hoặc (0,3  3)KHz

+ 2 tham số kiểm tra điện áp nguồn 27V

+ 2 tham số kiểm tra điện áp nguồn 115V, 400Hz

+ 2 tham số tín hiệu một chiều điện áp (0  50)mV (dùng để đo nhiệt độ) + 5 tham số mã nhị phân

+ 7 tham số dịch vụ

Trang 20

- 56 tín hiệu ngắt quãng (xem bảng 1-2 ở phụ lục)

Các tham số khác bao gồm:

- Sai số tái hiện các tín hiệu liên tục không vượt quá (0,1  3,3)%, sai

số ghi thời gian không vượt quá  0,35%

- Tần số ghi các tham số (1  8) lần trong một giây ở chế độ 256 lần ghi

giây

Thời gian ghi các tham số là 3 giờ cuối cùng của chuyến bay ở chế độ

256 lần ghi trong một giây hoặc 1,5 giờ cuối cùng của chuyến bay ở chế độ

512 lần ghi trong một giây Thời gian chuẩn bị cho hệ thống làm việc không quá 5 phút khi nhiệt độ từ (-200

C  600)C Thời gian sang băng và tái hiện

công suất tiêu hao tính từ đầu ra của khối nguồn không quá 10W

Các thông tin đặc trưng về trạng thái kỹ thuật của máy bay sau khi thu thập sẽ được ghi trong khối 2Tv và được bảo vệ trong các điều kiện sau:

+ Chịu được ngập trong xăng, dầu đốt, các dầu thuỷ lực và dung dịch chất cháy không quá 2 giờ

+ Chịu ngập trong nước biển không dưới 36 giờ

+ Chịu được tải trọng va đập không nhỏ hơn 1000 lần

C trong vòng 15 phút

+ Các thông tin ghi trong băng bảo quản trong điều kiện bình thường để trong nhà kho cho phép trong vòng 60 ngày đêm

Việc sao chép lại thông tin lên băng từ khác được tiến hành nhờ thiết bị

“obkor - mp” tốc độ sang băng nhanh gấp 10 lần tốc độ ghi trên máy bay Giải

mã thông tin ghi được ở mặt đất được thực hiện nhờ tổ hợp “topak”, khả năng làm việc của hệ thống được kiểm tra bằng các mạch tự kiểm tra trong khối

Trang 21

5tv Thiết bị bảo đảm làm việc tốt trong điều kiện rung xóc tuần hoàn với tần

số từ (5  2000) Hz

a.2 Thành phần

Thiết bị kiểm tra khách quan TECTER-Y3 xeri 3 bao gồm các khối sau:

- Khối thu nhập thông tin 1tv

- Khối tích lũy và bảo vệ thông tin 2tv

- Khối đặt các tham số dịch vụ 5tv

- Khối phối hợp bx 1-02

- Các truyền cảm tín hiệu

- Đầu cắm kiểm tra “luq-cpa”

a.3 Nguyên lý biến đổi và ghi các thông tin lên băng từ

Nguyên lý làm việc của thiết bị kiểm tra khách quan đƣợc thể hiện trên

- Dạng tín hiệu chƣa đƣợc chuẩn hoá với tín hiệu đầu vào của khâu biến đổi mã điện áp và tần số nhƣ: các tín hiệu của truyền cảm nhiệt độ T-99 (tín hiệu thay đổi từ (0 50)mV); các tín hiệu xoay chiều 36V, f = 400 Hz; tín hiệu một chiều 27 V; các tín hiệu tỷ lệ với điện trở thay đổi Các tín hiệu này phải đi qua thiết bị phối hợp trong

Trang 22

Hình 1.1 Sơ đồ khối của thiết bị kiểm tra khách quan

Trang 23

Khâu phối hợp đối với các tín hiệu của truyền cảm cặp nhiệt T-99 gồm

có bộ biến đổi điện áp một chiều thành xoay chiều, bộ khuếch đại và bộ chỉnh lưu Để bù tác động ảnh hưởng của nhiệt độ bên ngoài ta sử dụng bộ bù nhiệt với các phần tử và từ các điốt

Khâu phối hợp với các tín hiệu 36V, 400Hz là bộ chỉnh lưu 2 nửa chu

một chiều ra thay đổi từ (0  6,3)V

Khâu phối hợp đối với tín hiệu 115V, 400 Hz là bộ chia điện áp và bộ nắn dòng một pha một nửa chu kỳ, khi điện áp xoay chiều ở đầu vào thay đổi

từ (0  125)V thì điện áp một chiều ở đầu ra thay đổi từ (0  6.3)V

Khâu phối hợp đối với điện áp một chiều 27V là bộ chia điện áp bằng điện trở, khi điện áp thay đổi từ (0  33)V thì điện áp một chiều ra thay đổi từ (0  6,3)V

Khâu phối hợp đối với các truyền cảm dạng điện trở là các mạch trong

bộ chuyển mạch và khuếch đại, các điện trở này được cung cấp bởi nguồn điện ổn định 6,3V Các tín hiệu sau khi qua các thiết bị phối hợp được chuẩn

của khâu chuyển mạch tín hiệu tương tự

Khâu chuyển mạch tín hiệu tương tự căn cứ vào quy trình đo các tham

số, sẽ lần lượt chuyển đổi tín hiệu của chúng đưa đến khâu biến đổi mã điện

áp pnc và mã tần số pqc rồi đưa qua bộ chuyển mạch tích lũy từ KMH

Khâu biến đổi mã điện áp pnc nằm trong khối 1tv dùng để biến đổi điện

áp một chiều thay đổi từ (0  6,3)V thành mã nhị phân song song 9 bít

Trong khối 1tv có hai bộ biến đổi mã tần số pqc-1 và pqc-2 dùng để biến đổi tần số tín hiệu của các truyền cảm tốc độ vòng quay động cơ thành

Trang 24

mã nhị phân 14 bít và được ghi lên ở 2 địa chỉ Tín hiệu sau khi biến đổi thành dạng mã được đưa đến bộ chuyển mạch ghi trên băng từ KMH đặt trong khối 1tv

Bộ chuyển mạch KMH dùng để chuyển mạch tín hiệu đưa đến bộ khuếch đại ghi trong khối 2tv phù hợp với trình tự và chu kỳ ghi từng tín hiệu Trình tự ghi được tạo bởi bộ tạo tín hiệu điều khiển trong khối 1tv

Tín hiệu ngắt quãng từ các truyền cảm qua khâu chuyển mạch tín hiệu ngắt quãng (nhị phân) bx và sơ đồ tạo tín hiệu ngắt quãng của khối 1tv được đưa tới khâu khuếch đại ghi trong khối 2tv để đưa đến đầu từ ghi lại trên băng

“256” sang chế độ “512” được thực hiện tự động khi có tín hiệu báo hỏng, chế độ “256” (tín hiệu điện áp 27 V) Thời gian chuyển từ chế độ “256” sang chế độ “512” khoảng (12) giây Khi tắt chế độ “512” thì thiết bị kiểm tra khách quan vẫn còn tiếp tục làm việc ở chế độ này 8 giây nữa, sau đó mới tự động chuyển sang chế độ “256” Việc ghi trên băng từ ở chế độ “512” cũng tương tự như chế độ “256” chỉ khác là tất cả quá trình đều xảy ra nhanh gấp hai lần, có nghĩa là một chu trình ghi của thiết bị kiểm tra khách quan ở chế

độ “512” chỉ kéo dài trong vòng 0,5 giây

Tốc độ quay băng từ ở chế độ “512” tăng lên 2 lần Ở chế độ “256” mỗi lần đo chiếm khoảng 4 miligiây (ms), ở mỗi lần đo phải chuyển mạch các

Trang 25

truyền cảm đưa đến đầu vào của các khâu biến đổi mã, sau đó khuếch đại xung mã để ghi trên băng từ trong khối 2tv Quá trình kể trên tốn kém 0,5 giây Vì vậy khi cần đo 4 tín hiệu tần số tỉ lệ với tốc độ vòng quay của 4 truyền cảm tốc độ vòng quay của động cơ ta phải sử dụng 2 khâu biến đổi mã tần số pqc khi đó tín hiệu mã của tần số đo cũng được ghi trên băng từ bít thứ

1 đến bít thứ 8

Những tín hiệu nhị phân được ghi bằng 10 đường Ngoài các tham số bay và các tham số dịch vụ, trên băng từ còn được ghi xung bắt đầu chu trình inj với tần số là 1Hz, xung này được ghi trùng với lần đo thứ nhất và xung nhịp ti với tần số 256 Hz lệch với các xung tín hiệu một nửa nhịp (2ms) nhằm giảm sai số do lệch băng từ gây ra khi tái hiện Cấu trúc của một chu trình ghi trên băng từ như hình 1.2 Giá trị của một từ thông tin tín hiệu được xác định bằng các xung mã nằm giữa hai nhịp xung liền nhau Địa chỉ của tín hiệu ghi được tính bằng số thứ tự của xung nhịp tính từ đầu chu trình

Chúng ta khảo sát một chu trình ghi của thiết bị kiểm tra khách quan Ở lần đo thứ nhất (địa chỉ thứ nhất) thiết bị tiến hành kiểm tra điện áp đầu vào của bộ biến đổi mã điện áp, khi hở mạch tất cả đầu vào của khâu chuyển mạch (khối 1tv), khi đó điện áp đo được phải bằng không, mã tín hiệu này được đưa đến sơ đồ kiểm tra độ chính xác của khâu biến đổi mã điện áp và đưa đến bộ ghi trên băng từ Đồng thời với lần đo thứ nhất, bộ chuyển mạch cùng với các truyền cảm tần số dvbi-1 và dvbi-2 với các cửa vào của pqc-1, pqc-2 Tín hiệu đánh dấu bắt đầu chu trình inj cũng được tạo ra trong lần đo này Tín hiệu này đưa đến sơ đồ tự kiểm tra bộ pnc để đưa chúng về trạng thái ban đầu

Các mã về thông tin tín hiệu biến đổi theo điện áp qua bộ biến đổi pnc được ghi trên các địa chỉ của chúng, giá trị của một từ thông tin tín hiệu xác

Trang 26

định bằng giá trị từ ghi trên địa chỉ tương ứng của chúng và ghi theo mã nhị

phân 9 bít

mã biến đổi theo tần số qua bộ biến đổi pqc-1 và pqc-2 với giá trị của một từ

thông tin tín hiệu là 14 bít

Hình 1.2 Cấu trúc một chu trình ghi trên băng từ

Trang 27

Nửa số bít có trọng số thấp (8 bít) được ghi ở các địa chỉ 126, 128, 251 và 253 (bít thứ nhất được ghi trên đường ghi số 1), nửa số bít có trọng số cao (6 bít) được ghi ở các địa chỉ 127, 129, 252 và 254 (bít thứ nhất được ghi trên đường ghi số 1)

Ở địa chỉ thứ 255, các bộ biến đổi mã tần số quay về vị trí ban đầu

b Các tín hiệu thu được từ đầu cắm kiểm tra luq-cpa để kiểm tra tham số làm việc của động cơ al-31f

Đầu cắm luq-cpa có 50 chân cắm để lấy ra và xử lý thông tin ở đây ta chỉ quan tâm đến các chân cắm mang thông tin tham số liên tục và tín hiệu ngắt quãng cùng với xung bắt đầu chu trình inj và xung nhịp Ti đưa ra từ khối 1tv Các chân này xem trên bảng 1.4

Bảng 1.4 Các chân cắm mang thông tin của đầu cắm luq-cpa

9 bít, tín hiệu song song để ghi giá trị

mã thông tin tham số liên tục

11 25 inj Xung đánh dấu bắt đầu chu trình f =1Hz

12 26 ti Xung nhịp f = 256Hz, biểu thị 256 địa chỉ

Sơ đồ tín hiệu lấy ra một chu kỳ, thể hiện 256 địa chỉ của các tín hiệu thông tin tham số bay dạng mã (code) trên hình 1.3 Giá trị các tham số ta thu

Trang 28

được trên các địa chỉ dành cho các tham số theo như đã phân bố bằng giá trị của từ tập hợp các bít xuất hiện trên các đường tín hiệu bít Vì giá trị ta thu được này là giá trị mã của các tham số nên muốn nhận được giá trị thực của các tham số cần kiểm tra ta phải đối chiếu với bảng so sánh tương ứng giữa giá trị mã và giá trị thực của từng tham số, bảng so sánh đó ta gọi là bảng dữ liệu chuẩn, hay gọi là bảng đồ thị chuẩn Bảng dữ liệu chuẩn của các tham số kiểm tra động cơ, xem bảng 1.3 ở phụ lục

Trang 30

CHƯƠNG II

XÂY DỰNG MÔ HÌNH GHÉP NỐI MÁY TÍNH VỚI ĐẦU CẮM

LUQ-CPA TRÊN MÁY BAY

Qua nghiên cứu, phân tích các tham số làm việc của động cơ al-31f khi

mở máy ở mặt đất và các phương pháp thu thập tín hiệu mang thông tin về tham số làm việc của động cơ ở chương 1 ta thấy:

- Phương pháp lấy tín hiệu analog từ các chân cắm của các truyền cảm đưa đến đầu cắm của thiết bị kiểm tra pnc-99 gây khó khăn cho ta trong việc lấy tín hiệu đo Muốn lấy được tín hiệu phải trích các chân cắm do không có đầu cắm sẵn có trên máy bay, điều này dẫn đến một số tín hiệu nhỏ như nhiệt

độ, áp suất.v.v có thể bị tổn hao gây ảnh hưởng đến các tham số của động

cơ khi đưa lên các đồng hồ chỉ thị trên máy bay

- Phương pháp lấy tín hiệu từ đầu cắm kiểm tra luq-cpa là một biện pháp thuận lợi nhất vì nó là một đầu cắm đã được thiết kế sẵn để nối với các thiết bị kiểm tra ở mặt đất Tuy nhiên với phương pháp này cần phải thiết kế được khối ghép nối trung gian giữa đầu cắm luq-cpa và máy tính

Từ những nhận xét trên tôi chọn phương án lấy tín hiệu từ đầu cắm kiểm tra luq-cpa để kiểm tra và hiển thị các tham số động cơ al-31f khi làm việc ở mặt đất

II.1 ĐẠI CƯƠNG VỀ KỸ THUẬT GHÉP NỐI MÁY TÍNH

Tất cả các máy tính nói chung đều có cấu trúc gồm có các phần tử cơ bản là bộ xử lý trung tâm (CPU), bộ nhớ (M) và các cửa vào ra (I/O) hình 2.1

Bộ xử lý trung tâm hay vi xử lý (VXL) của máy tính thực hiện chuỗi các lệnh của chương trình đã ghi trong bộ nhớ Các cửa vào ra còn gọi là các khối ghép nối giữa thiết bị ngoại vi và vi xử lý nó làm nhiệm vụ trao đổi thông tin giữa vi xử lý và môi trường bên ngoài (các thiết bị ngoại vi (TBN)

và người điều hành)

Trang 31

II.1.1 Yêu cầu trao đổi thông tin của máy tính với môi trường bên ngoài

Máy tính có yêu cầu trao đổi thông tin (đưa thông tin ra, nhận thông tin vào) với môi trường bên ngoài, các dạng trao đổi thông tin này bao gồm:

- Trao đổi thông tin với người điều hành thông qua thiết bị ngoại vi thông dụng như là bàn phím, màn hình

- Trao đổi thông tin với các thiết bị ngoại vi thông dụng như: máy đọc băng (từ giấy), các bộ nhớ ngoại vi (băng từ, đĩa từ), máy in, v.v

- Trao đổi thông tin với các thiết bị ngoại vi khác trong các hệ đo điều khiển vật lý và kỹ thuật

- Trao đổi thông tin với các máy tính trong mạng nhiều máy tính

VXL

Nhớ ROM

Nhớ RAM

KGN

Bàn phím Màn hình

KGN Máy

in

KGN Nhớ ngoại vi

KGN Song song Nối tiếp

Nhơ ngoại

vi điện tử quang

KGN nối tiếp song song Người điều hành

MT khác TBN thông dụng

Hình 2.1 Cấu trúc hệ trao đổi tin giữa MVT và TBN

Trang 32

II.1.1.1 Yêu cầu trao đổi tin với người điều hành

Để trao đổi thông tin với máy tính người điều hành (người sử dụng) cần đưa lệnh (dưới dạng chữ) và số liệu (dưới dạng số) vào máy tính thao tác này gọi là thao tác nhập dữ liệu Thao tác nhập dữ liệu thường được thực hiện qua bàn phím hoặc qua một số thiết bị ngoại vi khác Đối với thao tác nhập dữ liệu từ bàn phím khi người điều hành thao tác gõ vào các phím thì các mã tương ứng với chúng (thường dạng mã ASCII quốc tế) được tạo ra và được truyền vào bộ nhớ của máy tính đồng thời hiển thị lên màn hình các ký thự tương ứng với các phím đã đã bấm Khi muốn quan sát chương trình hay số liệu đã ghi nhớ trong bộ nhớ người điều hành chỉ cần gửi yêu cầu bằng cách nhập các lệnh từ bàn phím, máy tính sẽ tự động xuất kết quả ra màn hình Trong thực tế một máy tính có thể nối với nhiều thiết bị đầu cuối (Terminal), bộ phận nhập lệnh điều khiển bao gồm một bàn phím và một màn hình, được đặt ở những vị trí thuận tiện để một hay nhiều người điều hành trao đổi thông tin với máy tính với các mục đích khác nhau (bán hàng, mua hàng, thu tiền, trao đổi thư từ và điều khiển công nghiệp ,v.v )

II.1.1.2 Yêu cầu trao đổi thông tin với thiết bị ngoại vi thông dụng

Các thiết bị ngoại vi thông dụng là các thiết bị tối thiểu thường dùng cho một hệ máy tính dùng để đưa thông tin vào và ra chúng bao gồm

a Các thiết bị đầu vào

- Máy đọc băng giấy: máy đọc tin đã lưu trữ trên băng giấy bị đục lỗ

- Máy quét (Scanner) quang học: máy đọc tài liệu in theo phương pháp quét bằng một chùm sáng

- Chuột (Mouse), bàn phím (Key board): người điều hành sử dụng bàn phím (chuột) chọn thực đơn (danh sách chương trình) hoặc nhập lệnh để gửi các yêu cầu

b Các thiết bị ngoại vi đầu ra

Trang 33

- Máy in chữ, số (đen trắng hoặc mầu) in chương trình (dạng chữ) và

số liệu (dạng số) trên băng giấy

- Máy đục băng giấy: biểu diễn và lưu trữ thông tin (chữ và số) trên băng giấy dưới dạng các lỗ (cho tín hiệu 1) và không (cho tín hiệu 0)

c Các bộ nhớ ngoại vi:

Các bộ nhớ ngoại vi để lưu trữ, máy tính có thể đưa thông tin để lưu trữ và lấy thông tin ra khi đọc

II.1.1 3 Yêu cầu trao đổi thông tin với thiết bị ngoại vi khác

Tuỳ hệ sử dụng máy tính mà ngoài các thiết bị thông dụng trên máy tính còn cần trao đổi tin với các thiết bị ngoại vi chuyên dụng khác, ở chế độ trên đường dây ONLINE (nối mạch trực tuyến)

Trong hệ đo vật lý máy tính cần nhận các tín hiệu vật lý (nhiệt độ, áp suất, lực, dòng điện,v.v ) dưới dạng tín hiệu điện đã được mã hoá do các bộ phát điện (detector), cảm biến (sensor), bộ chuyển đổi (tranducer) cung cấp Hơn nữa máy tính còn nhận các tín hiệu về trạng thái sẵn sàng hay chưa sẵn sàng của các thiết bị đo

Trong hệ đo lường - điều khiển máy tính cần nhận thông tin về số liệu

đo, về trạng thái thiết bị đo Đưa thông tin về sự chấp nhận tao đổi thông tin với thiết bị ngoại vi, về lệnh điều khiển các cơ cấu chấp hành (các động cơ servo, các van đóng, mở, các thiết bị đóng ngắt mạch điện,v.v ) và về các thông số kỹ thuật thiết bị

Trong các hệ lưu trữ và biểu diễn thông tin, máy tính cần đưa thông tin

ra để lưu trữ trên băng từ, đĩa từ, băng giấy và đĩa compac (CD-ROM), biểu diễn kết quả đo dưới dạng bảng số liệu, dạng đồ thị trên giấy của máy vẽ (plotter) hay trên màn hình của thiết bị đầu cuối (terminal)

II.1.1.4 Yêu cầu trao đổi thông tin trong mạng máy tính

Trang 34

Một máy tính trong mạng cần trao đổi tin với nhiều người sử dụng mạng, với nhiều máy tính khác, với nhiều thiết bị ngoại vi, như các thiết bị đầu cuối, các bộ nhớ ngoại vi, các thiết bị lưu trữ và biểu diễn thông tin

II.1.2 Các dạng thông tin và loại thông tin trao đổi giữa máy tính và thiết

bị ngoại vi

II.1.2.1 Các dạng thông tin

Máy tính trao đổi (nhận thông tin vào và đưa thông tin ra) thông tin dưới dạng số và các mức lôgic 0 và 1 (mức TTL 0V và 5V) Thiết bị ngoại vi trao đổi thông tin với với máy tính dưới nhiều dạng khác nhau như dạng số, dạng chữ - số, dạng tương tự, dạng âm tần hình sin tuần hoàn

a Dạng số (digital)

Là chuỗi các bít 0 hay 1 được biến đổi theo hệ nhị phân (binary), hệ tám (octal), hệ 16 (hexadecimal), đó là thông tin của bàn phím đơn giản (đóng

tin này có thể đưa thẳng vào đường dây số liệu (D0  D7) của máy tính qua một thanh ghi đệm Ngược lại thông tin dạng số từ vi xử lý cũng được đưa qua đường dây số liệu (D0 - D7) của máy tính ra các đèn chỉ thị mắc bằng điốt phát quang (LED) hay chỉ thị 7 đoạn (qua giải mã 2  7 đoạn)

b Dạng chữ - số mã ASCII

Có nhiều cách biểu diễn trên dạng chữ (A - Z) và các chữ số (0  9) trong đó mã điện thoại quốc tế ASCII là thông dụng Mỗi chữ cái hoặc con số được biểu diễn bởi tổ hợp 7 hay 8 bít nhị phân (0 hay 1) Như vậy bàn phím phải có bộ tạo các mã ASCII trên, khi người điều hành bấm phím nào đó của bàn phím, máy tính sẽ mã hoá phím tương ứng sang dạng mã ASCII và khi xuất dữ liệu ra màn hình máy tính sẽ mã hoá mã ASCII của phím thành dạng

ký tự chữ hay số ứng với phím được chọn

c Dạng thông tin (analog)

Trang 35

Các thông tin vật lý nhận được thường dưới dạng một tín hiệu điện, có thể là một điện thế u hoặc dòng điện i biến thiên và tồn tại trong một khoảng thời gian t nào đó (gọi là tín hiệu tương tự) Để máy tính có thể nhận biết được tín hiệu tương tự này ta phải biến đổi nó thành dạng số (0 hay 1) tức làm rời rạc hoá theo thời gian và lượng tử hoá theo biên độ (biến đổi A/D) Ngược lại, để đưa tín hiệu điều khiển hoặc đo lường dạng số từ máy tính ra thiết bị ngoại làm việc với tín hiệu tương tự ta phải biến đổi các thông tin dạng số thành tương tự (biến đổi D/A)

d Dạng âm tần hình sin

Tiếng nói của con người cũng có thể được máy tính nhận và truyền đi Muốn vậy phải có quá trình biến đổi từ dạng âm tần hình sin sang dạng số và ngược lại từ dạng số sang dạng âm tần

II.1.2.2 Các loại thông tin

a Các thông tin đưa ra thiết bị ngoại vi

- Thông tin về địa chỉ: đó là thông tin của địa chỉ thiết bị ngoại vi hay chính xác hơn là địa chỉ thanh ghi đệm của khối ghép nối (KGN) đại diện cho thiết bị ngoại vi

- Thông tin về lệnh điều khiển: Đó là các tín hiệu để điều khiển khối ghép nối hay thiết bị ngoại vi như đóng, mở thiết bị, đọc hoặc ghi một thanh ghi, cho phép hay trả lời yêu cầu hành động.v.v

- Thông tin về số liệu: Đó là các số liệu cần đưa ra cho thiết bị ngoại vi

b Các thông tin nhận từ thiết bị ngoại vi

- Thông tin về trạng thái của thiết bị ngoại vi: Đó là các thông tin về sự sẵn sàng hay yêu cầu trao đổi thông tin, thông tin về trạng thái sai (lỗi) của thiết bị ngoại vi

- Thông tin về số liệu: đó là các số liệu cần đưa vào máy tính

II.1.3 Vai trò, nhiệm vụ và chức năng của khối ghép nối

Trang 36

II.1.3.1 Vai trò

Khối ghép nối nằm giữa máy tính và thiết bị ngoại vi (xem hình 2.2) nó đóng vai trò biến đổi và trung chuyển thông tin (nhận và truyền) giữa chúng Khi đưa thông tin từ máy tính ra thiết bị ngoại vi khối ghép nối đóng vai trò nhận thông tin từ máy tính và truyền thông tin cho thiết bị ngoại vi Khi đưa thông tin từ thiết bị ngoại vi vào máy tính khối ghép nối đóng vai trò nhận thông tin từ thiết bị ngoại vi và truyền thông tin cho máy tính Như vậy trong

cả hai trường hợp, khối ghép nối đóng vai trò trung chuyển thông tin, vừa nhận (thụ động) vừa phát (chủ động)

II.1.3.2 Nhiệm vụ

Khối ghép nối làm nhiệm vụ phối hợp trao đổi thông tin giữa máy tính

và thiết bị ngoại vi về mức và công suất của tín hiệu, về dạng thông tin và phương thức trao đổi thông tin

a Phối hợp về mức và công suất tín hiệu

- Mức tín hiệu của máy tính thường là mức TTL (0V, 5V) trong khi thiết bị ngoại vi có thể có mức min, ví dụ mức điện thoại ( 15V,  48V) Do

đó, khối ghép nối phải biến đổi các mức trên cho phù hợp

Nguồn phát

MVT

Nguồn nhận

Nguồn Nguồn nhận phát

Nguồn Nguồn phát nhận

Nguồn nhận

TBN

Nguồn phát

Ghép nối Ghép nối đường dây đường dây

MT TBN

Hình 2.2 Vị trí và vai trò của KGN

Trang 37

- Công suất của đường dây máy tính thường rất nhỏ (cỡ chục mW) trong khi cần công suất lớn hơn cho thiết bị ngoại vi Do đó, khối ghép nối phải biến đổi công suất cho phù hợp (khuếch đại công suất)

Để thực hiện được chức năng trao đổi thông tin giữa thiết bị ngoại vi và máy tính người ta thường dùng vi mạch 3 trạng thái để đưa thông tin ra, nhận thông tin vào và trở kháng cao khi không có trao đổi thông tin để cô lập thiết

bị ngoại vi với máy tính và bảo vệ máy tính

b Phối hợp về dạng thông tin

- Trao đổi của máy tính luôn luôn là song song có thể truyền theo 8 bít,

16 bít, 32 bít, 64 bít

- Thông tin của thiết bị ngoại vi có thể là song song hoặc nối tiếp, khi trao đổi song song là 8 bít và 16 bít

c Phối hợp về tốc độ trao đổi thông tin

- Máy tính thường hoạt động với tốc độ cao (xung nhịp trên 100 MHz) trong khi thiết bị ngoại vi thường hoạt động chậm hơn Do đó, khối ghép nối nhận thông tin nhanh từ máy tính rồi truyền cho thiết bị ngoại vi theo nhịp chậm của chúng để giải phóng máy tính làm nhiệm vụ khác (phục vụ thiết bị ngoại vi khác hay chạy chương trình xử lý thông tin) Khi nhận thông tin cũng vậy, khối ghép nối nhận thông tin chậm theo nhịp của thiết bị ngoại vi, chờ máy tính đọc nhanh vào bộ nhớ

d Phối hợp về phương thức trao đổi thông tin

Để đảm bảo trao đổi thông tin một cách tin cậy giữa máy tính và thiết

bị ngoại vi cần có khối ghép nối và cách trao đổi thông tin diễn ra theo trình

tự nhất định Nếu việc trao đổi thông tin do máy tính khởi xướng tức máy tính chủ động đưa thông tin ra hay đọc thông tin vào thì quá trình như sau:

+ Máy tính đưa lệnh điều khiển để khởi động thiết bị ngoại vi hay khởi động khối ghép nối

Trang 38

+ Máy tính đọc trả lời sẵn sàng trao đổi hay trạng thái sẵn sàng của thiết bị ngoại vi Nếu có trạng thái sẵn sàng mới trao đổi thông tin, nếu không thì chờ và đọc lại trạng thái

+ Máy tính trao đổi thông tin khi đọc thấy trạng thái sẵn sàng

Nếu việc trao đổi thông tin do thiết bị ngoại vi khởi xướng (hay yêu cầu) để giảm thời gian chờ đợi trạng thái sẵn sàng của thiết bị ngoại vi, máy tính có thể khởi động thiết bị ngoại vi rồi thực hiện nhiệm vụ khác Việc trao đổi tin diễn ra như sau:

+ Khi thiết bị ngoại vi đưa yêu cầu trao đổi thông tin vào bộ phận xử lý của khối ghép nối, bộ phận xử lý sẽ đưa yêu cầu ngắt để ngắt chương trình cho máy tính

+ Nếu có nhiều thiết bị ngoại vi đưa yêu cầu đồng thời, khối ghép nối sắp xếp theo ưu tiên định sẵn, rồi đưa yêu cầu trao đổi thông tin cho máy vi tính

+ Máy tính nhận yêu cầu chuẩn bị trao đổi và đưa tín hiệu xác nhận sẵn sàng trao đổi

+ Khối ghép nối nhận và truyền tín hiệu xác nhận cho thiết bị ngoại vi + Thiết bị ngoại vi trao đổi thông tin với khối ghép nối và khối ghép nối trao đổi thông tin với máy tính (nếu đưa thông tin vào)

+ Máy tính trao đổi thông tin với khối ghép nối và khối ghép nối trao đổi thông tin với thiết bị ngoại vi (nếu đưa thông tin ra)

II.1.3.3 Chức năng

Tùy theo sự trao đổi thông tin giữa máy tính và thiết bị ngoại vi (đưa vào, đưa ra) Khối ghép nối có thể có một hoặc nhiều các chức năng sau:

a Chức năng nhận tín hiệu (listener)

- Nhận thông báo địa chỉ từ máy tính

- Nhận thông báo về trạng thái từ thiết bị ngoại vi

Trang 39

- Nhận lệnh điều khiển từ máy tính

- Nhận số liệu từ máy tính

b Chức năng nguồn tín hiệu (talker)

- Phát địa chỉ cho khối chức năng của thiết bị ngoại vi

- Phát lệnh cho thiết bị ngoại vi

- Phát yêu cầu hay trạng thái của thiết bị ngoại vi cho máy tính

- Phát số hiệu cho thiết bị ngoại vi hay cho máy tính

c Chức năng điều khiển (controller)

Nếu khối ghép nối là chung cho nhiều thiết bị ngoại vi nó sẽ đóng vai trò của khối điều khiển, có đồng thời cả hai nhiệm vụ nguồn nhận và nguồn phát lệnh ở trên cụ thể là:

- Phát địa chỉ cho từng khối chức năng của thiết bị ngoại vi

- Truyền lệnh cho từng khối chức năng hoặc nhiều khối

- Nhận lệnh từ một khối điều khiển khác

- Nhận yêu cầu trao đổi thông tin ở các khối chức năng, sắp xếp ưu tiên, rồi đưa yêu cầu vào máy tính

- Phát nhịp thời gian cho các hành động khác nhau của các khối chức năng

d Chức năng phụ khác

Ngoài các chức năng trên, khối ghép nối còn có các chức năng phụ khác như:

- Yêu cầu phục vụ (Cervice Request - SR): yêu cầu máy tính trao đổi tin

- Chức năng điều khiển từ xa hay cục bộ (Remote - Local): cho phép chuyển điều khiển thiết bị từ cơ cấu điều khiển bên trong (ở mặt trước của thiết bị) sang điều khiển từ xa

- Xoá thiết bị (Clear - Device): xác lập trạng thái ban đầu của thiết bị

- Khởi phát thiết bị (Device Trigger - DT): khởi động thiết bị để thực hiện các hành động trong từng nhóm hay thừng thiết bị riêng rẽ

Trang 40

II.1.4 Đặc trưng chung của khối ghép nối

Khối ghép nối có cấu trúc hoạt động riêng rẽ cho từng loại máy tính và thiết bị ngoại vi ghép nối với nhau, nhưng cũng có các đặc trưng chung mà khi nghiên cứu, chế tạo cần phải quan tâm đó là các đặc trưng và cấu trúc đường dây, tên các đường dây, phương truyền và phương pháp truyền số liệu

II.1.4.1 Cấu trúc đường dây của khối ghép nối với máy tính

Có 3 loại cấu trúc đường dây liên hệ giữa máy tính và thiết bị ngoại vi

xem hình 2.3 a Cấu trúc rễ (hay nhánh)

Máy tính có các đường dây riêng rẽ cho từng khối ghép nối hay từng thiết bị ngoại vi Cấu trúc này có lợi là liên hệ trực tiếp và riêng rẽ với từng thiết bị ngoại vi, nhưng không kinh tế vì tốn đường dây, hình 2.3a

b Cấu trúc mắt xích

Máy tính mắc nối tiếp với các khối ghép nối của từng thiết bị ngoại vi theo vòng tròn kín Cấu trúc này có ưu điểm là tiết kiệm đường dây nhưng có nhược điểm là khi có một sai hỏng ở một khối ghép nối nào đó, tất cả hệ khối ghép nối không hoạt động, hình 2.3b

c Cấu trúc đường dây chung (hay song song)

Máy tính có một đường dây chung cho vi xử lý, khối nhớ, các cửa

vào-ra hay các khối ghép nối của các thiết bị ngoại vi Cấu trúc này tuy tốn kém nhưng thông dụng vì dễ dàng ghép nối với thiết bị ngoại vi, khi có sai hỏng ở một khối ghép nối nào đó các khối ghép nối vẫn hoạt động, hình 2.3c

II.1.4.2 Tên đường dây tín hiệu

Bất kỳ khối ghép nối nào cũng nối với máy tính và thiết bị ngoại vi

theo các nhóm sau:

a Nhóm đường dây địa chỉ

Nhóm này gồm:

Định dạng
Số trang	103
Dung lượng	1,8 MB