Tài liệu Một số mạch điện tử cơ bản ứng dụng trong truyền thông Chương 1 doc

Trong công nghiệp ngày nay, chuẩn truyền thông RS232 không thể đáp ứng được nhu cầu truyền thông nữa vì đường truyền không cân bằng các tín hiệu đều lấy điểm chuẩn là đường mass chung,

Một số mạch điện tử cơ bản ứng dụng trong

truyền thông Chương 1 :Ý tưởng chung:

1 Trong công nghiệp ngày nay, chuẩn truyền thông RS232 không thể

đáp ứng được nhu cầu truyền thông nữa vì đường truyền không cân bằng (các tín hiệu đều lấy điểm chuẩn là đường mass chung, bị ảnh hưởng của nhiễu tác động) do đó tốc độ truyền và khoảng cách truyền bị giới hạn

(khoảng cách truyền thông tối đa 100m) Vì vậy để đáp ứng nhu cầu truyền thông công nghiệp, người ta sử dụng chuẩn truyền thông RS485 khi cần tăng khoảng cách và tốc độ truyền thông (khoảng cách truyền thông tối đa 1200m

và vận tốc truyền lên đến 10 Mbits/s) Nguyên nhân mà RS 485 có thể tăng tốc độ và khoảng cách truyền thông là do RS 485 sử dụng phương pháp truyền 2 dây vi sai (vì 2 dây có đặc tính giống nhau, tín hiệu truyền đi là hiệu

số điện áp giữa 2 dây do đó loại trừ được nhiễu chung)

Mặt khác do chuẩn truyền thông RS 232 không cho phép có hơn 2 thiết bị truyền nhận tin trên đường dây trong khi đó với chuẩn RS 485 ta có thể nối 32 thiết bị thu phát trên 2 dây

2 Đề tài của đồ án xuất phát từ ý tưởng kết hợp sử dụng chuẩn truyền

thông RS232 và RS485 để điểu khiển thu thập và xử lý dữ liệu, thông tin trong công nghiệp.Chúng tôi sử dụng vi điều khiển master để xuất địa chỉ đến các vi điều khiển slave, vi điều khiển slave sẽ thu thập dữ liệu thông tin

đã được cài đặt sẵn sau đó truyền tín hiệu trả về master

II.Linh kiện sử dụng trong mạch:

1.AT89C51:

Đây là linh kiện vi điều khiển 8 bit với 4 Kbytes bộ nhớ nội có khả năng lập trình được và có khả năng xóa chương trình bằng điện

* CPU 8 bit được tối ưu hóa cho các ứng dụng điều khiển

* Các khả năng xử lí các biến Boole mở rộng

* Vùng địa chỉ nhớ chương trình 64K

* Vùng địa chỉ nhớ dữ liệu 64K

* 128 byte dữ liệu Ram trên chip

* 32 đường I/O 2 chiều và có thể định địa chỉ riêng rẽ

* 2 bộ đếm,mạch định thì 16 bit

* UART song công (full duplex)

* Cấu trúc ngắt 5 vector / 6 nguồn với 2 cấp ưu tiên

* Mạch dao động xung nhịp trong chip

Sau đây là sơ đồ khối của AT89C51:

Và đây là sơ đồ chân của AT89C51:

Ý nghĩa các chân của AT89C51:

*AT89C51 có tất cả 40 chân trong đó chân 40 là chân nguồn, chân 20 là chân mass, chân 18 và chân 19 được nối qua 1 thạch anh 11.056Mhz để tạo dao động cho vi điều khiển Chân 31 EA/ được

dùng để chọn sử dụng Rom nội hay Rom ngoại, nếu chân này được nối lên nguồn thì ta sử dụng Rom nội còn nếu nối xuống mass thì ta

sử dụng Rom ngoài

* PORT 0:là 1 Port 2 chức năng ,trên các chân 32-39

Trong các thiết kế nhỏ, nó có chức năng như các đường I/O Đối với các thiết kế lớn với bộ nhớ mở rộng ,nó được dồn kênh giữa bus data

và bus address

* PORT 1: là cổng dành riêng cho xuất /nhập trên các

chân 1-8 Cổng này chỉ có chức năng giao tiếp với các thiết bị ngoài

* PORT 2:là 1 cổng công dụng kép trên các chân 21-28,

được dùng như các đường xuất nhập hoặc là Byte cao của bus địa chỉ

* PORT 3: là cổng công dụng kép trên các chân 10-17 ,.với

các chức năng:

Bit

Tên

Địa chỉ bit

Chức năng chuyển đổi

RXD

B0H Dữ liệu nhận cho Port nt

TXD

B1H Dữ liệu phát cho Port nt

INT0

B2H Ngắt 0 bên ngoài

INT1

B3H Ngắt 1 bên ngoài

ngoài

ngoài

* PSEN :là TH ra trên chân 29 Nó là TH điều khiển để cho

phép bộ nhớ chương trình mở rộng và thường được nối đến chân OE của 1 EPROM

2.IC tạo nguồn áp chuẩn dương 7805:

Đây là IC tự chỉnh định để tạo ra nguồn áp chuẩn dương +5V cung cấp cho mạch vi điều khiển

Sau đây là sơ đồ IC 7805.Chân 1 nối mass, chân 2 là ngõ vào của áp nguồn, chân 3 là ngõ ra +5V để cấp điện cho vi điều khiển và các linh kiện điện tử khác

3.IC tạo nguồn áp chuẩn âm 7905:

Đây là IC có chức năng giống như IC 7805 nhưng nó tạo ra áp chuẩn âm -5V nhằm cung cấp áp cho các linh kiện hay các module cần sử dụng nguồn áp âm hay nguồn áp lưỡng cực

Sau đây là 3 dạng chân cấu tạo và chức năng từng chân của IC

7905 ngoài thị trường

4.IC Max 232:

Max 232 dùng để chuyển tín hiệu logic +5V của vi điều khiển sang tín hiệu của chuẩn truyền thông RS 232 và truyền đi trên đường dây RS232

Max 232 gồm có 2 bộ phát chuyển đổi tín hiệu TTL ngõ vào thành tín hiệu RS 232 ngõ ra và có 2 bộ thu nhận tín hiệu RS 232 ngõ vào và chuyển đổi thành tín hiệu CMOS tương ứng ngõ ra

5.IC Max 485:

Thật ra đây đơn thuần chỉ là 1 bộ chuyển đổi từ tín hiệu của chuẩn giao tiếp RS 232 sang tín hiệu của chuẩn giao tiếp RS 485 để

có thể truyền tín hiệu đi trên đường dây RS 485 và từ đó có thể truyền tín hiệu đi xa và nhanh được

Đây là sơ đồ chân của Max 485:

U8

MAX485

1 4

2 3

6

DI

RE DE

A A

Max 485 gồm bộ lái và bộ thu, tín hiệu vào bộ lái D logic TTL đổi thành 2 tín hiệu A và A\ , khi tín hiệu điều khiển DE mức thấp thì 2 chân AA\ cách ly với vi mạch Tín hiệu vào bộ thu là A và A\ , tín hiệu ra R logic TTL tùy thuộc hiệu điện áp giữa A và A\ , khi RE\ logic 1 thì R cách ly với

vi mạch

Mạng 485 làm việc theo chế độ master-slave, master cho DE mức 1 để truyền dữ liệu, còn các slave có DE=0, RE\=0 chờ nhận dữ liệu Khi master muốn nhận dữ liệu thì DE=0, RE\=0 còn slave phát sẽ có DE=1, RE\=1 Ta điều khiển các đường DE, RE\ bằng tín hiệu RTS hay mạch định thì