Chương 1: Giới thiệu chung về đề tài, mục đích nghiên cứu, giới hạn vấn đề tầm quan trọng của đề tài và đưa ra các phương án giải quyết. Từ việc phân tích một số tài liệu liên hệ đến trình bày phương án giải quyết vấn đề. "Chương 2: Trình bày cơ sở lý thuyết để thưc hiện đề tài bao gồm các lý thuyết được kế thừa và tự xây dựng. Mô tả các phương pháp nghiên cứu đã được thực hiện.
Phần này nhằm trình bày cho những ai có đủ các điều kiện như vậy cũng có thể đạt được kết quả như đề tài này, xi “Chương 3: Gồm 2 phần, trình bày chỉ tiết về thiết kế và thi công phần cứng. ~ _ Trong phần thứ nhất chúng em giải quyết các vấn đề liên quan như phương án ghép song song nhiều ADC để nâng dải tần hoạt động, cách tái hiện dạng sóng trên màn hình máy tính, sự phân chia giai đo thời gian và giai đo biên độ. Trình bày các cách giao tiếp với máy vi tính. ~ _ Trong phần thứ hai chúng em đưa ra sơ đồ khối, các bước xây dựng và thiết kế mạch, sơ đồ mạch nguyên lý và chuyển sang mạch in để thi công.
“Chương 4: Giới thiệu về phần cứng và linh kiện trong sơ đồ mạch. Việc khảo sát và tìm hiểu về khc cắm ISA cũng như về linh kiện đóng một vai tưò khá quan trọng cho việc thiết kế, Để thiết kế được mạch, yêu cầu đầu tiền là phải biết chúng ta đang có hay sẽ có những linh kiện nào. Cho đến nay, ở nước ta việc tim kiếm các vi mạch thường tốn rất nhiều thời gian, đôi khi còn dẫn đến tnh trạng không khả thi của mạch. ®Chương §: Tống kết quá ưình nghiên cứu, đưa ra các nhận xét đánh giá, đề nghị và hướng phát triỂn đề tải.
*Phần phụ lục: Trong phần nãy gôm những phụ lục về lập trình phần mềm điều khiển: lưu đồ thuật án, mã ngưồn chương trình. Kèm theo một số tài liệu tiếng Anh chỉ tiết về thóng số kỹ thuật của các vi mạch trọng yếu trong đề tài, giúp cho các bạn sinh viên đi sau muốn phát triển thêm đề tài này có thể tham khảo thếm. Dù đã rất cố gắng nhưng với trình độ và thời gian hạn hẹp nên quá trình tìm hiểu và thực hiện đề tài không sao tránh khỏi những thiếu sót. Chúng em rất mong được sự đóng góp ý kiến của quý Thầy Cô và các bạn để đề tài này hoàn thiện hơn.
Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật, tháng 02 năm 2000. Nhóm thực hiện đề tài, xi KY HIEU VA VIET TAT Ký hiệu và viết tắt các thuật ngữ tiếng Anh: = ACK (Acknowledgement): Tin hiéu ghi nhan. = ADC (Analog to Digital Converter): BG chuyển đổi tín hiệu tương tự sang tín hiệu số, = Address-bus : đường dẫn địa chỉ. = Baud Rate (16c dé Baud): S6 Tan thay đổi trạng thái của kênh truyền tín hiệu trong một giây.Trong các kênh truyền số liệu nhị phân, tốc độ Baud tương đương với số bit được truyền trong một giây bps (bit per secon).
= Board: Một bản bằng vật liệu cách điện chứa các linh kiện điện tử và các dây điện nổi chúng vđi nhau. = Bus: Một số các đường dáy dẫn wong song dùng cho việc truyền các tín hiệu địa chỉ, số liệu và điều khiến, = Bus slot: Khe cấm mở rộng, đáu tiếp điện hai hàng chân trên bẩn mạch chính của PC, dùng để cấm xen các bản mạch ghép nối. Nó gồm đủ các tiếp điểm cho các tín hiệu địa chỉ, số liệu và địa chỉ cần thiết. = Byte: Một nhóm gồm 8 bit.
= Control-bus : Đường dẫn điều khiển. ~ COMI, COM2, COM3, COM4: Tên của DOS đặt cho các ghép nối (giao diện) nối tiếp khác nhau của PC. = CPU (Central Processing Unit): Đơn vị xử lý trung tâm. = CW (Control Word): từ điều khiển.
- DAC (Digital to Analog Converter): Bộ biến đổi tín hiệu số ra tương tự. ~ Data-bus : đường dẫn dữ liệu. = DMA: (Direct Memory Access): Truy nhập trực tiếp vào bộ nhớ. - DIP (Dual Inline Package): M6t tp hdp các tuyển mạch có hai vị trí.
= DMA (Direct Memory Access): Thâm nhập bộ nhớ trực tiếp. = Fullseale : Giá trị toàn giai — là giá trị lớn nhất trong dãy giá trị ở ngõ ra digital cla ADC. - HEX (Hexadecimal number): Ti viết tắt của số thập lục. ~ IC (Integrated Circuit): Mach tinh hợp, là một mạch bao gồm một số linh kiện điện tử được cấy trên một đế tinh thể bán dẫn đơn khối.
= IRQ (Interrupt Reauesi): Yêu cầu ngắt. Một đường hoặc một tín hiệu được kích hoạt bởi thiết bị ngoại vi để phát ra một ngắt cứng tới CPU. ~ ISA (Industriral Standard Architectere): Chuẩn bus thay thế các đặc điểm của bus AT, nó định nghĩa cấu trúc của bus, kiến trúc của CPU. ~ J FET (Junction Field Effect Transistor): Transistor hiệu ứng trường đơn nối dùng chuyển tiếp P-N.
xiii ~ Khe cắm ISA : là khe cắm mở rộng cho các card giao tiếp trong máy tính theo tiêu chuẩn Industry Standard Architecture. ¬ LPTI, LPT2, LPT3, LPT4: tên của DOS gán cho các ghép nối song song khác nhau trong PC. ~ LSB (Least - Significant Bit or Least- Significant Byte): bit có ít ý nghĩa nhất hoặc là byte có ít ý nghĩa nhất. = Monitor (màn hình) : Thiết bị trong một hệ máy tính cho phép hiển thị kí tự và hình vẽ.
= MSB (Most- Significant Bit or Most - Significant Byte): bit có nhiều ý nghĩa nhất hoặc là bytc có nhiều ý nghĩa nhất. = PC (Personal Computer): M4y tinh c4 nhan. = PIT (Programmable Interval Timer): Chip b6 trợ định thời có thể lập trình. (Điển hình như 8253A) > Port: Cảng hay cổng dia chi wong không gian vào/ra của 80x86.
Thông thường các thanh ghi wong các thiết bị ngoại ví được thâm nhập qua các cảng. ~ PPI (Programmable Peripheral Interface): Chip bồ trợ ghép nối ngoại vi có thể trương trình hoá. (Điển hình như 8255A) ~ Slot hoặc bus slot : Khe cấm mở rộng. ¬ Scope-card : Card giao tiếp với máy tnh dùng để đo dạng sóng tín hiệu thay thé cho Oscilloscope.
xiv BANG LIET KE CAC HiNH Hình 1: Sơ đồ khối ADC ghép song song Sơ đồ khối của mạch. Hình 2: Sự phân phối xung chuyển đổi và thu thập dữ liệu trên bus dữ li Hình 3: Dữ liệu được đưa vào bộ nhớ trước khi xuất ra màn hình Hình 4: Màn hình chỉ hiển thị một khoảng thời gian nào đó của tín hiệu. Hình 5: Phân chia kích thước màn hình hiển thị. Hình 6: Phân chia các vạch chia cho giai đo thời gian và giai đo biên độ.
Hình 7: Sơ đồ khối Seope - Card Hình 8: Mạch chia giai đo biên độ. Hình 9; Bộ lọc thông thấp Sallcn & Key bậc4 Hình 10: Giản đồ bode của mach loc thong tha Hình TT: Mạch dao động tạo xung clock. Hình 12: Sơ đồ mạch chia giái đo thời gian. Hình L3: Sơ đồ nguyên lý mạch AIXZ song song.
Hình 14: Giản đồ thời gián của các xung chuyển đổi và xung lấy — giữ mãt Hình 15: Giản đồ thời gian chuyển đổi của AD574-A. Hình 16: Sơ đồ chân AD574-A. Hes Hình 17: Mạch tạo xung chuyển đổi và xung lấy-giữ mẫu cho ADC1 Hình 18: a)Hệ số nhân tương ứng với tụ C„„<1HF. b)Độ rộng xung t„ tương ứng với tụ Cạ„ < 1000 pE Hình 19: Mạch tạo xung lấy — giữ mẫu cho 2 ADC Hình 20.
Sơ đồ mạch điều khiển đọc - viết dữ liệu Hình 21: Sơ đồ mạch giao tiếp với máy tính Hình 22: Sơ đồ mạch nguyên lý Scope - Card. Hình 23: Xắp xếp linh kiện én mach i Hình 24: Mạch in mặt trên. Hình 25: Mạch in mặt dưới Hình 26: Hình dạng và kích thước card ISA 8-bit Tĩnh 27: Sơ đồ khối AD574-A. Hình 28: Giản đồ thời gian AD574-A Hình 29: Dạng dữ liệu cho bus 8-bii Hình 30: Sơ đồ chân 8255A-5.
Hình 31: Sơ đồ khối cấu trúc bên trong của 8255A. Hình 32: Sự sắp xếp từ điều khiển của vi mạch 8255 Hình 33: So dd chan 8253A. Hình 34: Sơ đồ khối cấu trúc bên trong của 8253 Hình 35: Sơ đồ chân 4066 Hình 36: Sơ đồ chân 4051B. XV Lede vite tt aghitp Dat Hoe Su Dhgm Ki Thug , CHUONGf _CHUONG TONG QUAN 1.
GIGI THIEU CHUNG VAN DE NGHIEN COU. Đặt vấn đổ: Nhà khoa học Men-đê-lê-ev đã nói: “Khoa học bắt đầu từ khi người ta biết đo”, Thực váy, ngành “Kỹ Thuật Đo Lường” ngày nay đang được sử dụng, tông rãi. Thiết bị do lưỡng và hệ thống đo lường có sử dụng kỹ thuật vi điện tử, vi xứ lý và vi tính ngày cảng hiện đại và có độ chính xác cao. “Trong khi một dao đóng ký analog chỉ cho phép nhận được một giản đồ đứng yên trên màn hình khi các tín hiệu lối vao là tuần hoàn thì một dao động ký nhớ (hay ding vi xử lý) lại hiến thị được một ảnh đứng yên từ các tín hiệu xuất hiện chỉ một lần hoặc hoàn toàn khóng theo một quy tắc nào.
Những năm gần đây, máy vi nh được xử dụng ngày càng nhiều trong các cơ quan, trường học, các ngành kinh tế và ngay cã trong các gia đình. Theo đà phát triển, nhiều người đã cho rằng thế kỷ 21 sẽ là thế kỷ của tự động hoá. Việc sử dụng, máy tính trong lĩnh vực đo lường và điều khiển, khi ghép nối máy tính với các thiết bị bên ngoài (thiết bị ngoại vi) sẽ hình thành hệ thống thông minh. Cùng với sự phát triển của khoa học và kỹ thuật nói chung và công nghệ máy tính nói riêng và với điều kiện hiện nay, việc tìm hiểu và ứng dụng máy vi tính là điều rất cần thiết, Từ những suy nghĩ trên chúng em quyết định chọn đề tài : “Thiết kế và thi công card giao tiếp với máy tính để đo dạng sóng tín hiệu thay thế cho dao động ký”.
Tầm quan trong của để tài và mục đích nghiên cứu. Đề tài tuy không phải hoàn toàn mới, nhưng việc thiết kế và thi công đề tài này sẽ giúp cho chúng em hệ thống hoá, củng cố thêm kiến thức và vận dụng vào thực tiễn khi thiết kế mạch, có điều kiện hiểu sâu hơn những vấn đề đã được học trên lớp, về dao động ký, máy vi tính và thiết bị giao tiếp với máy tính, đặc biệt là đứng dụng máy vi tính vào lĩnh vực đo lường đồng thời hình thành cho chứng em những bước đi đầu tiên và làm quen với nghiên cứu khoa học.