Trêng §H C«ng NghiÖp Hµ Néi
BỘ CÔNG THƯƠNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI
KHOA : ĐIỆN TỬ
o0o
BÀI TẬP LỚN
MÔN:đo lường điều khiển bằng máy tính
ĐỀ Tài: Thiết kế Voltmet điện tử sử dụng cổng nối tiếp
GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN: Vũ Thị Thu Hương
SINh VIÊN THỰC HIỆN:
Trình Minh Đức
Phạm Văn Huấn
Nguyễn Duy Hưng
LỚP:ĐH CNKT Điện Tử 4K5
Lêi Nãi §Çu
Lớp điện tử 4_k5
1
Trờng ĐH Công Nghiệp Hà Nội
Ngày nay, các thiết bị máy móc, hệ thống nhằm phục vụ đời
sống con ngời trong sinh hoạt cũng nh trong sản xuất phát triển nhanh
và ngày càng thông minh. Sở dĩ có đợc điều đó là nhờ ứng dụng thành
tựu của khoa học kỹ thuật. Một trong vô số những thành tựu của khoa
học kỹ thuật nói chung, của khoa học kỹ thuật điện tử nói riêng là bộ
vi điều khiển, ghép nối máy tính.
Trong các thiết bị điện và điện tử dân dụng, các bộ vi điều khiển
điều khiển các hoạt động của ti vi, máy giặt, đầu đọc laser, điện thoại,
lò vi ba trong hệ thống sản xuất tự động, bộ vi điều khiển đợc sử
dụng trong rụ bốt, dây truyền tự động, các hệ thống càng thông minh
thì vai trò của hệ vi điều khiển càng quan trọng. Đây là nói đến vi điều
khiển, còn ghép nối máy tính có nó cũng có rất nhiều ứng dụng có liên
quan đến vi điều khiển. Ghép nối máy tính với máy in, máy quét, máy

trong ngàng điện tử và mộ số ngành khác.
B. Sự giao tiếp giữa máy tính và các khối ghép nối.
I. Máy tính và các khối ghép nối.
Nh chúng ta đã biết cấu trúc của một máy tính đợc chia làm 3
phần chính:
Khối xử lý trung tâm CPU làm nhiệm vụ thu thập và xử lý mi
dữ liệu.
Khối nhớ (Memory): Lu trữ các loại dữ liệu khác nhau đa vào lấy
và lấy ra ở CPU.
Khối vào ra (I/O): Làm nhiệm vụ tơng thích với các thiết bị bên
ngoài và đờng Bus trong máy tính.
Trong máy tính hiện nay thờng có các thiết bị ngoại vi sau: Màn
Hình, bàn phím, chuột, loa, máy in Với các thiết bị ngoại vi đó, máy
tính đều có khối xử lý tơng ứng, ví dụ: Khối ghép giữa bus máy tính
với màn hình là card màn hình (VGA), khối ghép giữa bus máy tính
với loa là soundcard thông thờng các máy tính thế hệ hiện nay thì
các khối ghép nối cho các thiết bị ngoại vi thông dụng này đều đợc
tích hợp trên một bản mạch chính gọi là Mainboard.
Tuy nhiên máy tính không ch dừng lại ở ghép nối với máy in,
màn hình, loa, mà nó còn đợc ứng dụng vô cùng rộng rãi trong nhiều
lĩnh vực. Nhờ các cổng ghép nối RS232, LPT, cổng USB, các khe căm
mở rộng mà chúng ta có thể tạo ra các phần cng có thể ghép nối vơi
máy tính dới sự điều khiển của các phn mềm.
Lp in t 4_k5
3
Trờng ĐH Công Nghiệp Hà Nội
Nội dung của môn học này là chúng ta đi vào nghiên cửu các
cổng, cỏc khe cắm mở rộng của máy tính, đ từ đó ta có thể chế tạo ra
các khối ghép nối phục vụ trong nhiều lĩnh vực trong công nghiệp nh
là o lờng và điều khiển.

Trao đổi trực tiếp với các khối nhớ (DMA Direct Memory
Access)
a. Chế độ trao đổi tin theo chơng trình
Lp in t 4_k5
4
Trờng ĐH Công Nghiệp Hà Nội
Đây là chế độ trao đổi tin trong đó máy tính trao đổi với các thiết
bị ngoại vi bằng các lệnh vào ra. Lệnh dịch chuyển dữ liệu giữa các
thanh ghi. Cụ thể:
Trong ngôn ngữ Asembly các lệnh đợc lệnh dành cho trao đổi
IN, OUT, MOV.
Trong ngôn ngữ Pascal:
Đọc một byte dữ liệu: X:=PORT[địa chỉ]
Đa một byte dữ liệu: PORT[địa chỉ]: =y;
Đọc một byte dữ liệu: OUTPORT(địa chỉ, y)
Trong chế độ trao đổi theo chơng trình có 3 phơng pháp:
Phơng pháp trao đổi đồng bộ.
ở phơng pháp này, máy tính sẽ tiến hành trao đổi tin ngay vi
thiết bị ngoài khi khởi động xong mà không cần biết trạng thái của
trạng thái đờng dây cũng nh thiết bị ngoài.
Để có thể thực hiện đợc phơng pháp này thì yêu cầu là:
+ Tốc độ trao đổi tin của thiết bị ngoài lớn hơn tốc độ trao đổi tin
của máy tính.
+ Thiết bị ngoài cần phải ở trạng thái sẵn sàng ngay khi máy tính
khởi động xong.
+ Phơng pháp này có u điểm là tốc độ trao đổi tin nhanh nhng có
nhợc điểm là dễ bị mất tin khi thiết bị ngoài cha ở trạng thái sãn sàng.
Phơng pháp không đồng bộ
Trong phơng pháp này, trớc khi trao đổi tin, máy tính tiến hành
đọc, kiểm tra trạng thái của thiết bị ngoài, nên thiết bị ngoài đã ở trạng

I. Khái Niệm Về Truyền Tin Nối Tiếp .
1. Khái niệm
Truyền tin nối tiếp là phơng thức truyền tin trong đó các bit
mang thông tin đợc truyền kế tiếp nhau trên 1 đờng dẫn vật lý . Tại 1
thời điểm phía bên truyền và bên nhận chỉ có thể truyền ( hoặc nhận) 1
bit .
Ưu điểm của truyền tin nối tiếp :
+ Tiết kiệm đờng dẫn
+ Có khả năng truyền đi xa
Nhợc điểm
+ Tốc độ chậm hơn các thiết bị thờng phải có khối chuyển đổi
nối tiếp song song, song song nối tiếp khi sử dụng phơng pháp này để
trao đổi tin .
2. Các phơng thức truyền tin nối tiếp
Có 3 phơng thức truyền tin nối tiếp :
+ Phơng thức đồng bộ : Các byte chứa các bit thông tin đợc
truyền liên tiếp trên đờng truyền và chỉ đợc ngăn cách ( phân biệt )
nhau bằng bit đồng bộ khung (SYN). Hình 1
+ Phơng thức không đồng bộ : Các byte chứa các bit thông tin đ-
ợc chứa trong 1 khung. 1 khung đợc bắt đầu bằng 1 bit start, tiếp theo
là các bit mang thông tin, kế tiếp là các bit kiểm tra chẵn lẻ và kết thúc
là 1 bit stop . Khoảng cách giữa các khung là các bit dừng bất kỳ , khi
đó đờng truyền đợc lấy lên mức cao (hình 2 ).
Lp in t 4_k5
6
Trờng ĐH Công Nghiệp Hà Nội
+ Phơng thức lai : ây là phơng thức kết hợp của hai phơng pháp
trên , trong đó các bit trong 1 khung đợc truyềng theo phơng thức
không đồng bộ còn các byte đợc truyền theo phơng thức đồng bộ


Com1: địa chỉ cơ bản là : 3F8H
Com2: địa chỉ cơ bản là : 2F8H
Com3: địa chỉ cơ bản là : 3E8H
Com4: địa chỉ cơ bản là : 2E8H
Sự trao đổi các đờng dẫn tín hiệu :
Trên máy tính có một vi mạch đảm bảo việc truyền (nhận) dữ liệu
thông qua cổng nối tiếp, vi mạch đó gọi là UART ( bộ truyền nhận
nối tiếp không đồng bộ ) . UART 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 , nh 16C550 , bộ UART có
10 thanh ghi để điều khiển tất cả chức năng của việc nhập vào xuất ra
dữ liệu theo cách nối tiếp .
4. Các thanh ghi điều khiển .
a) Thanh ghi điều khiển modem(3F8 +4)
Lp in t 4_k5
8
Trờng ĐH Công Nghiệp Hà Nội
D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1
D0
0 0 0 LOOP OUT2 OUT1 RTS DTR
D0=1 : đa DTR=0
D0=0 : đa DTR =1
D1=1: đa RTS =0
D1=0: đa RTS =1
OUT1 , OUT2 điều khiển đầu ra phụ
b) Thanh ghi trạng thái modem(3F8+6)

RLSD RI DSR CTS RLSD1 RI1 DSR1 CTR1
Thanh ghi này nhiệm vụ thông báo về trạnh thái các đờng dẫn bắt tay
điều chú ý ở thanh ghi này là : D4, D5 ,D6 chính là lối vào của các đ-

d) Thanh ghi trạng thái đờng truyền (3F8+5)

0 S6 S5 S4 S3 S2 S1 S0

S0=1: Khi có 1 byte mới nhận đợc
S1=1: Khi ký tự trớc không đợc đọc ký tự mới đến sẽ xoá ký tự cũ
trong bộ
đệm
S2=1: Khi có lỗi chẵn lẻ
S3=1: Khi có lỗi khung truyền
S4=1 : Khi có gián đoạn đờng truyền
S5=1 : Khi bộ truyền rỗng cổng nối tiếp có thể truyền nhận
S6=1: Khi bộ đệm truyền rỗng
S7=0: Không sử dụng
e) Thanh ghi cho phép ngắt ( 3F8+1)
D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0
D0=1 : Cho phép ngắt khi nhận 1 ký tự
D1=1 : Cho phép ngắt khi bộ đệm truyền rỗng
D2=1: Cho phép ngắt khi thay đổi trạng thái đờng truyền
D3=1: Cho phép ngắt khi thay đổi trạng thái modem
D4=0
D5=0
D6=0
D7=0
f) Thanh ghi nhận dạng ngắt ( 3F8+2)
D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1
D0
0 0 0 0 0
Lp in t 4_k5
10

sung thêm một bộ điều khiển đờng truyền, chẳng hạn nh chip
MAX232 để chuyển đổi các mức điện áp RS232 về các mức TTL và
ngợc lại. Do vậy nối ghép 8051 với đầu nối RS232 thông qua chip
MAX232.
a. Chân RxD và TxD của 8051
8051 có hai chân đợc dùng chuyên cho truyền và nhận dữ liệu
nối tiếp. Hai chân này là RxD và TxD và là một phần của cổng P3 (đó
là P3.0 và P3.1 tơng ứng). P3.0 là chân số 10 của 8051, còn P3.1 là
chân số 11. Các chân này tơng thích với mức logic TTL. Do vậy cần có
thêm một bộ điều khiển đờng truyền để chúng tơng thích với RS232.
Bộ điều khiển nh vậy có thể là chip MAX232.
b. Bộ điều khiển đờng truyền MAX232
Vì RS232 không tơng thích với các bộ vi xử lý và vi điều khiển
hiện nay nên ta cần một bộ điều khiển đờng truyền (bộ chuyển đổi
Lp in t 4_k5
11
Trờng ĐH Công Nghiệp Hà Nội
điện áp) để chuyển đổi các tín hiệu RS232 về các mức điện áp TTL đ-
ợc các chân TxD và RxD của 8051 chấp nhận. Một ví dụ của bộ
chuyển đổi nh vậy là chip MAX232 của hãng Maxim. Bộ MAX232
chuyển đổi từ các mức điện áp RS232 về mức TTL và ngợc lại. Một
điểm mạnh khác của chip MAX232 đó là dùng điện áp của ân RxD
của đầu nối DB của RS232. Bộ điều khiển đờng R1 cũng có gán R1
in
và R1
out
trên các chân số 13 và 12 tơng ứng. Chân R1
in
(chân số 13) là
ở phía RS232 đ MAX232 có gán T1

Dim array_x(10000) As Integer
Dim array_y(10000) As Integer
Private ve As Boolean
Private Sub Form_Load()
MSComm1.CommPort = 3
MSComm1.Settings = "9600,N,8,1"
MSComm1.PortOpen = True
MSComm1.RThreshold = 2
Lớp điện tử 4_k5
13
Trêng §H C«ng NghiÖp Hµ Néi
'
X = 0
dem = 0
End Sub
Private Sub MSComm1_OnComm()
Dim thangdo As Integer
If MSComm1.CommEvent = 2 Then
data_in = MSComm1.Input
If Left(data_in, 1) = "#" Then
thangdo = 1
Else
thangdo = 5
End If

temp = Asc(Right(data_in, 1))
volt = temp * thangdo * 5 / 256
HienThi.Text = volt
End If
End Sub

dothi.Cls
For i = 1 To dem
X = array_x(i)
Y = array_y(i)
dothi.Circle (X, Y), 20, &H0&
dothi.Line (X - 90, array_y(i - 1))-(X, Y), &HFFFF&
Next
X = 0
array_y(0) = Y
dem = 0
End Sub
Private Sub TimerDoThi_Timer()
If ve = True Then
dothidienap (volt)
End If
End Sub
II. Ch¬ng tr×nh vi ®iÒu khiÓn
#include <REGX52.H>
#include <stdio.h>
sbit adc_intr = P2^7;
sbit adc_wr = P2^6;
sbit adc_rd = P2^5;
sbit thangdo = P2^0;
Lớp điện tử 4_k5
15
Trêng §H C«ng NghiÖp Hµ Néi
void delay(unsigned long int t)
{
unsigned long int i;
for (i=0;i<t;++i);

Lớp điện tử 4_k5
16
Trêng §H C«ng NghiÖp Hµ Néi
III.Mô phỏng trên phần mềm proteus
a.Khối phân áp
Lớp điện tử 4_k5
17
Trêng §H C«ng NghiÖp Hµ Néi

b.Khối giao tiếp với máy tính
c.Khối vi điều khiển
Lớp điện tử 4_k5
18
Trêng §H C«ng NghiÖp Hµ Néi
KẾT LUẬN
Qua quá trình tiếp thu và học tập bộ môn truyền số liệu dưới sự
hướng dẫn của Cô Vũ Thị Thu Hương,cùng với tìm hiểu các tài liệu
về truyền số liệu trên mạng ,chúng em đã hoàn thành báo cáo và mô
phỏng về “Thiết kế Voltmet điện tử sử dụng cổng nối tiếp”.
Được sự dẫn dắt và dạy bảo nhiệt tình của Cô Hương đã đưa chúng
em tiến xa hơn trong tư duy và nhận thức đặc biệt là việc sử dung
phần mềm vb6.0 cũng như proteus và hiểu hơn về giao tiếp giữa máy
tinh với thiết bị ngoại vi, giúp chúng em khai thác được tốt hơn nền
kiến thức của nhân loại để lại. Chúng em xin chân thành cảm ơn Cô
Hương nói riêng cũng như các thầy cô trong khoa và nhà trường đã
tạo cho chúng em một môi trường rèn luyện và học tập thật tốt.
Lớp điện tử 4_k5
19