ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG CAO ĐẲNG CÔNG NGHỆ
THUYẾT MINH
ĐỒ ÁN TỔNG HỢP
NGÀNH CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT ĐIỆN
Tên đề tài:
KHẢO SÁT VÀ THIẾT KẾ HỆ THỐNG XẾP HÀNG THÔNG
MINH
Sinh viên thực hiện: Trương Văn Tiển
MSSV: 071250510161
Lớp: 07Đ1
Giáo viên hướng dẫn: Cao Nguyễn Khoa Nam
Ngày bảo vệ: 15/06/2010
Đồ án tổng hợp Điều khiển quạt máy tự động theo nhiệt độ
Đà Nẵng tháng 06/2010
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KHẢO SÁT VÀ THIẾT KẾ HỆ THỐNG XẾP HÀNG THÔNG
MINH

GVHD: CAO NGHUYỂN KHOA NAM Trang 3
SVTH : TRƯƠNG VĂN TIỂN
LỜI CẢM ƠN
Đầu tiên nhóm chúng em xin chân thành cảm ơn Thầy Cao Nguyễn Khoa
Nam đã tận tình hướng dẫn và giúp đỡ em trong suốt thời gian thực hiện đề tài
Xin cảm ơn các quý thầy cô khoa Điện và trong trường đã đóng góp những ý
kiến qúy báu để đề tài của chúng em đạt được tiến độ như ngày hôm nay.
Và không bao giờ quên công ơn mà quý thầy cô đã giảng dạy em trong suốt 3
năm học qua.
Xin cảm ơn rất nhiều.
Sinh viên thực hiện
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KHẢO SÁT VÀ THIẾT KẾ HỆ THỐNG XẾP HÀNG THÔNG
MINH


GVHD: CAO NGHUYỂN KHOA NAM Trang 5
SVTH : TRƯƠNG VĂN TIỂN
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KHẢO SÁT VÀ THIẾT KẾ HỆ THỐNG XẾP HÀNG THÔNG
MINH
CHƯƠNG II: CƠ SỞ LÝ THUYẾT

SVTH : TRƯƠNG VĂN TIỂN
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KHẢO SÁT VÀ THIẾT KẾ HỆ THỐNG XẾP HÀNG THÔNG
MINH
128 byte Ram : Ram 128 byte
TIMER 2, 1, 0 : Bộ định thời 2, 1, 0
CPU : đơn vị điều khiển trung tâm
OSCILLATOR : mạch dao động
BUS CONTROL : điều khiển bus
I/O PORTS : các port xuất/nhập
SERIAL PORT : port nối tiếp
Address/data : địa chỉ/dữ liệu
2.1.2 Khỏa sát sơ đồ chân AT89C51, chức năng từng chân
2.1.2.1 Sơ đồ chân AT89C51
Hình 2: Sơ đồ chân IC AT89C51
2.1.2.2 Chức năng các chân của AT89C51
AT89C51 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 phần của các bus
dữ liệu và bus địa chỉ.
Port 0 là port có 2 chức năng ở các chân 32 – 39 của AT89C51. Trong các thiết
kế cỡ nhỏ không dùng bộ nhớ mở rộng nó có chức năng như các đường IO. Đối với
các thiết kế cỡ lớn có bộ nhớ mở rộng, nó được kết hợp giữa bus địa chỉ và bus dữ
liệu.

GVHD: CAO NGHUYỂN KHOA NAM Trang 7
SVTH : TRƯƠNG VĂN TIỂN
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KHẢO SÁT VÀ THIẾT KẾ HỆ THỐNG XẾP HÀNG THÔNG
MINH
Port 1: Port 1 là port IO trên các chân 1-8. Các chân được ký hiệu P1.0, P1.1,
P1.2, … có thề dùng cho giao tiếp với các thiết bị ngoài nếu cần. Port 1 không có chức

các byte lệnh.
ở mức thấp trong thời gian Microcontroller AT89C51 lấy lệnh. Các mã
lệnh của chương trình được đọc từ Eprom qua bus dữ liệu và được chốt vào thanh ghi
lệnh bên trong AT89C51 để giải mã lệnh. Khi AT89C51 thi hành chương trình trong
ROM nội PSEN sẽ ở mức logic 1.
Chân cho phép chốt địa chỉ ALE (Address Latch Enable): Khi AT89C51
truy xuất bộ nhớ bên ngoài, port 0 có chức năng là bus địa chỉ/địa chỉ đa hợp. Tín hiệu
ra ALE ở chân thứ 30 dùng làm tín hiệu điều khiển để giải đa hợp bus địa chỉ và bus
dữ liệu.
Khi port 0 được sử dụng làm bus địa chỉ/dữ liệu đa hợp, chân ALE xuất tín hiệu để
chốt địa chỉ (byte thấp của địa chỉ 16 bit) và một thanh ghi ngoài trong suốt ½ đầu của
chu kỳ bộ nhớ. Sau đó các chân port 0 sẽ xuất/nhập dữ liệu hợp lệ trong suốt ½ thứ hai
của chu kỳ bộ nhớ.

GVHD: CAO NGHUYỂN KHOA NAM Trang 8
SVTH : TRƯƠNG VĂN TIỂN
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KHẢO SÁT VÀ THIẾT KẾ HỆ THỐNG XẾP HÀNG THÔNG
MINH
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 phần khác của hệ thống. Chân ALE được dùng
làm xung ngõ vào lập trình cho Eprom trong AT89C51.
 Chân truy xuất ngoài (External Access) :
- Tín hiệu vào ở chân 31 thường được mắt lên mức 1 hoặc mức 0. Nếu ở
mức 1, AT89C51 thi hành chương trình từ ROM nội trong khoảng địa chỉ thấp 8
Kbyte. Nếu ở mức 0, 89C51 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 AT89C51.
Chân RST (Reset):
-Ngõ vào RST ở chân 9 là ngõ vào Reset của AT89C51. 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. Chân Reset

Mô tả
7 GATE 1 Khi GATE = 1, Timer chỉ làm việc khi INTI\=1
6 C/T 1 Bit cho đếm sự kiện hay định thời
C/T = 1 : Đếm sự kiện
C/T = 0 : Định thời
5 M1 1 Bit chọn chế độ thứ nhất
4 M0 1 Bit chọn chế độ thứ hai
3 GATE 0 Bit điều khiển cổng cho Timer 0
2 C/T\ 0 Bit chọn Counter/Timer cho Timer 0
1 M1 0 Bit chọn chế độ thứ nhất
0 M0 0 Bit chọn chế độ thứ hai
• Các chế độ định thời
M1 M0 Chế độ Mô tả
0 0 0 Chế độ định thời 13-bit
0 1 1 Chế độ định thời 16-bit
1 0 2 Mode tự động nạp lại 8 bit
1 1 3 Chế độ định thời chia xẻ :
Timer 0 : TL0 là Timer 8 bit được điều khiển bởi các bit
chọn chế độ của Timer 0. TH0 tương tự nhưng được điều
khiển bởi các bit chọn chế độ của Timer 1.
Bộ định thời 1 : dừng, không hoạt động

GVHD: CAO NGHUYỂN KHOA NAM Trang 10
SVTH : TRƯƠNG VĂN TIỂN
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KHẢO SÁT VÀ THIẾT KẾ HỆ THỐNG XẾP HÀNG THÔNG
MINH
2.1.3.3 Thanh ghi điều khiển định thời TCON (TIMER CONTROL REGISTER):
Thanh ghi TCON bao gồm các bit trạng thái và các bit điều khiển bởi Timer 0 và
Timer 1. Thanh ghi TCON được định địa chỉ bit. Hoạt động của từng bit được tóm tắt
như sau:

(P3.0).
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 đầy
đủ thì dữ liệu sẽ không bị mất.
Hai thanh ghi chức năng đặc biệt cho phép phần mềm truy xuất đến port nối tiếp
là: SBUF và SCON. Bộ đệm port nối tiếp (SBUF) ở điạ chỉ 99H nhận dữ liệu để thu

GVHD: CAO NGHUYỂN KHOA NAM Trang 11
SVTH : TRƯƠNG VĂN TIỂN
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KHẢO SÁT VÀ THIẾT KẾ HỆ THỐNG XẾP HÀNG THÔNG
MINH
hoặc phát. Thanh ghi điều khiển port nối tiếp (SCON) ở điạ chỉ 98H là thanh ghi có
điạ chỉ bit chứa các bit trạng thái và các bit điều khiển. Các bit điều khiển đặt chế độ
hoạt động cho port nối tiếp, còn các bit trạng thái chỉ ra sự kết thúc phát hoặc thu ký tự
. Các bit trạng thái có thể được kiểm tra bằng phần mềm hoặc có thể lập trình để tạo
ngắt.
2.1.4.2 Các thanh ghi và các chế độ hoạt động của port nối tiếp
2.1.4.2.1Thanh 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 bảng tóm tắt thanh ghi SCON và các
chế độ của port nối tiếp:
Bit Ký hiệu Địa chỉ Mô tả
SCON.7
SCON.6
SCON.5
SCON.4
SCON.3
SCON.2
SCON.1

Tóm tắt thanh ghi chế độ port nối tiếp
SM0 SM1 Chế độ Mô tả Tốc độ baud
0

0
1
1
0

1
0
1
0

1
2
3
Thanh ghi dịch
8-bit
UART 8 bit
UART 9 bit
UART 9 bit
Cố định (tần số dao
động /12 )
Thay đổi ( thiết lập bởi Timer )
Cố định (tần số dao động /12 hoặc /
64)
Thay đổi ( thiết lập bởi Timer )
Các chế độ port nối tiếp
Chế độ 1 (UART 8 bit với tốc độ baud thay đổi được):

thái 0 sau khi có sự chuyển trạng thái từ 1 xuống 0 lần đầu tiên. Nếu điều này không
xảy ra, bộ thu được giả sử rằng đã được nhận được nhiễu thay vì là nhận một bit hợp
lệ. Bộ thu sẽ được thiết lập lại quay về trạng thái nghỉ và chờ sự chuyển trạng thái từ 1
xuống 0 kế. Giả sử bit start hợp lệ được phát hiện, việc nhận ký tự sẽ tiếp tục. Bit start
được bỏ qua và 8 bit dữ liệu được nhận tuần tự vào thanh ghi dịch bit của port nối tiếp.
Khi cả 8 bit được nhận, các điều sau sẽ xảy ra:
• Bit thứ 9 (bit stop) được đưa đến bit RB8 trong thanh ghi SCON.
• 8 bit dữ liệu được nạp vào SBUF.
• Cờ ngắt thu RI được set
Tuy nhiên các điều trên chỉ xảy ra nếu các điều kiện sau tồn tại:
• RI =0
• SM2=1 và bit stop nhận được là bit 1, hoặc SM2=0
Khởi động và truy xuất các thanh ghi cổng nối tiếp:

♦
Cho Phép Thu
- Bit cho phép bộ thu (REN=Receiver Enable) Trong SCON phải được đặt lên
1 bằng phần mềm để cho phép thu các ký tự thông thường thực hiện việc này ở đầu
chương trình khi khởi động cổng nối tiếp, timer …
♦Các cờ ngắt:

GVHD: CAO NGHUYỂN KHOA NAM Trang 13
SVTH : TRƯƠNG VĂN TIỂN
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KHẢO SÁT VÀ THIẾT KẾ HỆ THỐNG XẾP HÀNG THÔNG
MINH
- Hai cờ ngắt thu và phát (RI và 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.
2.1.4.2 Tốc độ baud port nối tiếp
Các nguồn tạo xung nhịp cho port nối tiếp

SMOD=1
SMOD=0
Dao động
trên chip
Các nguồn xung clock cho port nối tiếp chế độ 1 và 3
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KHẢO SÁT VÀ THIẾT KẾ HỆ THỐNG XẾP HÀNG THÔNG
MINH
2.1.5 Hoạt động ngắt
Ngắt là hoạt động ngừng tạm thời một chương trình này để phục vụ một
chương trình khác.
2.1.5.1 Tổ chức ngắt
AT89C51 có 5 nguyên nhân tạo ra ngắt:
- 2 ngắt ngoài.
- 2 ngắt từ timer.
- 1 ngắt port nối tiếp.
Tất cả các ngắt sẽ không được đặt sau khi reset hệ thống và cho phép ngắt riêng rẽ
bởi phần mềm.
2.1.5.2 Các ngắt của AT89C51
AT89C51 gồm có các ngắt: ngắt do bộ định thời, ngắt do cổng nối tiếp, ngắt
ngoài. Tuy nhiên trong phạm vi đồ án này áp dụng ngắt do bộ định thời
Ngắt bằng bộ định thời: Các ngắt timer có địa chỉ Vector ngắt là 000BH (timer
0) và 001BH (timer 1). Ngắt timer xảy ra khi các thanh ghi timer (TLx/THx) tràn và
set cờ báo tràn (TFx) lên 1. Các cờ timer (TFx) không bị xóa bằng phần mềm. Khi cho
phép các ngắt, TFx tự động bị xóa bằng phần cứng khi CPU chuyển đến ngắt.
Các ngắt cổng nổi tiếp: Ngắt cổng nối tiếp xảy ra khi cờ phát hoặc cờ ngắt được
đặt lên 1. Ngắt phát xảy ra khi một kí tự đã được nhận xong và đang đợi trong SBUP
để được đọc.
Các ngắt nối tiếp khác với các ngắt Timer. Cờ gây ra ngắt cổng nối tiếp không
bị xóa bằng phần cứng khi CPU chuyển tới ngắt. Do có 2 nguồn ngắt cổng nối tiếp Ti
và Ri. Nguồn ngắt phải được xác định trong ISR và tạo ngắt sẽ được xóa bằng phần

Hình 3: Truyền tin dữ liệu song song và nối tiếp.
Để truyền tin nối tiếp ,người ta sử dụng một đường dữ liệu thay bus dữ liệu 8
bit của truyền song song,nhờ vậy không chỉ làm giá thành hạ hơn nhiều mà còn mở ra
một khả năng để hai máy tính ở cách rất xa nhau vẩn có thể truyền thông với nhau qua
đường điện thoại .
Để tổ chức truyền tin nối tiếp,trước hết byte dữ liệu được chuyển thành các bit
nối tiếp nhờ thanh ghi dịch ‘vào song song – ra nối tiếp’.Tiếp theo ,dữ liệu được
truyền qua một đường dữ liệu đơn .Như vậy ,ở đầu thu cũng phải có một thanh ghi
dich ‘vào nối tiếp – ra song song ’ để nhận dữ liệu nối tiếp và sau đó gói chúng thành
từng byte một.Tất nhiên,nếu dữ liệu được truyền qua đường điện thoại thì cần được
chuyển đổi từ các số 0 và 1 sang tín hiệu âm thanh ở dạng sóng hình sin.Việc chuyển
đổi này do một thiết bị có tên gọi là Bộ điều chê/Giải điều chê.
Modem(Modulator-demodulator)thực hiện: Khi cự ly truyền ngắn thì tín hiệu số
có thể được truyền, như giới thiệu ở trên bằng một dây dẫn và không cần điều chế.Đây
cũng chính là phương pháp mà bàn phim IBM-PC cũng như các máy tinh tương thích
vẫn sử dụng để truyền dữ liệu đến bảng mạch chinh.Tuy nhiên ,để truyền dữ liệu di xa
qua các đường truyền chẵng hạn như đường truyền điện thoại thì truyền dữ liệu nối
tiếp yêu cầu một modem để điều chế (chuyển mã nhị phân về tín hiệu âm thanh) và sau
đó giải điều chế (chuyển tín hiệu âm thành về mã nhị phân).

GVHD: CAO NGHUYỂN KHOA NAM Trang 16
SVTH : TRƯƠNG VĂN TIỂN
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KHẢO SÁT VÀ THIẾT KẾ HỆ THỐNG XẾP HÀNG THÔNG
MINH
Hình 4: Các chế độ thu phát dữ liệu
Truyền tin nối tiếp có hai phương pháp :đồng bộ và dị bộ .Phương pháp đồng
bộ chuyển một lần một khối dữ liệu (các ký tự),còn phương pháp không đồng bộ chỉ
truyền từng byte một.Có thể viết phần mềm để sử dụng một trong hai phương pháp
truyền này .Tuy nhiên ,chương trinh máy tính dạng này thường rất dài và buồn tẻ.Vì lý
do đó mà nhiều nhà sản xuất đã cho ra thị trường các loại IC chuyên dùng phục vụ cho

dừng thì có giá trị 1(mức cao). Ví dụ xem hình 4 trong đó kí tự “A” ASCII có mã nhị
phân là 0100 0001, được định khung giữa 1 bit khởi động và 2 bit dừng. Ở đây là bít
trọng số thấp LSB được gửi đi trước.
Hình 5 : Định khung ký tự “A”(mã ASCII -41h)
Ở hình trên, khi không truyền thì tín hiệu là 1, gọi là dấu (Mark).Tín hiệu 0
được gọi là khoảng trống (space). Trình tự truyền bắt đầu với bit Start, tiếp theo là bit
D0,bit LSB,tiếp theo nữa là các bit còn lại cho đến bit có trọng số lớn nhất MSB là D7,
và cuối cùng là bit dừng để báo rằng đã kết thúc ký tự “A”.
Trong truyền tin nối tiếp không đồng bộ, các thiết bị ngoại vi và modem được
lập trình để có độ dài dữ liệu là 7 bit ,hiện nay ký tự ASCII mở rộng có 8 bit. Trong
một số hệ thống trước đây, do thiết bị thu không nhanh nên cần sử dụng 2 bit dừng để
thiết bị có đủ thời gian cho truyền byte tiếp theo.Tuy nhiên , trong máy PC hiện đại sử
dung phổ biến 1 bit dừng.
Giả sử chúng ta truyền một tệp văn bản ký tự ASCII sử dụng 1 bit dừng thì ra
có tổng cộng 10 bit cho mổi ký tự gồm : 8 bit kí tự ASCII chuẩn, 1 bit khởi động và 1
bit dừng. Do đó, cứ 8 bit ký tự thì có thêm 2 bit, chiếm 25% tổng phí.
Ở một số hệ thống nhằm tăng khả năng bảo toàn dữ liệu, người ta còn thêm vào
khung dữ liệu 1 bit bậc (hay còn gọi là bit chẵn lẻ). Bít bậc có thể bậc chẵn hoặc lẻ. Bít
bậc lẻ có tống số 1 của các bit dữ liệu cùng với bit bậc là lẻ.Tương tự ,bít bậc chẵn là
khi tổng các số 1 của các bit dữ liệu cùng với bit bậc là chẵn.Với ký tự “A” mã ASCII
là 0100 0001 thì bít bậc chẵn sẻ có giá trì là 0 vì tổng các sổ 1 là 2. Chip UART cho
phép lập trình bit bậc với các tùy chon chẵn, lẻ hoặc không có bit bậc. Trong hệ thông
có bit bậc, thì bit này được gửi đi sau bit MSB và trước bit dừng.
2.2.1.3 Tốc độ truyền dữ liệu
Tốc độ truyền tin nối tiếp được tính bằng bit/giây (Bit per second). Một thuật
ngữ khác cũng thường được sử dụng là Baud. Tuy nhiên, khái niệm bps và baud không
hoàn toàn giống nhau. Baud là đơn vị đo dung modem và được đinh nghĩa là số lần
thay đổi tín hiệu trong một giây. Đối với modem, mổi lần thay đổi tín hiệu có thể
truyền được nhiều bit dữ liệu. Còn đối với đường truyền thì tốc độ baud và bps là một.
Tốc độ truyền dữ liệu của từng máy tính phụ thuộc vào cổng truyền tin của hệ

Chính vì từ – 3V tới 3V là phạm vi không được định nghĩa, trong trường hợp
thay đổi giá trị logic từ thấp lên cao hoặc từ cao xuống thấp, một tín hiệu phải vượt
qua quãng quá độ trong một thơì gian ngắn hợp lý. Điều này dẫn đến việc phải hạn chế
về điện dung của các thiết bị tham gia và của cả đường truyền. Tốc độ truyền dẫn tối
đa phụ thuộc vào chiều dài của dây dẫn. Đa số các hệ thống hiện nay chỉ hỗ trợ với tốc
độ 19,2 kBd (chiều dài cho phép 30 – 50 m).

GVHD: CAO NGHUYỂN KHOA NAM Trang 19
SVTH : TRƯƠNG VĂN TIỂN
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KHẢO SÁT VÀ THIẾT KẾ HỆ THỐNG XẾP HÀNG THÔNG
MINH
2.2.2.1.1Các đặc tính kỹ thuật của chuẩn RS-232
Chiều dài cable cực đại 15m Tốc độ dữ liệu cực đại 20 Kbps. Điện áp ngõ ra cực đại ±
25V. Trở kháng tải 3K đến 7K. Điện áp ngõ vào ± 15V. Độ nhạy ngõ vào ± 3V. Trở
kháng ngõ vào 3K đến 7K cổng nối tiếp là:1200 bps, 4800 bps, 9600 bps và 19200
bps.
2.2.2.1.2 Chế độ làm việc của hệ thống RS-232
Là 2 chiều toàn phần, tức là 2 thiết bị tham gia thu và phát cùng một chu kì
.Như vậy việc thực hiện truyền thông cần tối thiểu 3 dây dẫn trong đó 2 dây tín hiệu
nối chéo với cổng đầu thu phát của 2 chạm và một dây đât với cấu hình tối thiểu
này,việc đảm bảo độ an toàn truyền dẫn thuộc về trách nhiệm phần mềm.RS-232 có
một ưu điểm cụ thể sử dụng công suất phát ra tương đối thấp,nhờ trở kháng đầu vào
hạn chế trong phạm vi từ 3-7Kohm.Trong các rơle số thường dùng loai giắc cắm 9
chân và 25 chân.Chuẩn RS-232 quy định mức áp,tốc độ truyền và chức năng các chân
của giắc.
2.2.2.1.3 Các đường dữ liệu của chuẩn RS-232:
TxD: Dữ liệu được truyền đi từ Modem trên mạng điện thoại.
RxD: Dữ liệu được thu bởi Modem trên mạng điện thoại.
Hình 6: Các chân và đường dẫn
Phích cắm COM có tổng cộng 8 đường dẫn, chưa kể đến đường nối đất. Trên thực tế

bằng hai ký tự Xon và Xoff.
Ký tự Xon được DCE gởi đi khi rảnh (có thể nhận dữ liệu). Nếu DCE bận thì sẽ
gởi ký tự Xoff. Quá trình điều khiển bằng phần cứng dùng hai chân RTS và CTS. Nếu
DTE muốn truyền dữ liệu thì sẽ gởi RTS để yêu cầu truyền, DCE nếu có khả năng
nhận dữ liệu (đang rảnh) thì gởi lại CTS.

GVHD: CAO NGHUYỂN KHOA NAM Trang 21
SVTH : TRƯƠNG VĂN TIỂN
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KHẢO SÁT VÀ THIẾT KẾ HỆ THỐNG XẾP HÀNG THÔNG
MINH
2.2.2.1.4 Giới thiệu vi mạch giao tiếp MAX 232.
Vì tín hiệu cổng COM thường ở mức +12V, -12V nên không tương thích với
điện áp TTL nên để giao tiếp KIT Vi điều khiển 8051 với máy tính qua cổng COM ta
phải qua một vi mạch biến đổi điện áp cho phù hợp với mức TTL, ta chọn vi mạch
MAX232 để thực hiện việc tương thích điện áp.
Vi mạch MAX 232 của hãng MAXIM là một vi mạch chuyên dùng trong giao
diện nối tiếp với máy tính. Chúng có nhiệm vụ chuyển đổi mức TTL ở lối vào thành
mức +10V hoặc –10V ở phía truyền và các mức +3…+15V hoặc -3…-15V thành mức
TTL ở phía nhận.
Hình 9: Sơ đồ chân Max 232
Vi mạch MAX 232 có hai bộ đệm và hai bộ nhận. Đường dẫn điều khiển lối
vào CTS, điều khiển việc xuất ra dữ liệu ở cổng nối tiếp khi cần thiết, được nối với
chân 9 của vi mạch MAX 232. Còn chân RST (chân 10 của vi mạch MAX) nối với
đường dẫn bắt tay để điều khiển quá trình nhận. Thường thì các đường dẫn bắt tay
được nối với cổng nối tiếp qua các cầu nối, để khi không dùng đến nữa có thể hở mạch
các cầu này. Cách truyền dữ liệu đơn giản nhất là chỉ dùng ba đường dẫn TxD, RxD và
GND.

GVHD: CAO NGHUYỂN KHOA NAM Trang 22
SVTH : TRƯƠNG VĂN TIỂN

Khả năng kết nối: RS-485 có thể truyền xa 1200m, tốc độ lên đến 10Mbps.
Nhưng 2 thông số này không xảy ra cùng lúc. Khi tốc độ truyền tăng thì tốcđộ baud
giảm. Ví dụ: khi tốc độ là 90Kbps thì khoảng cách là 1200m, 1Mbps thì khoảng cách
là 120m, còn tốc độ 10Mbps thì khoảng cách lá 15m.
Sở dĩ, RS-485 có thể truyền trên một khoảng cách lớn là do chúng sử dụng
đường truyền cân bằng. Mỗi một tín hiệu sẽ truyền trên một cặp dây, với mức điện áp
trên một dây là điện áp bù (trái dâú ) với điện áp trên dây kia. Receiver sẽ đáp ứng
phần hiệu giữa các mức điện áp.Một thuật ngữ khác của đường truyền tín hiệu dạng
này là vi sai tín hiệu.
Khi thực hiện trao đổi thông tin ở tốc độ cao, hoặc qua một khoảng cách lớn
trong môi trường thực, phương pháp đơn cực (single-ended) thường không thích hợp.
Việc truyền dẫn dữ liệu vi sai (hay tín hiệu vi sai cân bằng) cho kết quả tốt hơn trong

GVHD: CAO NGHUYỂN KHOA NAM Trang 23
SVTH : TRƯƠNG VĂN TIỂN
Hình 10 : Cổng kết nối RS485
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KHẢO SÁT VÀ THIẾT KẾ HỆ THỐNG XẾP HÀNG THÔNG
MINH
phần lớn trường hợp. Tín hiệu vi sai có thể loại bỏ ảnh hưởng do sự thay đổi khi nối
đất và giảm nhiễu có thể xuất hiện như điện áp chung trên mạng. Khi đường dây qua
môi trường nhiễu, nhiễu tác động lên hai dây là như nhau. Vì Receiver nhận tín hiệu
bằng cách lấy chênh lệch áp giữa hai đường dây (vi sai), nên nhiễu được tự động triệt
tiêu. Ngược lại, RS-232 dùng dây bất cân bằng hay đơn cực, bộ nhận đáp ứng theo sự
khác biệt mức điện áp tín hiệu và đường dây đất dùng chung (một giao diện bất cân
bằng có thể có nhiều dây đất nhưng tất cả đều được nối lại với nhau). Do đó tín hiệu
nhận được ở Receiver là tín hiệu từ bộ Transmitter cộng với nhiễu và sụt áp trên
đường dây, điều này có thể làm cho dữ liệu mà Receiver đọc được bị sai lệch.
Một thuận lợi khác trên đường dây cân bằng là chúng tránh được (trong một
giới hạnh nào đó) sự chênh lệch điện thế trên dây đất giữa bộ truyền và bộ nhận.
Trong một liên kết dài, điện thế đất giữa bộ truyền và bộ nhận có thể chênh lệch nhau.

SVTH : TRƯƠNG VĂN TIỂN
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KHẢO SÁT VÀ THIẾT KẾ HỆ THỐNG XẾP HÀNG THÔNG
MINH
chân 11 luôn ở mức cao), điều này làm Led D4 và cả Led D5 bị phân cực ngược nên
không sáng. Lúc này dữ liệu vẫn chưa được truyền đến nên chân 22 luôn ở mức cao
nên cả hai Led vẫn chưa sáng. Khi dữ liệu đang được nhận, chân 11 luôn ở mức thấp
tại bất cứ bit 0 nào, lúc đó chân 14 sẽ ở mức cao (+12V). Chênh lệch áp giữa hai đầu
D4 (giữa 12V và 5V) làm D4 sáng. Do đó Led D4 được dùng để chỉ rằng node này của
mạng trong trạng thái đang nhận dữ liệu.
Như đã nói ở trên, khi RTS (chân số 7 của cổng Com) ở mức cao thì chân 12
của Max 232 ở mức thấp, do đó việc chuyển đổi để chân 12 của Max 232 thành mức
cao là cần thiết để thuận lợi cho việc lập trình điều khiển. Trong mạch thực hiện (mạch
thi công ), khi chân RTS ở mức cao (+12V) thì D2 và D1 đều dẫn. Lúc đó áp ở anode
của D1 sẽ bằng áp ở cathode và bằng Vcc=5V. Do đóĠ/DE ở mức cao (5V). Khi RTS
ở mức thấp thì D1 và D2 không dẫn, trong khi đó D3 dẫn làm cho áp ởĠ/DE bằng 0V
(GND).
2.2.2.2.2.1 Mạch Chuyển đổi RS-485 sang TTL và ngượclại.
Hình 11: Sơ đồ của IC SN75176B.
SN75176B thực hiện việc chuyển đổi từ RS-485 sang TTL và ngược lại, cho
nên việc chuyển đổi từ TTL sang RS-485 và ngược lại rất đơn giản.
Như ở hình bên, chân 6 và 7 là 2 chân mang dữ liệu theo chuẩn RS-485. Chân
1 và 4 mang dữ liệu theo chuẩn TTL. Khi truyền dữ liệu TTL từ chân 4 (TXD) được
chuyển đổi thành dạng RS-485 và truyền đi ở chân 6 và 7. Khi nhận dữ liệu từ chân 6
và 7 được chuyển đổi thành TTL và đưa vào chân 1. Chân 2 Ĩ) là chân điều khiển việc
nhận dữ liệu.Ġ tích cực mức thấp. Chân 3 (DE) là chân điều khiển việc truyền dữ liệu,
DE tích cực mức cao.
2.2.2.2.2.2 Mạng RS-485:
Mạng RS-485 được thiết kế hoạt động theo nguyên tắc Master-Slave (chủ -tớ ).
Một trạm chủ (Master) có trách nhiệm chủ động phân chia quyền truy nhập bus cho
các trạm tớ Slave. Các trạm tớ (Slave) đóng vai trò bị động, chỉ có quyền truy nhập