LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP SVTH : NGUYỄN THỊ CHÍNH
CHƯƠNG MỞ ĐẦU
I _ KHÁI QUÁT VẤN ĐỀ
Hệ thống điều khiển máy khoan bằng máy tính điện tử là một tập
hợp các thiết bò và phụ kiện liên quan. Để nắm được hết các nguyên lý
hoạt động và cấu tạo của chúng rõ ràng là một vệc không đơn giản. Thậm
chí ngay cả tên gọi của một số bộ phận trong hệ thống cũng gây phiền hà
cho người sử dụng. Trước những tiến bộ như vũ bảo của ngành công nghiệp
ngày nay và nhu cầu ứng dụng máy tính vào mọi lónh vực, hệ thống điều
khiển tự động ngày càng được phát triển một cách hoàn hảo và có độ chính
xác cao.
Hoạt động cơ bản của hệ thống điều khiển máy khoan bằng máy tính
được thực hiện cũng giống như các loại giao tiếp khác. Dữ liệu được chứa
trong bộ nhớ của máy tính, sau đó được xuất ra qua cổng giao tiếp nối tiếp
đưa đến máy khoan để điều khiển động cơ đònh vò đúng vò trí cần khoan, và
cứ thế hết vò trí này đến vò trí khác đến khi nào mà máy tính gởi lệnh dừng
thì động cơ không hoạt động nữa. Khi ấy hệ thống khoan mạch in hoàn
thành.
II_ GIỚI HẠN ĐỀ TÀI
Do thời gian nghiên cứu và thực hiện đề tài chỉ giới hạn trong vòng 6
tuần, với vốn kiến thức và việc tìm hiểu về hệ thống điều khiển và cơ cấu
cấu tạo, cũng như các bộ phận chi tiết trong hệ thống điều khiển còn hạn
chế, luận văn này chỉ thực hiện trong phạm vi ứng dụng phần mềm Pal-El
để khoan mạch in bao gồm các phần sau:
Phần I : Cơ sở lý thuyết về giao tiếp
Giao tiếp với máy tính
Giới thiệu về chuẩn RS-232
Phần II : Các khái niệm về máy điều khiển theo chương trình số
- Vừa in một tài liệu
- Vừa tính toán một phép tính
Công việc này thực hiện được nhờ hoán chuyển nhanh theo sự theo
dõi của CPU đến các chương trình mà nó đang nắm quyền điều khiển .Việc
này được thực hiện ngay bên trong CPU cộng với một vài giúp đỡ của hệ
điều hành.Bộ nhớ ảo (Virtull Memory) cho phép máy tính làm việc với một
bộ nhớ dường như lớn hơn nhiều so với bộ nhớ vật lý hiện có: Công việc
này thực hiện được nhờ một phần mềm và sự thiết kế phần cứng cực kỳ
tinh xảo.
Ngày nay các máy AT 386, 486, Pentium dùng chip CPU lần lượt là
80386, 80486, P5 là kết quả của trình độ kỹ thuật và công nghệ hiện đại.
Chương trình một bộ nhớ lớn hơn tổ tiên là : 8088 hay 80286 cùng với nhiều
chức năng mới, thêm nữa là tốc độ vi xử lý không ngừng được nâng cao độ
rộng của data bus cũng mở rộng lên 32bit rồi 64 bit với Pentium.
II _ CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU KHIỂN VÀO RA:
1. Vào ra điều khiển bằng chương trình:
Thiết bò ngoai vi điều ghép với Bus hệ thống vi xử lý thông qua các
phần thích ứng về công nghệ chế tạo và logic. Thích ứng về công nghệ chế
tạo là điều chỉnh mức công nghệ sản xuất thiết bò ngoại vi và công nghệ
sản xuất của mạch trong hệ vi xử lý. Thích ứng về Logic là nhiệm vụ tạo
tín hiệu điều khiển ngoại vi tín hiệu trên bus hệ thống.
LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP SVTH : NGUYỄN THỊ CHÍNH
Trong hệ vi xử lý một vùng nhớ dùng làm nơi chứa đòa chỉ cổng vào
ra và CPU xuất hoặc nhập dữ liệu từ các cổng vào ra này các lệnh xuất
nhập In/Out Lúc này cổng vào ra được xem như thanh ghi ngoài, chúng
được viết vào hoặc đọc ra như ô nhớ Ram qua hai lệnh trên. Để phân biệt
hướng xuất hoặc nhập dữ liệu từ cổng vào ra CPU phát ra tín hiệu điều
khiển đọc hoặc viết. Để phân biệt vùng nhớ với thiết bò vào ra CPU phát ra
tín hiệu điều khiển IO/M. Khi có các lệnh này thì các lệnh In/Out mới có
- Màn hình để hiển thò
LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP SVTH : NGUYỄN THỊ CHÍNH
Ngoài ra nhà sản xuất cho ta nhiều cách giao tiếp khác thông qua các
port như là các ngõ giao tiếp:
- Giao tiếp qua port com (nối tiếp)
- Giao tiếp qua port Parallel(song song)
Tùy theo trường hợp ứng dụng cụ thể mà chọn cách giao tiếp thích hợp.
III _ PHƯƠNG PHÁP GIAO TIẾP
1. Giao tiếp với máy tính thông qua slot card:
Bên trong máy tính, ngoài những khe cắm dùng cho card vào - ra, card
màn hình, vẫn còn những rãnh cắm để trống. Để giao tiếp với máy tính, ta
có thể thiết kế card mở rộng để gắn vào khe cắm mở rộng này. Ở máy tính
PC/XT rãnh cắm chỉ có 1 loại với độ rộng 8 bit và tuân theo tiêu chuẩn ISA
(Industry Standard Architecture). Rãnh cắm theo tiêu chuẩn IS có 62 đường
tín hiệu, qua các đường tín hiệu này máy tính có thể giao tiếp dễ dàng với
thiết bò bên ngoài thông qua card mở rộng.
Trên rãnh cắm mở rộng, ngoài 20 đường đòa chỉ, 8 đường dữ liệu, còn
có một số đường điều khiển như:
RESET
,
IOR
, IOW, AEN, CLK, ... Do đó
card giao tiếp với máy tính qua slot card đơn giản, số bit có thể tăng dễ
dàng, giảm được nhiều linh kiện, tốc độ truyền dữ liệu nhanh (truyền song
song). Tuy nhiên, do khe cắm nằm bên trong máy tính nên khi muốn gắn
card giao tiếp vào thì phải mở nắp ra, điều này gây bất tiện cho người sử
dụng.
GIỚI THIỆU CHUẨN RS-232C
Vào năm 1960, cùng với sự phát triển mạnh của các thiết bò đầu cuối
máy tính chia sẻ thời gian, các Modem đã được tung ra ngày càng nhiều
nhằm đảm bảo cho các thiết bò đầu cuối có thể dùng các đường điện thoại
để thông tin giữa các máy tính với nhau ở những khoảng cách xa. Modem
và các thiêt bò được dùng để gửi số liệu nối tiếp thường được gọi là thiết bò
thông tin số liệu DCE (Datommunication Equipment). Các thiết bò đầu cuối
hoặc máy tính đang gửi hay nhận số liệu được gọi là các thiết bò đầu số liệu
DTE (Data Terminal Equipment). Nhằm đáp ứng với nhu cầu về tín hiệu và
các chuẩn bắt tay (handshake standards) giữa DTE và DCE, hiệp hội kỹ
thuật điện tử EIA đã đưa ra chuẩn RS-232C. Chuẩn này mô tả chức năng 25
chân tín hiệu và bắt tay cho việc chuyển dữ liệu nối tiếp. Nó cũng mô tả
các mức điện áp, trở kháng, tốc độ truyền cực đại và điện dung cực đại cho
các đường tín hiệu này.
RS-232 ấn đònh 25 chân tín hiệu, và quy đònh các đầu nối DTE phải
là male (đực) và các đầu nối DCE phải là female (cái). Một loại đầu nối
đặc biệt không được cho, nhưng thường dùng nhiều nhất là đầu nối mele
DB-25P (hình 2-1). Ngoài ra, đối với nhiều hệ thống còn dùng loại 9 chân
như loại DE-9P mele (hình 2-2).
Hình 2-1 Hình 2-2
Được EIA đưa vào năm 1969 để truyền dữ liệu nối tiếp và tín hiệu
điều khiển giữa Modem và thiết bò đầu cuối (hoặc máy tính) với tốc độ
truyền tối đa là 20kbps ở cự ly khoảng 15m. đây là một dạng giao tiếp loại
TTL + bộ kích đường dây không cân bằng.
Việc mô tả chuẩn này được chia làm ba phần: Các đặc điểm kỹ thuật
3
4
5
TxD
RxD
RTS
CTS
AA
BA
BB
CA
CB
-
IN
OUT
IN
OUT
6
5
1 6
7
8
9
10
DSR
GND
OUT
4
16
17
18
19
20
DTR
SBB SCA
CD
OUT
OUT
-
IN
IN
9
±3V trái lại mức ± 5V là ngưỡng nhỏ nhất với ngõ ra. Ngõ ra bộ kích phát
khi không tải có điện áp là ± 25V.
Các đặc điểm về điện khác bao gồm
R
L
(điện trở tải) được nhìn từ bộ kích phát có giá trò từ 3 ÷ 7kΩ.
C
L
(điện dung tải) được nhìn từ bộ kích phát không được vượt quá
2500pF.
Để ngăn cản sự dao động quá mức, tốc độ thay đổi (Slew rate ) của
điện áp không được vượt qúa 30V/µs.
Đối với các đường điều khiển, thời gian chuyển của tín hiệu (từ
TRUE sang FALSE, hoặc từ FALSE sang TRUE ) không được vượt qúa
1ms. Đối với các đường dữ liệu, thời gian chuyển (từ 1 sang 0 hoặc từ 0
sang 1) phải không vượt qúa 4% thời gian của 1 bit hoặc 1ms.
II _ CÁC ĐƯỜNG DỮ LIỆU VÀ ĐIỀU KHIỂN CỦA RS232
- TxD: Dữ liệu được truyền đi từ Modem trên mạng điện thoại.
- RxD: Dữ liệu được thu bởi Modem trên mạng điện thoại.
Các đường báo thiết bò sẵn sàng:
- DSR : Để báo rằng Modem đã sẵn sàng.
- DTR : Để báo rằng thiết bò đầu cuối đã sẵn sàng
- Các đường bắt tay bán song công.
- RTS : Để báo rằng thiết bò đầu cuối yêu cầu phát dữ liệu.
- CTS : Modem đáp ứng nhu cầu cần gửi dữ liệu của thiết bò đầu cuối
D5
D7
D5
Stopbit Starbit
+12V
LOW
1 1 0 1 0 0 1 0
-12V HIGHT
T =1/f
Baud
10
4µS
1.04ms
Hình 2-4: Dòng dữ liệu trên cổng RS 232 với tốc độ
9.600 baud
LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP SVTH : NGUYỄN THỊ CHÍNH
COM 3 (cổng nối tiếp thứ ba) Đòa chỉ cơ bản = 3E8(Hex)
COM 4 (cổng nối tiếp thứ tư) Đòa chỉ cơ bản = 2E8(Hex)
Cũng như ở cổng máy in, các đường dẫn tín hiệu riêng biệt cũng cho
phép trao đổi qua các đòa chỉ trong máy tính PC. Trong trường hợp này,
người ta thường sử dụng những vi mạch có mức độ tích hợp cao để có thể
hợp nhất nhiều chức năng trên một chip. Ở máy tính PC thường có một bộ
phát/nhận không đồng bộ vạn năng (gọi tắt là UART: Universal
Asnchronous Receiver/ Transmitter) để điều khiển sự trao đổi thông tin
giữa máy tính và các thiết bò ngoại vi. Phổ biến nhất là vi mạch 8250 của
hãng NSC hoặc các thế hệ tiếp theo.
Thông thường với các yêu cầu ứng dụng tốc độ thấp người ta giao
tiếp qua ngõ nối tiếp, nó giao tiếp theo tiêu chuẩn RS232C và dùng để giao
3
D
2
D
1
D
0
Bit D
0
D
1
: Cho biết độ rộng của dữ liệu
0 0 : Dữ liệu có độ rộng 5 Bit
LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP SVTH : NGUYỄN THỊ CHÍNH
0 1 : Dữ liệu có độ rộng 6 Bit
1 0 : Dữ liệu có độ rộng 7 Bit
1 1 : Dữ liệu có độ rộng 8 Bit.
Bit D
2
: Cho biết số Stop Bit.
0 : Sử dụng một bit Stop
1 : Sử dụng hai bit Stop
Bit D
3
D
4
: Các Bit parity (chẵn lẻ)
RS232C mà có sự tráo đổi đường dây được gọi là Modem rỗng (null
Modem).
Cáp như vậy thích hợp để nối trực tiếp 2 thiết bò DTE qua các port
RS232C. Hai sơ đồ có thể kết nối lẫn nhau được trình bày trong hính 2-5 và
hình 2-6 chú ý rằng trong trường hợp đơn giản nhất chỉ cần kết nối 4 dây
LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP SVTH : NGUYỄN THỊ CHÍNH
lẫn nhau, trong thực tế 2 đường dây đất (SIG GND 0 và CHAS GND)
thường được kết hợp lại, mặc dù điều này không được đề cập tới. IV _ CÁC IC KÍCH PHÁT VÀ THU CỦA RS232C
Nhờ tính phổ biến của giao tiếp, người ta đã chế tạo các IC kích phát
và thu. Hai vi mạch như vậy được Motorola sản xuất là IC kích phát MC
1488 có dạng vỏ vuông. Và MC 1489.Mỗi IC kích phát 1488 nhận một tín
hiệu mức TTL và chuyển thành tín hiệu ở ngõ ra tương thích với mức điện
áp của RS232C. IC 1489 phát hiện các mức vào của RS232C và chuyển
chúng thành các ngõ ra có mức TTL.
V _ MINH HỌA THÔNG TIN NỐI TIẾP BẤT ĐỒNG BỘ
Đối với các máy PC, các cổng liên lạc nối tiếp (serial port) còn được
gọi là các cổng COM. Hoàn toàn có thể sử dụng các cổng này để kết nối
máy PC với các máy tính khác, với các Modem, các máy in, máy vẽ, các
thiết bò điều khiển, mouse, mạng …
Tất cả các máy tính PC có khả năng làm việc tối đa là 4 cổng nối
tiếp khi sử dụng các card giao tiếp I/O chuẩn. Các cổng nối tiếp thường
được thiết kế theo các qui đònh RS-232 theo các yêu cầu về điện và về tín
hiệu. BIOS chỉ hỗ trợ các cổng nối tiếp RS-232C. Còn các chuẩn khác như:
RS-422, BiSync, SDLC, IEEE-488 (GPIB),… cần phải có các trình điều
thống đang xử lý chương trình khác có độ ưu tiên cao hơn thì tốc độ tin cậy
có thể bò suy giảm đáng kể.
Hoạt động của cổng nối tiếp chủ yếu cũng được xử lý bởi 1 chip
UART. Các thiết kế ban đầu đã sử dụng một chip NS-8250. Các thiết bò sau
này chuyển sang một phiên bản CMOS, chip 1650, có chức năng hoạt động
giống như 8250. Một số thiết bò mới sử dụng chip 16550 hay các biến thể
khác nhằm bổ sung thêm việc đệm dữ liệu để giảm bớt gánh nặng cho
CPU.
Một phần của BIOS hệ thống (ngắt 14 h) cung cấp các dòch vụ để
liên lạc với các card giao tiếp nối tiếp.
Giống như các cổng song song, POST (Power on Self Test- chương
trình của BIOS tự kiểm tra cấu hình hệ thống khi bật máy) kiểm tra xem
liệu một cổng nối tiếp có được gắn vào hệ thống không, và ghi lại các đòa
chỉ I/O của các cổng hoạt động trong vùng dữ liệu của BIOS. Tất cả các hệ
thống đến 4 cổng nối tiếp, BIOS không hỗ trợ các cổng bổ sung thêm khác.
Để truy suất phần cứng của một cổng nối tiếp, cần đọc một trong 4 từ
(word) trong vùng dữ liệu BIOS chứa đòa chỉ I/O cơ sở đối với 4 cổng nối
tiếp có thể có.
Ví dụ: Để truy suất cổng nối tiếp số 2, trước tiên phải đọc đòa chỉ
cổng I/O cơ sở từ vùng dữ liệu BIOS. Điều này có nghóa là một côûng nối
tiếp không có đòa chỉ cổng I/O cố đònh.
2 2
TxD
TxD
3
3
CHAS GND
SIGNAL GND
1 1
7 7
tin quan trọng nhất ở đây là đòa chỉ cơ sở, là đòa chỉ bộ nhớ đầu tiên trong
mỗi cổng COM (vùng đệm phát/thu – Transmit/ Receive Buffer) đòa chỉ của
đường yêu cầu ngắt (IRQ) đối với mỗi cổng.
Một thiết bò nối tiếp chỉ có thể sử dụng một đòa chỉ cổng COM. Khi
cài đặt một Modem nội trong máy PC, hay bất kỳ thiết bò nào khác sử dụng
cổng nối tiếp cho giao diện của nó, trước tiên phải đảm bảo rằng đã xác lập
nó đối với một cổng COM (bao gồm đòa chỉ và số IRQ).
COM
1
COM
2
COM
3
COM
4
Mô tả
IRQ4
3F8
3F9
3FA
3FB
3FC
3FD
3FE
IRQ3
2F8
Interrupt Enable Register và MSB of the
Divisor Latch
Interrupt Identification Registers
Line Control Register
Modem Control Register
Line Status Register
Modem Status Register
b. Hoạt động của cổng nối tiếp.
Sự khởi động của BIOS.
Sau khi bật máy (hay Reset máy), chương trình POST kiểm tra xem
liệu có bất kỳ cổng nối tiếp nào được cài đặt hay không. POST khảo sát
nhóm cổng I/O: 3F8 3FEh. Để phát hiện một cổng hoạt động, thanh ghi
IIR (Interrupt Identification Register) được đọc từ cổng 3FAh hay 2FAh.
Nếu tất cả các bit từ 37 của thanh ghi IIR đều là 0, thì POST xem như
cổng nối tiếp có hoạt động.
LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP SVTH : NGUYỄN THỊ CHÍNH Một khi đã xác đònh được nhóm cổng I/O nối tiếp có hoạt động, đòa
chỉ cổng I/O cơ sở được lưu trữ trong vò trí BIOS RAM cổng nối tiếp chưa sử
dụng thấp nhất. Có 4 từ được dành trong RAM bắt đầu tại đòa chỉ 40:0h để
chứa đòa chỉ I/O của cổng nối tiếp có hoạt động. Nhiều POST của các hãng
cung cấp máy sẽ không bao giờ kiểm tra các cổng COM3 và COM4, vì IPM
không đònh nghóa một đòa chỉ cổng chuẩn cho các cổng này.
Nói chung, hầu hết các hệ thống chỉ kiểm tra có 2 cổng. Tuy nhiên,
các hệ thống cùng họ mới hơn thường kiểm tra 4 đòa chỉ cổng có thể có.
Các hệ thống MCA kiểm tra 8 đòa chỉ cổng nối tiếp khác nhau có thể có
trong một lần thử để tìm ra 4 cổng nối tiếp có hoạt động.
Không
Không
3F8
2F8
3220h
3228h
4220h
4228h
5220h
5228h
Bảng trên mô tả thứ tự theo đó các BIOS sẽ tìm kiếm các cổng hoạt
động. Chỉ cổng I/O cơ sở đối với mỗi nhóm được hiển thò trong bảng này.
Trên hệ thống MCA, một khi 4 cổng đã được tìm thấy, các cổng khác
không được kiểm tra nữa.
Khi hoàn tất các công việc kiểm tra POST nối tiếp, các đòa chỉ cổng
nối tiếp được cất giữ. Điều này thường tạo ra một trong 4 trường hợp được
mô tả trong bảng sau:
Đòa
chỉ
RAM
Cổng
nối
tiếp
Trường hợp
1 Đòa chỉ
I/O
Trường hợp
2 Đòa chỉ
Các kết quả POST có thể có về việc phát hiện cổng nối tiếp.
- Trường hợp 1 : Mô tả POST phát hiện 2 cổng nối tiếp.
- Trường hợp 2 và 3 : Cho thấy chỉ có một cổng nối tiếp được phát
hiện.
- Trường hợp 4 : Cho thấy không phát hiện được cổng nối tiếp
nào.
Các phép thử này không khẳng đònh liệu có một thiết bò nối tiếp thực
sự được nối với cổng I/O hay không. Phép thử chỉ kiểm tra xem liệu phần
cứng cổng nối tiếp có tồn tại hay không tại một đòa chỉ I/O cụ thể. Tổng số
cổng nối tiếp hoạt động được phát hiện thấy (0 4) được cất giữ trong byte
thiết bò tại đòa chỉ BIOS RAM 40:10h từ các bit 9 11.
Quá trình phát nối tiếp
Để phát một byte trên đường dây kết nối nối tiếp, cổng được giả đònh
là đã được khởi sự với tốc độ baud và các phần chọn khung (Frame) nối
tiếp thích hợp. Chúng ta cũng giả đònh rằng các byte sẽ được phát đi trên
cổng nối tiếp số 1 (COM1).
1. Trước tiên, xác đònh đòa chỉ cơ sở cổng I/O bằng cách đọc một từ (Word)
từ vùng dữ lệu BIOS tại 40:OH đối với cổng nối tiếp COM1. Nếu trò = 0:
Không có cổng nối tiếp hoạt động nào được gắn ở đây và dó nhiên
không có dữ liệu nào được gửi đi.
2. Hai đường điều khiển MODEM là DTR (DATA Terminal Ready) và
RTS (Request to Send) được xác lập lên mức cao (DTR = 1, RTS = 1).
- DTR thông báo cho thiết bò kết nối biết rằng máy tính đang hoạt
động và sẵn sàng để liên lạc.
- RTS báo cho thiết bò kết nối biết rằng máy tính muốn gửi dữ liệu.
- Hai đường này được kích khởi bằng cách ghi trò 3 thanh ghi MCR
Để nhận 1 byte từ đường dây kết nối nối tiếp, cổng được giả đònh như
trên (cho cổng COM3):
1. Trước tiên, xác đònh đòa chỉ cơ sở cổng I/O bằng cách đọc một từ (Word)
từ vùng dữ liệu BIOS tại 40:4H đối với cổng nối tiếp COM3. Nếu trò = 0:
Không có cổng nối tiếp hoạt động nào được gắn ở đây và dó nhiên
không có dữ liệu nào được gửi đi.
2. Hai đường điều khiển MODEM là DTR (DATA Terminal Ready) và
RTS (Request to Send) được xác lập lên mức cao (DTR = 1, RTS = 1).
- Điều này thông báo cho thiết bò kết nối biết rằng máy tính đang hoạt
động và sẵn sàng liên lạc. Điều này được thực hiện bằng cách ghi trò
1 các thanh ghi MMC của UART.
3. Kế đó kiểm tra tín hiệu trên đường trạng thái DSR. Tín hiệu này xuất
hiện trong bit 5 của thanh ghi MSR. DSR báo cho máy tính biết rằng
LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP SVTH : NGUYỄN THỊ CHÍNH
thiết bò kết nối đã được bật lên và sẵn sàng. DSR sẽ được kiểm tra cho
đến khi nó lên mức cao hay cho đến khi hết 2ms trước khi một lỗi đáo
hạn được báo hiệu. 4. Kế đó, vùng đêïm nhận được kiểm tra để xem dữ liệu đã nhận được dữ
liệu nào chưa. Bit 0 của thanh ghi LSR chứa một cờ hiệu báo dữ liệu đã
sẵn sàng. Nó được xét lên 1 khi vùng đệm có dữ liệu. Nếu cờ báo dữ
liệu sẵn sàng không được xét sau 2ms, thì phần mềm sẽ khai báo một lỗi
đáo hạn, và tác vụ bò bỏ qua.
5. Nếu cho đến bây giờ chưa xảy ra việc đáo hạn, byte có thể được đọc từ
vùng đệm nhận của UART.
- Trong chế độ bất đồng bộ, 8251 A dòch số liệu trên dây RxD từ bit
một. Sau mỗi bit, thanh ghi thu được so sánh với thanh ghi chứa ký tự
SYN. Nếu hai thanh ghi chưa bằng nhau thì 8251 A dòch bit khác và
tiếp tục so sánh cho đến khi hai thanh ghi bằng nhau. 8251 A kết thúc
của byte lệnh được
thiết lập
Khối điều khiển Modem
Khối này tạo và nhận tín hiệu RTS (Request to Send).
Ngoài ra, còn có các tín hiệu ra DTR (Data Terminel Ready) và tín
hiệu vào DSR (Data Set Ready). Đó là những tín hiệu vạn năng.
Tín hiệu DTR điều khiển bởi bit D
2
bởi byte lệnh.
Tín hiệu DSR thể hiện ở bit D
7
của thanh ghi trạng thái.
USART không đònh nghóa các tín hiệu này một cách cứng ngắc.
Thông thường:
- Tín hiệu DTR qua Modem để chỉ rằng thiết bò đầu cuối sẵn sàng truyền.
- DSR là tín hiệu từ Modem để chỉ trạng thái sẵn sàng liên lạc.
Khối điều khiển vào/ra
Logic điều khiển đọc/ghi giải mã các tín hiệu điều khiển từ Bus điều
khiển của đơn vò trung tâm thành những tín hiệu đều khiển các cổng dẫn
số liệu đến Bus nội của USART.
Bảng sau cho biết sự liên quan giữ các tín hiệu CE, C/D\ RD\
CE C/D\ RD\ WR\ Ý Nghóa
0
0
0
0
lập, bộ thu sẽ không tạo ra tín hiệu RxRDI.
- Trong chế độ bất đồng bộ, 8251 A kiểm tra mức điện áp của đầu vào
RxD. Khi có thay đổi mức logic từ 1 xuống 0, 8251 A khởi động bộ
đếm thời gian trong khối thu khi đặt thời gian ½ bit, 8251 A kích mẫu
đầu vào RxD. Tại thời điểm này có 2 trường hợp xảy ra:
- Nếu đầu vào RxD có mức logic cao thì sự thay đổi từ 1 xuống 0 ở
RxD trước lúc kích mẫu là do nhiễu hay khối thu đã khởi động bộ
đếm trong khi nhận bit số liệu. Như vậy có sai 8251 bỏ lệnh đang
thực hiện và chuẩn bò ký tự mới.
- Nếu đầu vào RxD có mức logic thấp trong thời điểm kích mẫu. 8251
tiếp tục kích mẫu để nhận giá trò của các bit số liệu, bit kiểm tra chẵn
lẻ và các bit dừng. Sau đó, 8251 tách các bit khung và chuyển số liệu
qua Bus trong đến thanh ghi đệm số liệu thu. Tín hiệu RxRDI được
tạo ra để báo cho trung tâm biết số liệu thu đã sẵn sàng.
- Trong chế độ đồng bộ, khối thu kích mẫu các bit số liệu của ký tự rồi
đưa đến đệm số liệu thu và lập cờ RxRDI. Vì bộ thu nhóm một số bit
thành ký tự nên được xác đònh bit số liệu đầu tiên là cần thiết. Để
đồng bộ giữa bộ thu và bộ phát, nếu có trống trong dãy ký tự thì 8251
tự động chèn ký tự SYNC vào. Quá trình đồng bộ được thực hiện
trong quá trình bất đồng bộ.
Khối đệm vào ra
- Khối đệm vào ra chứa: Thanh ghi trạng thái, thanh ghi số liệu thu
(thanh ghi đệm số liệu thu), thanh ghi số liệu phát và lệnh (thanh ghi
đệm số liệu phát và lệnh).
- Như vậy, chỉ có một thanh ghi chứa thông tin chuyển từ đơn vò
trung tâm vào USART. Thông tin này bao gồm số liệu và lệnh, do
vậy phải có sự phân chia thời gian giữa lệnh và số liệu. Lệnh phải
được gửi trước số liệu. Trước khi gửi số liệu vào USART. Đơn vò
trung tâm phải kiểm tra tín hiệu sẵn sàng phát TxRDI. Nếu gửi thông
vào thiết bò điều khiển, và sẽ làm tự động theo chương trình đã cho.
Nếu các chương trình trên được ghi lại bằng các dấu tì, bằng hệ thống
cam, bằng mẫu ghép hình … Ta gọi hệ thống điều khiển đó là hệ thống
điều khiển theo chương trình phi số. Nếu các chương trình được biểu thò
bằng các chữ số dưới dạng mã hiệu, ta gọi hệ điều khiển theo chương trình
số.
Như vậy điều khiển theo chương trình số là một quá trình tự động cho
phép đưa một cơ cấu di động từ vò trí này đến vò trí khác bằng một lệnh. Sự
dòch chuyển ấy có thể là lượng di động thẳng (hoặc một góc quay theo các
bậc tự do).
LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP SVTH : NGUYỄN THỊ CHÍNH
Trong nhiều trường hợp, phương pháp điều khiển theo chương trình
số được thiết kế tự động hóa việc di chuyển một cơ cấu từ vò trí này đến vò
trí khác, ta gọi là "điều khiển theo điểm". Nhưng ta cũng dễ dàng khi rút
ngắn vô hạn khoảng cách giữa các điểm di động kế tiếp nhau và sẽ đạt đến
một quá trình điều khiển quỹ đạo gọi là điều khiển theo đường.
Phương pháp điều khiển theo chương trình số có thể dùng để di động
bất kỳ một cơ cấu nào được truyền động bằng động cơ. Phạm vi sử dụng nó
rất rộng, nhưng chủ yếu là tự động hóa máy công cụ.
Vì chương trình số có thể tiến hành cách xa máy và máy có hệ thống
đo lường riêng, nên hệ thống điều khiển này có thể điều khiển một cách dể
dàng và nhanh chóng.
Hệ thống điều khiển theo chương trình số còn được gọi tắt là hệ
thống NC (Numerical Control) và máy điều khiển theo chương trình số
được gọi là máy NC. Như thế: Máy NC là loại máy công cụ hoạt động tự
động một phần hoặc toàn phần với các lệnh được thể hiện bằng dạng tín
hiệu là các chữ số được ghi trên băng từ, đóa từ hoặc phim…
Bước phát triển cao của máy điều khiển theo chương trình số là sự ra
đời của trung tâm gia công CNC. Vậy trung tâm gia công là một loại máy
điều khiển theo chương trình số có cơ cấu tự động để thực hiện nhiều loại
Để xác đònh nhanh chiều của
các trục, dùng luật bàn tay
phải(Hình 1-1): Ta đặt ngón giữa
bàn tay phải theo chiều của trục Z
thì ngón tay cái sẽ trỏ về chiều
của trục x và ngón tay trỏ sẽ chỉ
theo chiều của trục Y.
Hệ toạ độ cơ bản được gắn liền
với chi tiết.
Bởi vậy khi lập trình ta phải luôn luôn xuất phát từ chổ xác đònh chi tiết
đứng yên còn mũi khoan thì chuyển động. Điều đó có nghiã là:
Khi khoan rõ ràng chi tiết chuyển động là chính, nhưng để đơn giản hơn
cho việc lập trình hãy quan niệm là chi tiết đứng yên còn mũi khoan thì
dòch chuyển. Ta gọi đó là chuyển động tương đối của mũi khoan.
Để mô tả đường dòch chuyển của mũi khoan (dữ liệu tọa độ) trên một số
máy CNC có cả hai khả năng.
a) Dùng toạ độ Đề_Cac :
Khi dùng dữ liệu toạ độ Đề Các, ta đưa ra khoảng cách đo song song với
trục từ một điểm tới một điểm khác.
Hình 1-2: Xác đònh nhanh
chiều trục tọa độ
LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP SVTH : NGUYỄN THỊ CHÍNH
Các khoảng cách theo chiều dương của trục có kèm theo dấu dương (+)
phía trước. Các khoảng cách theo chiều âm của trục có kèm theo dấu âm (-
) phía trước.
Các số đo có thể đưa ra theo hai phương thức:
Đo tuyệt đối:
Với các số đo tuyệt đối, ta đưa ra tọa độ các điểm đích tính từ
- Điều khiển theo đoạn.
Copyright: Tài liệu đại học ©