Microsoft Word - Thiet ke he PLC.doc

http://www.ebook.edu.vn

§¹i Häc S− Ph¹m Kü ThuËt H−ng yªn

ThiÕt kÕ hÖ PLC

Lª Thμnh S¬n

[

Trong phÇn nµy chóng ta ®i t×m hiÓu vÒ kh¸i niÖm ®iÒu khiÓn l«gic vµ c¸c

kiÕn thøc vÒ PLC.

. Kh¸i niÖm ®iÒu khiÓn logic.

Trong thùc tÕ c«ng nghÖ cã nhiÒu ®¹i l−îng vËt lý cÇn ®iªï khiÓn vµ quan t©m

®Õn gi¸ trÞ cña nã t¹i mét thêi ®iÓm cã thÓ lµ lín hay nhá qu¸ tr×nh ®iÒu ®ã gäi lµ

®iÒu khiÓn qóa tr×nh. Nh−ng ngoµi ra cßn cã mét ®iÒu khiÓn kh¸c trong qu¸ tr×nh

s¶n xuÊt cÇn quan t©m tíi ®ã lµ viÖc ®ång bé qu¸ tr×nh lµm viÖc cña toµn bé hÖ

thèng. Khi ®ã ta chØ quan t©m ®Õn tr¹ng th¸i cña c¸c thiÕt bÞ ®ang lµm viÖc hay

nghØ qu¸ tr×nh nµy gäi lµ ®iÒu khiÓn l«gic.

§iÒu khiÓn l«gic xuÊt ph¸t tõ thùc tÕ ngoµi viÖc thiÕt bÞ lµm viÖc nh− thÕ nµo

ng−êi ta cßn ph¶i quan t©m tíi viÖc khi nµo cho thiÕt bÞ lµm viÖc, khi nµo cho

thiÕt bÞ nghØ ®Ó ®¹t ®−îc hiÖu qu¶ cao trong qu¸ tr×nh ®iÒu khiÓn.

VËy trong ®iÒu khiÓn l«gic ta cÇn quan t©m tíi 2 tr¹ng th¸i do ®ã vÒ mÆt tÝn

hiÖu ng−êi ta quan t©m ®Õn 2 tr¹ng th¸i: Tr¹ng th¸i cao(High) vµ tr¹ng th¸i thÊp

(low).Th«ng th−êng trong thiÕt kÕ ®iÒu khiÓn logic ng−êi ta ngÇm qui −íc thiÕt

bÞ ®ang lµm viÖc cã tr¹ng th¸i Logic 1 hay tr¹ng th¸i cao cßn khi thiÕt bÞ ®ang

nghØ th× ë møc l«gic 0 hay tr¹ng th¸i thÊp. Tuy nhiªn viÖc quy −íc trªn chØ lµ

t−¬ng ®èi mµ tuú theo thiÕt bÞ ®iÒu khiÓn mµ t−¬ng øng víi 0 lµ ®iÓm nghØ vµ lµ

®iÒu khiÓn lµm viÖc hoÆc ng−îc l¹i cßn nÕu con ng−êi chñ ®éng ¸p ®Æt 1 lµ lµm

viÖc th× chän thiÕt bÞ cho phï hîp vµ cã thÓ ®Æt ng−îc l¹i.

Trong ®iÒu khiÓn l«gic ta cÇn quan t©m ®Õn c¸c biÕn ®Çu vµo ®Ó gia c«ng

theo hµm logic t¹o nªn gi¸ trÞ ®Çu ra. Quan hÖ gi÷a ®Çu ra vµ ®Çu vµo nhê

ch−¬ng tr×nh phÇn mÒm hay phÇn cøng ®iÒu khiÓn. C¸c biÕn ®Çu vµo ®−îc t¹o

nªn tõ c¸c nót Ên, c«ng t¾c c¸c gi¸ trÞ nµy phô thuéc vµo ng−êi vËn hµnh hay

tr×nh tù cña c«ng nghÖ. Ngoµi ra c¸c biÕn vµo kh¸c Sensor logic cña c¸c thiÕt bÞ

do l−êng c¸c ®¹i lù¬ng vËt lý mµ ta cÇn ®iÒu khiÓn nh− tÝn hiÖu ra cña c¸c c«ng

t¾c hµnh tr×nh, R¬le ®iÖn ¸p, R¬le ¸p lùc, R¬le nhiÖt…

Hµm Logic ®Çu ra ®−a tíi ®iÒu khiÓn c¸c ®èi t−îng cã thÓ lµ nhãm c¸c thiÕt

bÞ nh− c¸c cuén hót c¸c thiÕt bÞ ®ãng c¾t hay ®éng c¬ cña m¸y s¶n xuÊt…

http://www.ebook.edu.vn

§¹i Häc S− Ph¹m Kü ThuËt H−ng yªn

ThiÕt kÕ hÖ PLC

Lª Thμnh S¬n

[

. Kh¸i niÖm chung - øng dông cña PLC.

1.2.

. Kh¸i niÖm vÒ PLC.

PLC (Programable Logic Controller) lµ mét thiÕt bÞ ®iÒu khiÓn logic lËp tr×nh

®−îc. ThiÕt bÞ nµy cã c¸c ®Çu vµo logic sau qu¸ tr×nh xö lý theo ch−¬ng tr×nh bªn

trong nã cho ®Çu ra lµ c¸c møc logic cã quan hÖ víi c¸c ®Çu vµo th«ng qua

ch−¬ng tr×nh bªn trong thiÕt bÞ PLC cã øng dông réng r·i vµ dÇn kh«ng thÓ thiÕu

®−îc trong c¸c d©y truyÒn s¶n xuÊt hiÖn ®¹i. Chøc n¨ng ®iÒu khiÓn cña PLC rÊt

®a d¹ng nã cã thÓ thay thÕ cho 1 m¶ng r¬le h¬n thÕ viÖc më réng PLC gièng nh−

mét m¸y tÝnh nã cã thÓ lËp tr×nh ®−îc. Ch−¬ng tr×nh cña PLC thay ®æi ®¬n gi¶n

rÔ rµng b»ng mét m¸y lËp tr×nh cÇm tay hay mét m¸y tÝnh c¸ nh©n cã phÇn mÒm

trî gióp. Khi ®ã cã thÓ mét nh©n viªn vËn hµnh còng cã thÓ lËp tr×nh ®−îc. Së dÜ

PLC cã vai trß quan träng tíi møc kh«ng thÓ thiÕu ®−îc trong c¸c gi©y truyÒn

s¶n xuÊt hiÖn ®¹i chÝnh lµ bëi tÝnh mÒm dÎo vµ tiÖn dông ®−îc øng dông trong

mäi lÜnh vùc v× quy luËt ®iÒu khiÓn cña nã hoµn toµn thay ®æi ®−îc mét c¸ch rÔ

rµng.

1.2.

. CÊu tróc chung cña 1 bé PLC.

Mét bé PLC cã cÊu tróc chung nh− sau:

Khi nghiªn cøu tíi PLC ®iÒu ®Çu tiªn ®ã lµ sè l−îng c¸c ®Çu vµo vµ ®Çu ra

(Input, Output) ®èi víi mét PLC th× sè ®Çu vµo ra cã thÓ lµ 6 hoÆc 8 hay nhiÒu

h¬n. Sè l−îng ®Çu vµo vµ ®Çu ra cho biÕt møc ®é qu¶n lý ®−îc nhiÒu thiÕt bÞ.

Bé ®iÒu

khiÓn

theo

ch−¬ng

tr×nh.

Out

¸c

®Çu

vµo

logic

®éc
lËp.

¸c

®Çu ra

logic

®éc
lËp.

http://www.ebook.edu.vn

§¹i Häc S− Ph¹m Kü ThuËt H−ng yªn

ThiÕt kÕ hÖ PLC

Lª Thμnh S¬n

[

VÊn ®Ò nµy ®Æc biÖt quan träng khi øng dông PLC cho mét d©y truyÒn s¶n xuÊt

phøc t¹p cÇn gia c«ng nhiÒu biÕn ®Çu vµo.

C¸c biÕn ®Çu vµo ®−îc lÊy tõ c¸c c«ng t¾c ®ãng c¾t th«ng th−êng, c«ng t¾c

vÞ trÝ hay c¸c Sensor logic ®Ó ®Æt c¸c gi¸ trÞ logic ë ®Çu vµo. C¸c ®Çu vµo nµy

th−êng cã møc ®iÖn ¸p cao ®Ó t¨ng ®é tin cËy khi cÇu truyÔn xa. V× bªn trong

cña PLC lµ mét bé vi ®iÒu khiÓn víi vi ®iÒu khiÓn kh«ng lµm viÖc víi møc ®iÖn

¸p cao v× vËy cÇn mét m¹ch chuyÓn møc ®iÖn ¸p vÒ møc chuÈn víi møc logic 1

lµ +5 vµ møc logic 0 lµ 0V. Khi ®ã PLC (bé ®iÒu khiÓn bªn trong) sÏ quÐt c¸c

cæng vµo ®Ó lÊy d÷ liÖu sau mét qu¸ tr×nh xö lý bªn trong b»ng ch−¬ng tr×nh

phÇn mÒm sau ®ã d÷ liÖu ®Çu ra d¹ng sè víi møc logic 1 lµ +5V møc logic 0 lµ

0V qua m¹ch chuyÓn møc ta cã c¸c møc ra ®iÖn ¸p cao h¬n ®Ó ®¸p øng yªu cÇu

®iÒu khiÓn.

C¸c ®Çu ra nèi víi c¸c cuén hót ®ãng c¾t r¬le, ®éng c¬ m¸y s¶n xuÊt, ®ãng

më c¸c van…

Víi PLC th× bé vi ®iÒu khiÓn MCU (Micro Controller Unit) lµ h¹t nh©n

cña c¶ hÖ. Bé vi ®iÒu khiÓn ®¶m nhiÖm tÊt c¶ c¸c c«ng viÖc tõ thu nhËp d÷ liÖu

®Çu vµo, xö lý c¸c d÷ liÖu ®ã vµ ®−a ra ®Çu ra PLC lµm viÖc nh− mét m¸y tÝnh

nhËn d÷ liÖu ®Çu vµo d¹ng sè vµ ®−a d÷ liÖu ra d¹ng sè vµ qu¸ tr×nh ho¹t ®éng lµ

hoµn toµn tù ®éng.

Ngoµi ra c¸c ®Çu vµo ra logic th× PLC cßn cã c¸c ®Çu vµo ®Ó cÊp nguån

th«ng th−êng nguån nu«i PLC lµ mét ®iÖn ¸p xoay chiÒu qua xö lý nguån t¹o ra

®iÖn ¸p 1 chiÒu phï hîp ®Ó nu«i bé vi ®iÒu khiÓn vµ c¸c m¹ch ®iÖn tö kh¸c.

1.2.

. øng dông vμ −u nh−îc ®iÓm cña bé ®iÒu khiÓn logic cã kh¶

n¨ng lËp tr×nh (PLC)

Sù ra ®êi cña PLC ®· ®¸p øng ®−îc yªu cÇu cÇn thiÕt cña viÖc ®iÒu khiÓn

c¸c d©y truyÒn s¶n xuÊt vµ mét lo¹t c¸c yªu cÇu kh¸c mµ c¸c thiÕt bÞ ®iÒu khiÓn

logic tr−íc nã kh«ng thÓ ®¸p øng hoÆc ®¸p øng h¹n chÕ.

§¬n cö viÖc øng dông PLC ®Ó thay thÕ cho 1 m¶ng r¬le. Trong c¸c hÖ

thèng khèng chÕ - ®iÒu khiÓn logic truyÒn thèng qóa tr×nh nµy ®−îc thùc hiÖn

b»ng m¶ng c¸c r¬le - c«ng t¾c t¬ vµ sau nµy cßn ®−îc thay thÕ b»ng c¸c m¹ch IC

http://www.ebook.edu.vn

§¹i Häc S− Ph¹m Kü ThuËt H−ng yªn

ThiÕt kÕ hÖ PLC

Lª Thμnh S¬n

[

sè râ rµng thùc hiÖn qu¸ tr×nh ®iÒu khiÓn nµy hoµn toµn thùc hiÖn b»ng phÇn

cøng v× vËy mµ mçi mét yªu cÇu ®iÒu khiÓn th× l¹i ph¶i ®i x©y dùng 1 phÇn cøng

®¸p øng yªu cÇu trªn mµ viÖc x©y dùng b»ng phÇn cøng nh− vËy lµ cùc kú khã

kh¨n vÒ mÆt kü thuËt, chi phÝ tèn kÐm vÒ mÆt kinh tÕ vµ ®Æc biÖt lµ mÊt rÊt nhiÒu

thêi gian khi x©y dùng còng nh− khi cã yªu cÇu thay ®æi hay hiÖu chØnh th× ph¶i

cho hÖ thèng dõng vµ th¸o ra l¾p l¹i hoµn toµn b»ng phÇn cøng v× vËy mµ tæng

chi phÝ cho qu¸ tr×nh nµy lµ rÊt lín. §Æc biÖt víi c¸c d©y truyÒn yªu cÇu ®iÒu

khiÓn phøc t¹p th× m¹ch nµy chiÕm mét thÓ tÝch ®¸ng kÓ vµ ®é tin cËy kh«ng cao.

ViÖc

®−a PLC vµo ®Ó thay thÕ cho qu¸ tr×nh ®iÒu khiÓn logic ®em l¹i

nh÷ng −u ®iÓm næi bËt.

Víi mét hÖ thèng lín th× chi phÝ cho mét bé PLC lµ rÊt nhá. Mét PLC rÊt

gän nhÑ mµ møc ®é ®iÒu khiÓn lµ v« cïng lín. C¸c tiÕp ®iÓm trong m¹ch ®iÒu

khiÓn logic b»ng cuén d©y r¬le ®· ®−îc thay thÕ b»ng c©u lÖnh v× vËy sè l−îng

tiÕp ®iÓm lµ kh«ng h¹n chÕ.

§Æc ®iÓm tÝnh mÒm dÎo trong ®iÒu khiÓn mµ ta cã thÓ thay thÕ luËt ®iÒu

khiÓn rÊt ®¬n gi¶n vµ nhanh gän mµ hÇu nh− kh«ng ph¶i chi phÝ tµi chÝnh trong

khi hÖ thèng ®ang lµm viÖc b»ng mét m¸y lËp tr×nh cÇm tay (HPC) hay mét m¸y

tÝnh c¸ nh©n (PC) ta hoµn toµn cã thÓ gäi ch−¬ng tr×nh ra ®Õ söa ch÷a. ViÖc l¾p

®Æt PLC rÊt ®¬n gi¶n nhanh gän chØ cÇn x¸c ®Þnh c¸c ®Çu vµo vµ ®Çu ra viÖc lËp

tr×nh cho PLC hoµn toµn thùc hiÖn ®−îc b»ng phÇn mÒm do nhµ s¶n xuÊt cung

cÊp, c¸c nhµ s¶n xuÊt .

C¸c nhµ s¶n xuÊt PLC cã thÓ s¶n xuÊt theo ph−¬ng ph¸p s¶n xuÊt hµng

lo¹t tuú theo øng dông mµ khi viÕt ch−¬ng tr×nh sÏ t¹o ra c¸c quy luËt ®Òu kh¸c

nhau v× vËy mµ lµm gi¶m gi¸ thµnh cña PLC.

VËy

c¸c

−u ®iÓm khi dïng PLC.

- Thêi gian l¾p ®¹t c«ng tr×nh ng¾n.

- DÔ dµng thay ®æi mµ kh«ng g©y tæn thÊt ®Õn tµi chÝnh.

- Cã thÓ dÔ dµng tÝnh to¸n chÝnh x¸c gi¸ thµnh.

- CÇn Ýt thêi gian huÊn luyÖn

- DÔ dµng thay ®æi phÇm mÒm.

http://www.ebook.edu.vn

§¹i Häc S− Ph¹m Kü ThuËt H−ng yªn

ThiÕt kÕ hÖ PLC

Lª Thμnh S¬n

[

- Ph¹m vi øng dông réng.

- DÔ dµng b¶o tr×, xö lý sù cè dÔ nhanh h¬n.

- §é tin cËy cao.

- ChuÈn ho¸ ®−îc phÇn cøng ®iÒu khiÓn.

- ThÝch øng trong m«i tr−êng kh¾c nghiÖt.

Tuy nhiªn víi møc ®é qu¶n lý vµ ®iÒu khiÓn réng th× PLC l¹i kh«ng phï

hîp víi nh÷ng hÖ thèng nhá, ®¬n gi¶n v× khi ®ã sÏ kh«ng tËn dông ®−îc kh¶

n¨ng lµm viÖc cña thiÕt bÞ nµy.

C¸c øng dông chÝnh cña PLC.

§iÒu khiÓn gi¸m s¸t.

a. Thay cho ®iÒu khiÓn r¬le.

b. T¹o bé ®Õm thêi gian.

c. Thay cho c¸c Panell ®iÒu khiÓn m¹ch in.

d. §iÒu khiÓn tù ®éng, b¸n tù ®éng c¸c qóa tr×nh.

§iÒu khiÓn d·y.

a. C¸c phÐp to¸n sè häc.

b. Cung cÊp th«ng tin

c. §iÒu khiÓn liªn tôc (nhiÖt ®é, ¸p suÊt).

d. §iÒu khiÓn PID.

e. §iÒu khiÓn ®éng c¬ chÊp hµnh.

f. §iÒu khiÓn ®éng c¬ b−íc.

§iÒu khiÓn mÒm dÎo.

a. §iÒu khiÓn qóa tr×nh b¸o ®éng.

b. Ph¸t hiÖn lçi ®iÒu hµnh.

c. GhÐp nèi m¸y tÝnh víi RS 232 / RS 242.

d. GhÐp nèi m¸y in.

e. M¹ng tù ®éng ho¸ xÝ nghiÖp.

f. M¹ng côc bé.

g. M¹ng më réng.

h. FA, EMF, CIM.

http://www.ebook.edu.vn

§¹i Häc S− Ph¹m Kü ThuËt H−ng yªn

ThiÕt kÕ hÖ PLC

Lª Thμnh S¬n

[

Nh− vËy øng dông PLC trong kü thuËt lµ v« cïng phong phó trong rÊt nhiÒu

lÜnh vùc tõ ®iÒu khiÓn ®Õn xö lý th«ng tin v× vËy cµng thÊy vai trß cña nã.

. Bé vi ®iÒu khiÓn vμ øng dông cña bé vi ®iÒu khiÓn

trong hÖ PLC.

Trong thêi ®¹i c«ng nghÖ th«ng tin vµ øng dông m¹nh mÏ cña nã vµo ®êi

sèng vµ kü thuËt th× nh÷ng kiÕn thøc vÒ vi ®iÒu khiÓn (Micro Controller) vµ øng

dông cña nã cµng trë nªn cÇn thiÕt.

1.3.

. Giíi thiÖu tæng quan vÒ bé vi ®iÒu khiÓn.

1.3.1.

. §Þnh nghÜa vi ®iÒu khiÓn.

Bé vi ®iÒu khiÓn MC (Micro Controller) lµ mét m¹ng tÝch hîp rÊt cao trªn

mét chip vµ cã thÓ lËp tr×nh ®−îc dïng ®Ó ®iÒu khiÓn hÖ thèng.

Bé vi ®iÒu khiÓn suÊt hiÖn tõ viÖc ®−a bé VXL vµo qu¸ tr×nh ®iÒu khiÓn v×

vËy cã thÓ hiÓu bé vi ®iÒu khiÓn nh− bé vi xö lý song song søc xö lý th−êng

kh«ng lín nh− nh÷ng bé vi xö lý lín.

Khi nghiªn cøu vi ®iÒu khiÓn ta quan t©m ®Õn c¸c vÊn ®Ò nh− sau:

- KÝch th−íc bit xö lý.

- Tèc ®é xö lý.

- Kh¶ n¨ng vµo ra.

- T−¬ng thÝch víi m¸y tÝnh c¸ nh©n (PC).

- Ph©n tÝch øng dông.

- Ngoµi ra cßn quan t©m ®Õn gi¸ thµnh cña thiÕt bÞ.

1.3.1

. Nguyªn lý ho¹t ®éng.

Nguyªn lý ho¹t ®éng cña bé vi ®iÒu khiÓn nh− mét bé vi xö lý

Víi mçi mét bé vi ®iÒu khiÓn ngoµi c¸c phÇn tö phô nh− c¸c r¾c c¾m c¸c

m¹ch ®Öm vµ l©ng møc ®iÖn ¸p cho phï hîp yªu cÇu th× víi mäi hÖ vi ®iÒu khiÓn

®Òu chøa c¸c phÇn tö c¬ b¶n nh− sau:

- ChÝp vi xö lý ë ®©y diÔn ra c¸c qu¸ tr×nh xö lý th«ng tin nh− c¸c phÐp

to¸n sè häc vµ logic, c¸c thao t¸c vµo ra d÷ liÖu mäi qu¸ tr×nh nµy theo mét

http://www.ebook.edu.vn

§¹i Häc S− Ph¹m Kü ThuËt H−ng yªn

ThiÕt kÕ hÖ PLC

Lª Thμnh S¬n

[

ch−¬ng tr×nh ®· ®−îc l¹p s½n ®Ó t¹o ra quan hÖ gi÷a ®Çu vµo vµ ®Çu ra theo yªu

cÇu.

- ROM (Read Only Memory) lµ mét bé nhí chØ ®äc th−êng l−u tr÷ hÖ ®iÒu

hµnh ®Ó gióp chÝp vi xö lý tiÕn hµnh c¸c thao t¸c khëi t¹o khi dõng vµ 1 sè qu¸

tr×nh vµo ra d÷ liÖu.

- RAM (Ramdom Access Memory) lµ bé nhí võa cã kh¶ kh¶ n¨ng ®äc vµ

ghi víi bé nhí nµy th−êng dïng l−u tr÷ d÷ liÖu trong qu¸ tr×nh lµm viÖc hoÆc cã

thÓ dïng RAM nh− mét ROM khi ®ã c¸c thao t¸c chung nhËp vµo RAM nh−

viÖc ®äc ch−¬ng tr×nh ë ROM.

S¬ ®å cña mét hÖ vi ®iÒu khiÓn víi c¸c phÇn tö chÝnh nh− sau:

Ban ®Çu khèi t¹o vi xö lý ®äc ch−¬ng tr×nh trong ROM ®ã lµ ch−¬ng tr×nh

®iÒu hµnh nã quÐt vµ kiÓm tra toµn bé hÖ thèng vµ ®−a tr¹ng th¸i c¶ hÖ ë tr¹ng

th¸i s½n sµng råi ch¹y ch−¬ng tr×nh chÝnh khi ®ã sÏ cã qu¸ tr×nh quÐt lÊy tÝn hiÖu

vµo theo yªu cÇu cña ch−¬ng tr×nh råi tiÕn hµnh xö lý, gia c«ng ®Ó ®−a ra ®iÒu

khiÓn c¸c thiÕt bÞ theo yªu cÇu. C¸c tÝn hiÖu ®iÒu khiÓn nµy cã thÓ lµ d¹ng sè

®−îc l−u tr÷ b»ng mét vi m¹ch ®Öm chèt vµ cã thÓ chuyÓn møc ®iÒu khiÓn theo

yªu cÇu. NÕu ®èi t−îng ®iÒu khiÓn lµ tÝn hiÖu t−¬ng tù th× tõ tÝn hiÖu sè qua bé

chuyÓn ®æi D/A t¹o ra tÝn hiÖu t−¬ng tù lµm tÝn hiÖu ®iÒu khiÓn.

RAM

RoM

Ngo¹i vi

Xung nhÞp

TÝn hiÖu ng¾t

Reset

RXD

TXD

Cæng truyÒn

nèi tiÕp

VXL

http://www.ebook.edu.vn

§¹i Häc S− Ph¹m Kü ThuËt H−ng yªn

ThiÕt kÕ hÖ PLC

Lª Thμnh S¬n

[

T−¬ng tù nh− ®Çu ra, ®Çu vµo còng cã thÓ chuyÓn møc chuÈn v× th−êng

c¸c tÝn hiÖu sè lÊy tõ Sensor logic v× yªu cÇu truyÒn xa nªn cã møc ®iÖn ¸p

kh«ng phï hîp víi yªu cÇu lµm viÖc cña vi xö lý nÕu ®Çu vµo lµ mét tÝn hiÖu

t−¬ng tù th× cÇn mét bé biÕn ®æi A/D ®Ó ®−a tÝn hiÖu sè vµo vi xö lý.

Nh− vËy vi ®iÒu khiÓn nh− mét m¸y tÝnh mµ øng dông cña nã lµ t¹o ra c¸c

tÝn hiÖu ®iÒu khiÓn hÖ thèng b»ng ch−¬ng tr×nh phÇn mÒm.

1.3.1.

. øng dông cña vi ®iÒu khiÓn.

Sù lín m¹nh kh«ng ngõng cña c¸c thiÕt bÞ vi ®iÒu khiÓn (chip xö lý trung

t©m) phÇn nµo nãi lªn vai trß quan träng cña hÖ vi ®iÒu khiÓn trong thùc tÕ. Vµo

nh÷ng n¨m 1970 do sù ph¸t triÓn cña kü thuËt vi ®iÖn tö dùa trªn kü thuËt MOS

(Metal Oxire Semicon Ductor) víi ®é tÝch hîp ngµy cµng cao. Vi m¹ch MSI

(Mundium Size Integration) cã ®é tÝch hîp cì 10

Tranzito trªn mét chÝp, vi

m¹ch LSI (Large Size Integretion) cã ®é tÝch hîp cì 10

Trangito trªn mét chÝp

vµ vi m¹ch VLSI (Verry LSI) cã ®é tÝch hîp 10

Tranzito trªn chÝp nh−ng sè bit

xö lý cßn nhá. N¨m 1971 bé vi xö lý Intel 4004 lo¹i 4 bit ra ®êi cã chøa 2250

Tranzito ®Õn n¨m 1975 h·ng Intel cã ra ®êi chÝp xö lý 8 bit 8080 vµ 8085. N¨m

1978 h·ng Intel cho ra ®êi vi xö lý 16bit 8086 cã 29.000 Tranzito vµ h·ng

Motorola cho ra ®¬× vi xö lý 68.000 víi 70.000 Tranzito vµ vi xö lý 32bit cña

Henlet packand cã 40.000 Tranzito.

VËy tõ n¨m 1947 ®Õn n¨m 1984 sè Tranzito tÝch hîp trªn mét chÝp ®· t¨ng

100 lÇn. §Õn n¨m 1983 h·ng Intel cho ra vi xö lý 8286 dïng cho m¸y tÝnh AT

(Advaned Tecchnology) dïng c¸c ®−êng I/0 16bit vµ cã 24 ®−êng ®Þa chØ vµ

kh«ng gian nhí ®Þa chØ thùc lµ 16MB vµ n¨m 1987 vi xö lý 80386 xö lý 32bit

n¨m 1989 h·ng Intel cho ra ®êi chip xö lý 80486 ph¸t triÓn trªn c¬ së 80386 cã

thªm bé nhí Ên vµ m¹ch tÝnh to¸n dÊu phÈy ®éng.

N¨m 1992 Intel cho ra 80586 cßn gäi lµ Pentium 64bit cã 4 triÖu Tranzito.

C¸c bé vi xö lý nµy ph¸t triÓn theo h−íng ngµy cµng t¨ng chøc n¨ng vµ ®é

tÝch hîp.

Tõ c¸c con sè trªn ta thÊy ®−îc sù ph¸t triÓn m¹nh mÏ lÜnh vùc vi ®iÒu

khiÓn, riªng chip vi ®iÒu khiÓn 8051 mçi n¨m b¸n ra trªn thÞ tr−êng cì 1,5 tû bé.

http://www.ebook.edu.vn

§¹i Häc S− Ph¹m Kü ThuËt H−ng yªn

ThiÕt kÕ hÖ PLC

Lª Thμnh S¬n

[

øng dông cña bé vi ®iÒu khiÓn rÊt réng r·i trong c¸c thiÕt bÞ th«ng minh b»ng

viÖc lËp tr×nh t¹o ch−¬ng tr×nh ®iÒu khiÓn v× vËy mµ tÝnh mÒm dÎo cña nã rÊt

cao, thay ®æi ch−¬ng tr×nh ®iÒu khiÓn ®¬n gi¶n ®Æc biÖt víi c¸c bé ®Õm thêi gian

lËp tr×nh ®−îc cµng t¨ng tÝnh øng dông cña nã.

Trong c«ng nghiÖp dïng hÖ vi ®iÒu khiÓn trong c¸nh tay rob«t, c¸c hÖ

thèng ®iÒu khiÓn d©y truyÒn hay tæng hîp thèng kª c¸c th«ng tin cña qu¸ tr×nh

s¶n xuÊt nhµ m¸y hay dïng trong viÖc b¶o vÖ vµ tù ®éng ®iÒu khiÓn c¸c Camera

quan s¸t.

ViÖc kÕt hîp gi÷a hÖ vi ®iÒu khiÓn vµ c¸c c¶m biÕn t¹o nªn c¸c hÖ ®iÒu

khiÓn th«ng minh ®−îc øng dông trong c¸c m¸y giÆt, qu¹t giã, ®iÒu hoµ nhiÖt dé,

®Çu ®Üa, ti vi, ®iÖn tho¹i di ®éng…

§Æc biÖt cã thÓ tiªu chuÈn ho¸ phÇn cøng mµ øng dông trong c«ng nghiÖp

s¶n xuÊt hµng lo¹t.

VËy øng dông cña thiÕt bÞ vi ®iÒu khiÓn lµ rÊt phong phó trong mäi lÜnh

vùc nhê kh¶ n¨ng lËp tr×nh cao cña thiÕt bÞ.

1.3.

. øng dông bé vi ®iÒu khiÓn trong PLC.

Vi ®iÒu khiÓn trong bé PLC lµ h¹t nh©n ®iÒu hµnh vµ kiÓm so¸t mäi thao

t¸c tõ ®äc d÷ liÖu ®Çu vµo råi xö lý vµ ®iÒu hµnh qu¸ tr×nh ®−a d÷ liÖu ra. ThiÕt bÞ

PLC ®−îc t¹o lªn tõ hÖ vi ®iÒu khiÓn vµ c¸c m¹ch ®iÖn chèt, chuyÓn møc ®iÖn ¸p

vµ mét cæng truyÒn RS232 ®Ó ®äc ra vµ ®−a vµo ch−¬ng tr×nh ®iÒu khiÓn. Nh−

vËy bé vi ®iÒu khiÓn trong PLC quyÕt ®Þnh mäi sù ho¹t ®éng cña PLC.

KÕt luËn: ë phÇn I nµy chóng ta ®· ®i t×m hiÓu mét sè kh¸i niÖm chung vµ

mét sè kiÕn thøc cã liªn quan tíi PLC vµ bé vi ®iÒu khiÓn. §Ó t×m hiÓu vµ x©y

dùng cô thÓ bé vi ®iÒu khiÓn vµ thiÕt bÞ PLC sÏ ®−îc ®Ò cËp ë phÇn sau.

http://www.ebook.edu.vn

§¹i Häc S− Ph¹m Kü ThuËt H−ng yªn

ThiÕt kÕ hÖ PLC

Lª Thμnh S¬n

[

Vi ®iÒu khiÓn 8031 cã nh÷ng tÝnh chÊt ®Æc tr−ng nh−: §¬n vÞ xö lý trung

t©m 8bit ®· ®−îc tèi −u ho¸ ®Ó ®¸p øng c¸c chøc n¨ng ®iÒu khiÓn.

- Khèi logic xö lý theo bit thuËn thiÖn cho c¸c phÐp to¸n Boolear.

- Bé t¹o giao ®éng gi÷ nhÞp bªn trong ( ®Õn 12 MHZ).

- TËp lÖnh rÊt phong phó.

- Giao diÖn nèi tiÕp cã kh¶ n¨ng ho¹t ®éng song song ®ång bé (UART).

16(32) ®−êng dÉn vµo/ra 2 h−íng vµ tõng ®−êng dÉn cã thÓ ®−îc ®Þnh ®Þa chØ 1

c¸ch t¸ch biÖt.

- N¨m nguån ng¾t víi hai møc −u tiªn.

- Dung l−îng bé nhí ch−¬ng tr×nh bªn ngoµi ( ROM) cã thÓ ®Õn 64 KB.

- Dung l−îng bé nhí d÷ liÖu ( RAM ) bªn ngoµi ®Õn 64KB.

- Dung l−îng bé nhí RAM trong 128byte.

- Hai bé ®Õm ®Þnh thêi 16 bit.

- Bus vµ khèi ®Þnh thêi t−¬ng thÝch víi c¸c khèi ngo¹i vi cña bé vi xö lý

8085/88.

- TÊt c¶ c¸c vi ®iÒu khiÓn cña dßng vi ®iÒu khiÓn MCS - 51 ®Òu cã chung

bé lÖnh. NÕu ®é lín cña ch−¬ng tr×nh võa trong mét chip ROM vµ nÕu Ram

trong ®Çy ®ñ th× vi ®iÒu khiÓn 8031 kh«ng yªu cÇu thªm logic ®Ó thi hµnh kÕt

thóc ®iÒu khiÓn hÖ thèng.

http://www.ebook.edu.vn

§¹i Häc S− Ph¹m Kü ThuËt H−ng yªn

ThiÕt kÕ hÖ PLC

Lª Thμnh S¬n

[

. CÊu t¹o chung cña hä vi xö lý 8031.

Vi xö lý 8031 lµ vi xö lý thuéc hä 8051 do h·ng Intel chÕ t¹o cã s¬ ®å

ch©n chuÈn nh− sau:

3 38

4 37

5 36

6 35

7 34

8 33

9 32

Vcc

P0.0 ADO

P0.1 AD1

P0.2 AD2

P0.3 AD3

P0.4 AD4

P0.5 AD5

P0.6 AD6

P0.7 AD7

EA / Vpp

ALE / PROG

PSEN

P2.7 A15

P2.6 A14

P2.5 A13

P2.4 A12

P2.3 A11

P2.2 A10

P2.1 A 9

P2.0 A 8

P1.0

P1.1

P1.2

P1.3

P1.4

P1.6

P1.7

RST

RXD P3.0

TXD P3.1

INTO P3.2

INT1 P3.3

TO P3.4

T1 P3.5

WR P3.6

RD P3.7

XTAL2

XTAL1

Vss

MCS 8031 .DIP40

http://www.ebook.edu.vn

§¹i Häc S− Ph¹m Kü ThuËt H−ng yªn

ThiÕt kÕ hÖ PLC

Lª Thμnh S¬n

[

Ch©n KÝ hiÖu

Chøc n¨ng

P1.0

P1.7

Cæng gi¶ 2 h−íng (quasi - biderectional)P1

Tù do sö dông

Reset

Nèi vµo RST, khi ho¹t ®éng ë møc Hight

P3.09

P3.7

Cæng gi¶ 2 h−íng P3. XÊp xÕp tÊt c¶ c¸c chøc n¨ng ®Æc biÖt.

XTAL2

XTAL1

Vss

Lèi ra cña bé giao ®éng th¹ch anh bªn trong

Lèi vµo cña bé giao ®éng th¹ch anh bªn trong

Nèi ®Êt.

P2.0

P2.7

Cæng gi¶ 2 h−íng P.2. Chøc n¨ng ®Æc biÖt: c¸c ®−êng dÉn ®Þa

chØ A8.A15

PSEN

Progam strobe Enable, xuÊt ra c¸c xung ®äc dïng cho bé nhí

cña ch−¬ng tr×nh bªn ngoµi

ALE

Address Latch Enable, xuÊt ra c¸c xung ®iÒu khiÓn l−u tr÷

kh«ng gian c¸c ®Þa chØ.

External Access: møc Low th× lµm viÖc víi bé nhí ch−¬ng

tr×nh bªn ngoµi.

P0.7

P0.1

Cæng 2 h−íng cùc m¸ng hë PO hoÆc Bus d÷ liÖu h−íng dïng

cho Ram, Ram vµ thiÕt bÞ ngo¹i vi bªn ngoµi. Còng chuyÓn

giao c¶ 8 bit phÝa d−íi cña ®Þa chØ A

- A

40 Vcc Nguån

nu«i

+5V

http://www.ebook.edu.vn

§¹i Häc S− Ph¹m Kü ThuËt H−ng yªn

ThiÕt kÕ hÖ PLC

Lª Thμnh S¬n

[

. CÊu tróc bªn trong cña 8031.

c¸c ng¾t ngoµi c¸c sù kiÖn cÇn ®Õm

NGuåN

¾t

TRONG

xtal1 xtal2 psen ale

D÷ liÖu, §Þa chØ

®Þa chØ møc cao

møc thÊp.

PhÇn chÝnh cña vi m¹ch lµ ®¬n vÞ xö lý trung t©m ( CPU: Central processing

Unit), ®¬n vÞ nµy cã chøa:

+. Thanh ghi tÝch lòy ( kÝ hiÖu lµ A).

+. Thanh ghi tÝch luü phô (B) dïnngcho phÐp nh©n vµ chia.

+. §¬n vÞ logic (ALU: Arithmetic Logical Unit)

+. Tõ tr¹ng th¸i ch−¬ng tr×nh ( PSW: Progam Status Word)

+. Bèn b¨ng thanh ghi.

Ram trong

128

byte
ram

thanh

ghi
sfr

timer
o

timer
1

   ®iÒu
   khiÓn
   ng¾t

cpu

bé
dao
®éng

qu¶n
lý
bus

p
0
r
t
0

p
0
r
t
2

p
0
r
t
1

txd

rxd

p
0
r
t
3

cæng
nèi
  tiÕp

http://www.ebook.edu.vn

§¹i Häc S− Ph¹m Kü ThuËt H−ng yªn

ThiÕt kÕ hÖ PLC

Lª Thμnh S¬n

[

+. Con trá ng¨n xÕp (SP) còng nh− con trá d÷ liÖu ®Ó ®Þnh ®Þa chØ cho bé

nhí d÷ liÖu ngoµi.

+. Ngoµi ra ë ®©y cßn cã: Bé ®Õm ch−¬ng tr×nh (PC), bé gi¶i m· lÖnh, bé

®iÒu khiÓn thêi gian vµ logic.

§¬n vÞ xö lý th«ng tin nhËn trùc tiÕp xung nhÞp tõ bé t¹o dao ®éng ®−îc

l¾p thªm vµo, linh kiÖn phô trî cã thªm lµ mét khung dao ®éng b»ng vËt liÖu

gèm hoÆc mét céng h−ëng b»ng th¹ch anh.

Ch−¬ng tr×nh ®ang ch¹y cã thÓ dõng l¹i nhê mét khèi logic ng¾t ë bªn

trong. C¸c nguån ng¾t cã thÓ lµ: C¸c biÕn cè ë bªn ngoµi, sù trµn bé ®Õm/ ®Þnh

thêi hoÆc còng cã thÓ lµ giao diÖn nèi tiÕp.

Bé vi xö lý 8031 nhËn ®−îc ch−¬ng tr×nh ®iÒu hµnh cña nã tõ mét bé nhí

ch−¬ng tr×nh bªn ngoµi, 8031 cã 128 bytes RAM bªn trong ®Ó cã thÓ x¾p xÕp

c¸c d÷ liÖu vµ th«ng tin ®iÒu khiÓn. 8031 cã 2 bé ®Þnh thêi 16 bit, chóng còng

®−îc xö dông nh− lµ bé ®Õm sù kiÖn.

8031 cã 4 cæng réng 8 bit, ®éc lËp víi nhau, cæng P.0 dïng ®Ó truyÒn nöa

d−íi cña c¸c ®Þa chØ vµ còng dïng cho c¸c d÷ liÖu 8 bit. Cæng P.2 ®Ó truyÒn nöa

trªn cña c¸c ®Þa chØ. ë cæng P.3 cßng cã thªm c¸c ®−êng dÉn ®iÒu khiÓn dïng ®Ó

trao ®æi tin víi bé nhí ngoµi, ®Ó ®Êu nèi giao diÖn nèi tiÕp còng nh− c¸c ®−êng

dÉn ng¾t bªn ngoµi.

Giao diÖn nèi tiÕp cã chøa mét bé truyÒn vµ mét bé nhËn kh«ng ®ång bé,

lµm viÖc ®éc lËp víi nhau. B»ng c¸ch ®Êu nèi víi c¸c bé ®Öm thÝch hîp, ta cã thÓ

h×nh thµnh mét cæng nèi tiÕp RS - 232 ®¬n gi¶n. Tèc ®é truyÒn qua cæng nèi tiÕp

cã thÓ ®−îc ®Æt trong mét vïng réng vµ ®−îc Ên ®Þnh b»ng mét bé ®Þnh thêi.

. Ho¹t ®éng víi bé nhí ch−¬ng tr×nh bªn ngoμi cña

VXL 8031.

H×nh vÏ sau chØ ra mét s¬ ®å nguyªn t¾c cÊu tróc mét m¹ch ®iÖn dïng víi

bé VXL 8031 vµ bé nhí ch−¬ng tr×nh bªn ngoµi cïng víu bé chèt ( latch) 8 bit.

http://www.ebook.edu.vn

§¹i Häc S− Ph¹m Kü ThuËt H−ng yªn

ThiÕt kÕ hÖ PLC

Lª Thμnh S¬n

[

ROM: Read Only Memorry

Mét vµi vi xö lý hä MCS 8051 cã nhí ROM trong,nh−ng 8031 kh«ng cã bé

nhí ch−¬ng tr×nh bªn trong do ®ã ho¹t ®éng ®−îc th× 8031 ph¶i lµm viÖc víi bé

nhí ch−¬ng tr×nh ngoµi(ROM ngoµi). Khi lµm viÖc víi bé nhí ch−¬ng tr×nh

ngoµi ch©n EA cña vi xö lý 8031 ph¶i ®−îc nèi Mass.VXL8031 cã thÓ ®Þa chØ

ho¸ ®−îc 64KB bé nhí ch−¬ng tr×nh ngoµi.

Khi lÊy d÷ liÖu tõ ROM vi xö lý 8031 thùc hiÖn c¸c b−íc sau:

- §−a ®Þa chØ byte thÊp (A

÷ A

) lªn bus d÷ liÖu.

- Chèt c¸c ®Þa chØ b»ng m¹ch ngoµi. ViÖc nµy thùc hiÖn b»ng c¸ch lËp

xung chèt qua ch©n ALE cho m¹ch chèt ngoµi.

§−a ®Þa chØ byte cao ®Õn ROM (nÕu cÇn) cho phÐp ROM ®−a d÷ liÖu lªn

bus d÷ liÖu . Khi ®äc d÷ liÖu tõ ROM vi xö lý sÏ ®−a ch©n PSEN suèng møc

thÊp.

Vi xö lý 8031 cã thÓ ®Þa chØ ho¸ ®−îc 64KB bé nhí ch−¬ng tr×nh ngoµi nªn

ta cã thÓ cho ROM 64KB. §iÓn h×nh lµ lo¹i 2764 gåm c¸c ch©n nh− sau:

- A

÷ A

lµ c¸c ch©n ®Þa chØ

- D

÷ D

c¸c ch©n d÷ liÖu.

- OE (Out Enable) ch©n cho phÐp d÷ liÖu ra khi ch©n OE ë møc thÊp

th× ROM cho d÷ liÖu lªn bus d÷ liÖu cña vi xö lý.

CHèT

ALE

D0..D7

A0..A7

ROM

A8..A15

8031

Psen

http://www.ebook.edu.vn

§¹i Häc S− Ph¹m Kü ThuËt H−ng yªn

ThiÕt kÕ hÖ PLC

Lª Thμnh S¬n

[

. Truy nhËp lªn bé nhí ch−¬ng tr×nh cña 8031.

H×nh vÏ sau ®©y chØ ra diÔn biÕn mét qu¸ tr×nh truy nhËp lªn bé nhí

ch−¬ng tr×nh cña 8031.

Bé lÖnh cña VXL 8031 nhËn biÕt 2 ®é dµi lÖnh kh¸c nhau. PhÇn lín c¸c

lÖnh ®−îc VXL trong ph¹m vi cña mét chu tr×nh m¸y, sè Ýt c¸c lÖnh cßn l¹i cÇn

cã 2 chu tr×nh m¸y, Mét chu tr×nh m¸y b»ng 12 chu kú dao ®éng cña tÝn hiÖu

gi÷a nhÞp.

Trong mét chu tr×nh m¸y, ®−êng dÉn ®iÒu khiÓn ALE cã 2 lÇn chuyÓn

tr¹ng th¸i ®−îc kÝch ho¹t, ngay c¶ khi do cã lÖnh ®ang ®−îc thùc hiÖn nªn chØ

cÇn cã mét chu tr×nh. ChØ sù truy nhËp viÕt hoÆc ®äc lªn bé nhí d÷ liÖu bªn

ngoµi, n¬i kh«ng cÇn ®Õn mét chu tr×nh ALE lµ mét tr−êng hîp ngo¹i lÖ. Kh«ng

cã bé nhí d÷ liÖu bªn ngoµi, tÇn sè ALE còng lµ h»ng sè ( OSC/6). TÝn hiÖu

ALE trong tr−êng hîp nµy cã thÓ sö dông lµm tÝn hiÖu gi÷ nhÞp cho c¸c m¹ch

bªn ngoµi.

Trong chu tr×nh ALE ®−îc kÝch ho¹t ë møc Hight, bé VXL ®Æt ë trong

®−êng dÉn ®Þa chØ phÝa d−íi ®Ó truy nhËp lªn bé nhí ch−¬ng tr×nh bªn ngoµi lªn

Bus chung dïng cho d÷ liÖu vµ ®Þa chØ. Sau ®ã khi cã s−ên dèc xuèng trªn xung

tÝn hiÖu ALE th× néi dung cña ®Þa chØ thÊp nµy ®−îc chuyÓn vµo bé nhí trung

gian.

A0..A7

A0..A7I

ALE

PSEN

INST

A8..A15

P2 A8..A15

A8..A15

http://www.ebook.edu.vn

§¹i Häc S− Ph¹m Kü ThuËt H−ng yªn

ThiÕt kÕ hÖ PLC

Lª Thμnh S¬n

[

B»ng viÖc x¾p xÕp c¸c ®Þa chØ phÝa d−íi vµo Bus d÷ liÖu, c¸c ®−êng dÉn

®Þa chØ A

®Õn A

®−îc xÕp vµo cæng P2 møc cu¶ c¸c ®−êng dÉn nµy gi÷ nguyªn

æn ®Þnh cho ®Õn khi kÕt thóc chu tr×nh truy nhËp lÖnh.

Khi xung tÝn hiÖu cña ALE cã ®o¹n dèc xuèng th× bé VXL ®Æt ®−êng dÉn

®iÒu khiÓn PSEN cña nã vµo møc Low. Sau mét vµi chu tr×nh gi÷ nhÞp, bé nhí

ch−¬ng tr×nh bªn ngoµi cÇn ph¶i s¾p xÕp c¸c d÷ liÖu( c¸c lÖnh) cña nã lªn Bus d÷

liÖu vµ Bus ®Þa chØ chung. Sau ®ã b»ng s−ên dèc lªn cña PSEN bé VXL ®ãn

nhËn c¸c d÷ liÖu ®ang ®−îc xÕp ë cæng P0.

. Qu¸ tr×nh truy nhËp lªn bé nhí d÷ liÖu cña VXL 8031.

H×nh vÏ d−íi ®©y minh ho¹ diÔn biÕn cña mét qu¸ tr×nh truy nhËp ®Ó ®äc

bé nhí d÷ liÖu bªn ngoµi:

Gièng nh− khi ®äc bé nhí ch−¬ng tr×nh bªn ngoµi, tr−íc hÕt 8 ®−êng dÉn

dÉn 8 ®Þa chØ thÊy ë cæng P0 vµ ®−îc xÕp lªn Bus chung dïng cho d÷ liÖu vµ ®Þa

chØ thÊp ®Ó chuyÓn vµo bé nhí trung gian dïng cho ®Þa chØ b»ng s−ên dèc xuèng

cuÈ tÝn hiÖu ALE. tiÕp theo lµ sù kÝch ho¹t cña ®−êng dÉn RD, ®iÒu khiÓn qu¸

tr×nh ®äc d÷ liÖu bªn ngoµi. Ngay tr−íc khi ®−êng dÉn RD trë vÒ víi møc High,

bé xö lý ®ãn nhËn c¸c d÷ liÖu ®ang ®−îc xÕp ë bus. Do ®ã, víi nhiÒu øng dông

®−êng dÉn RD ®−îc nèi tiÕp hoÆc qua mét bé gi¶i m· ®Þa chØ víi ch©n OE cña

thiÕt bÞ ngo¹i vi.

A0..A7

Data in

A0..A7

A8..A15

ALE

http://www.ebook.edu.vn

§¹i Häc S− Ph¹m Kü ThuËt H−ng yªn

ThiÕt kÕ hÖ PLC

Lª Thμnh S¬n

[

VXL 8031 nhËn biÕt mét qu¸ tr×nh truy nhËp d÷ liÖu bªn ngoµi 8 vµ 16 bit,

khi truy nhËp d÷ liÖu 8 bit, néi dung cña cáng P2 gi÷ nguyªn kh«ng thay ®æi.

gièng nh− khi viÕt, c¸c ®Þa chØ ®−îc truy nhËp ®−îc xuÊt ra Bus chung dïng cho

d÷ liÖu vµ ®Þa chØ, tõ ®ã suy ra r»ng mét vïng ®Þa chØ lín nhÊt lµ 256 Byte cã thÓ

trao ®æi ®−îc. Cßn khi s¶y ra qu¸ tr×nh truy nhËp 16 bit, bé xö lý xuÊt ra 8 bit ®Þa

chØ gi¸ trÞ cao h¬n qua cæng P2. B»ng c¸ch nµy cã thÓ truy nhËp trùc tiÕp lªn bé

nhí d÷ liÖu bªn ngoµi ®Õn 64 KB.

H×nh vÏ gi¶n ®å sau ®©y biÓu diÔn diÔn biÕn cña mét qu¸ tr×nh viÕt lªn bé

nhí d÷ liÖu bªn ngoµi cña VXL 8031.

ViÖc s¾p xÕp c¸c ®Þa chØ gi¸ trÞ thÊp A

®Õn A

diÔn ra gièng nh− trong qu¸

tr×nh truy nhËp ®Ó ®äc, tiÕp theo c¸c d÷ liÖu cÇn viÕt ®−îc xuÊt ra cæng P0. Mét

xung Low ®−îc ®Æt lªn ®−êng dÉn WR. Th«ng th−êng th× khi xuÊt hiÖn s−ên dèc

lªn ë ®−êng dÉn tÝn hiÖu nµy, khèi ngo¹i vi ®−îc nèi vµo Bus d÷ liÖu sÏ ®ãn nhËn

c¸c th«ng tin ®−îc s¾p xÕp trªn Bus d÷ liÖu.

Víi qu¸ tr×nh truy nhËp ®Ó viÕt, gièng nh− khi ®äc c¸c qu¸ tr×nh truy nhËp

8 hoÆc 16 bit lªn thiÕt bÞ ngo¹i vi bªn ngoµi lµ hoµn toµn cã thÓ. Khi truy nhËp 8

bit, cæng P2 còng gi÷ nguyªn kh«ng thay ®æi, trong khi ë qu¸ tr×nh truy nhËp 16

bit c¸c ®Þa chØgi¸ trÞ cao h¬n ®−îc s¾p xÕp.

Khi ho¹t ®éng víi bé nhí bªn ngoµi, c¸c cæng 0,2 vµ ®«i khi c¶ cæng 3

®Òu ®−îc s¾p xÕp dïng cho viÖc ®Þnh ®Þa chØ vµ truyÒn d÷ liÖu, mét bé nhí Ram

A0..A7

Data in

A0..A7

ALE

A8..A15

http://www.ebook.edu.vn

§¹i Häc S− Ph¹m Kü ThuËt H−ng yªn

ThiÕt kÕ hÖ PLC

Lª Thμnh S¬n

[

ngoµi sö dông cïng Bus ®Þa chØ vµ Bus d÷ liÖu gièng nh− bé nhí ch−¬ng tr×nh ë

ngoµi. nh−ng chóng ®−¬cn trao ®æi víi c¸c ®−êng dÉn ®iÒu khiÓn IOR vµ IOW ,

trong khi bé nhí ch−¬ng tr×nh ë ngoµi ®−îc kÝch ho¹t b»ng tÝn hiÖu PSEN .

. Vi ®iÒu khiÓn 8031.

PhÇn tr−íc ta ®· t×m hiÓu nh÷ng nÐt c¬ b¶n vÒ hä VXL MCS -51 ®¹i diÖn

lÇ VXL 8031. Cã thÓ nãi bé VXL 8031 cña h·ng INTEL lµ thÕ hÖ kÕ tiªp cña

VXL 8048 sau khi ®· ®−îc c¶i tiÕn vµ më réng thªm nhiÒu vÒ phÇn cøng. HiÖn

nay bé VXL nµy lµ mét bé VXL ®−îc dïng th«ng dông nhÊt. Bé VXL 8031 ®Þnh

®Þa chØ « nhí d÷ liÖu vµ ch−¬ng tr×nh ®Õn 64 Kbyte. VÒ phÇn cøng trong 8031

®−îc bæ xung ph¶i kÓ ®Õn mét giao diÖn nèi tiÕp vµ mét bé ®Þnh thêi bæ xung ®·

lµm ®¬n gi¶n ho¸ c¶ nh÷ng øng dông phøc t¹p. Ngoµi ra tèc ®é lµm viÖc cña

8031 còng t¨ng lªn. Mét bé t¹o tÝn hiÖu gi÷ nhÞp víi tÇn sè ®−îc xo¸ ®Þnh bëi bé

céng h−ëng th¹ch anh ®Êu bªn ngoµi, x¸c ®Þnh ®é lµm viÖc cña VXL. C¸c lÖnh

®−îc thùc hiÖn tíi møc tÇn sè b»ng 1/12 tÇn sè riªng cña bé dao ®éng th¹ch anh.

Khi tÇn sè riªng cña bé dao ®éng th¹ch anh b»ng 12 MHz th× mét lÖnh mét byte

cÇn ®óng mét Micro gi©y. Khi c¸c lÖnh cã th¹m sè cÇn tra cøu trong bé nhí

ch−¬ng tr×nh th× cÇn cã thêi gian dµi gÊp ®«i.

2.6.

. Bé ®Õm ch−¬ng tr×nh cña 8031.

Bé ®Õm ch−¬ng tr×nh ®−îc dïng ®Ó chØ ®Õm byte lÖnh tiÕp theo sÏ ®−îc

®äc. Nã kh«ng bÞ ¶nh h−ëng trùc tiÕp nh−ng sÏ bÞ thay ®æi b»ng nh÷ng lÖnh rÏ

nh¸nh nh− lÖnh Jump hoÆc Call. Nã còng cã thÓ dïng nh− ®Þa chØ c¬ së cho chØ

sè ®Þa chØ khi ®äc tõ bé nhí ch−¬ng tr×nh.

Khèi Ram trong cña 8031tõ [ 0h.....1Fh] ®−îc dïng cho c¸c thanh ghi. C 4

bank víi 8 thanh ghi trong mçi Bank ®ã tõ R0 ®Õn R7.

Bank thanh ghi 0: Tõ 00h ®Õn 07h ( R0 dÕn R7).

Bank thanh ghi 1: Tõ 08h ®Õn 0Fh

Bank thanh ghi 2: Tõ 10h ®Õn 17h

Bank thanh ghi 3: Tõ 18h ®Õn 1Fh

http://www.ebook.edu.vn

§¹i Häc S− Ph¹m Kü ThuËt H−ng yªn

ThiÕt kÕ hÖ PLC

Lª Thμnh S¬n

[

§Ó chän ®Þa chØ c¸c thanh ghi, ®Çu tiªn c¸c thanh ghi Bank ph¶i ®−îc kÝch

ho¹t (Active). ViÖc lùa chän ®−îc lµm bëi cê trong tõ tr¹ng th¸i ch−ong tr×nh

PSW. Sau khi ®· ®−îc chän thanh ghi 1 ®−îc kÝ hiÖu lµ RI.

VÝ dô:

Mov a , R5 sÏ chuyÓn néi dung thah ghi sè 5 vµo thanh ghi A, thanh

ghi ®ã phô thuéc vµo thanh ghi Bank hiÖn t¹i ®−îc chän, cã thÓ lµ byte sè 5,

0Dh, 15h hoÆc 1Dh cña Ram trong. C¸c thanh ghi Bank th−êng ®−îc dïng dµnh

cho ch−¬ng tr×nh con ( Subroutine) hoÆc ch−ong tr×nh con phôc vô ng¾t ( Interup

Service Routine).

2.6.

. Nh÷ng thanh ghi chøc n¨ng ®Æc biÖt: SFR ( Special Function

Registers).

Trong phÇn trªn cña vïng ®Þa chØ Ram bªn trong cña VXL 8031 cã ®Æt v«

sè c¸c thanh ghi cã chøc n¨ng ®Æc biÖt ( SFR) ®Ó qua ®ã cã thÓ trao ®æi víi c¸c

bé phËn ngo¹i vi ë bªn trong cña bé VXL 8031.

SFR bao gåm c¸c thanh ghi d÷ liÖu vÇ c¸c thanh ghi ®iÒu khiÓn chóng

n»m trong c¸c cæng, time, hoÆc lµ c¸c thanh ghi ®iÒu khiÓn ng¾t....

Cæng nèi tiÕp ®−îc ®iÒu khiÓn bëi SFR Scon, trong khi d÷ liÖu vµo ra cæng

nµy ®i qua thanh ghi SFR SBUF. Nh÷ng bit riªng lÎ cña Scon x¸c lËp nh÷ng chÕ

®é kh¸c nhau cña cæng nãi tiÕp. Scon cã thÓ ®−îc xem nh− thanh ghi ®iÒu khiÓn

vµ SBUF ®−îc gäi lµ thah ghi d÷ liÖu.

SFR cã byte ®Þa chØ trong kho¶ng ( 80h...FFh) ( tiÕp theo phÇn ®Þa chØ cña

Ram trong tõ 00h....07h nh− ®· nãi ë trªn). 8031 cã thÓ truy nhËp Ram vµ SFR

b»ng chÕ ®é ®Þa chØ gi¸n tiÕp thanh ghi.

VÝ dô:

Mov A,80h: ChuyÓn gi¸ trÞ l−u tr÷ trong SFR 80h vµo thah ghi A

Mov A, @ RO: RO ®· ®−îc ®Æt 80h, sÏ chuyÓn néi dung cña Ram vµo

trong thah ghi A.

SFR bao gåm c¶ thanh ghi A, thanh ghi B vµ tõ tr¹ng th¸i ch−¬ng tr×nh

PSW bao gåm c¶ cê hÖ thèng nh− cê Carry cã 2 bit ®Ó kÝch ho¹t thanh ghi Bank.

Sau ®©y lµ danh s¸ch c¸c thanh ghi cã chøc n¨ng ®Æc biÖt SFR cña 8031:

http://www.ebook.edu.vn

§¹i Häc S− Ph¹m Kü ThuËt H−ng yªn

ThiÕt kÕ hÖ PLC

Lª Thμnh S¬n

[

Stt Register

Address

Mnemonic

Internal

Port O Latch

80h

2 Stack

Pointer

81h

Data Pointer Low Byte

DPL

82h

Data Pointer High Byte

DPH

83h

5 Power

Control

PCON

87h

Timer/ Counter Control

TCON

88h

Timer/ Counter Low Byte

TLO

8Ah

Timer/ Counter Mode Control

TMOM

89h

Timer/ Counter 1 Low Byte

TL1

8Bh

Timer/ Counter 0 High Byte

TH0

8Ch

Timer/ Counter 1 High Byte

TH1

8Dh

Port 1 Latch

90h

13 Serial

Port

Control

SCON

98h

14 Serial

Data

Port

SBUF

99h

Port 2 Latch

A0h

16 Interrupt

Enable

A8h

Port 3 Latch

B0h

Interrupt Priority Control

B8h

Progam Status Word

PSW

D0h

Accumalator

Acc or A

E0h

21 B

F0h

TÊt c¶ nh÷ng SFR ®−îc bæ xung, nöa byte ®Þa chØ gi¸ trÞ thÊp cña nã cã gi¸

trÞ b»ng 0 hoÆc b»ng 8 ( c¸c ®Þa chØ byte 80h, 88h... cho ®Õn F8) lµ ®Þnh ®Þa chØ

®−îc theo bit. Bëi v× phÇn lín c¸c SFR bao gåm tõ nh÷ng bit riªng lÎ víi c¸c

chøc n¨ng ®éc lËp, nªn sÏ rÊt thuËn lîi khi cÇn ®Æt vµ ®Æt ra c¸c bit ®iÒu khiÓn

riªng lÎ.

http://www.ebook.edu.vn

§¹i Häc S− Ph¹m Kü ThuËt H−ng yªn

ThiÕt kÕ hÖ PLC

Lª Thμnh S¬n

[

2.6.

. RAM trong cña 8031.

RAM trong cña 8031 bao gåm c¶ c¸c thanh ghi vµ c¸cc thanh ghi cã thÓ lËp

tr×nh vµ xo¸ tõng bit nh− lµ Ram ®a môc ®Ých. Ram ®−îc dïng nh− lµ vïng lµm

viÖc ®a n¨ng. Ram on chip cã ®Þa chØ tõ 00h ®Õn 7Fh.

Bé VXL 8031 qu¶n lý c¸c ®Þa chØ t¸ch rêi nhau dïng cho bé nhí Ram bªn

trong b»ng 128 byte ( ë 8032 lµ 256 byte), cho bé nhí ch−¬ng tr×nh vµ bé nhí d÷

liÖu ë bªn ngoµi ( nÕu nh− cã ®Çu vµo). Cïng ®Þa chØ ®ã cã thÓ xuÊt hiÖn ®ång

thêi 3 lÇn. Mét ®Æc ®iÓm cña 8031 lµ kh¶ n¨ng truy nhËp nh÷ng lÖnh ®Æc biÖt lªn

c¸c bit riªng lÎ cho bé nhí Ram bªn trong. Vïng bé nhí Ram 29h ®Õn 2Fh ®−îc

sö dông 1 c¸ch tù do lµ cã thÓ truy nhËp tíi b»ng c¸c ®Þa chØ bit 0 ®Õn 7Fh.

Bé nhí Ram bªn trong cho phÐp xÕp ®Æt trong vïng phÝa r−íi 4 d·y thanh

ghi ®éc lËp víi mçi d·y 8 thanh ghi. Sau mçi lÇn ®Æt l¹i ( Reset), ng¨n xÕp b¾t

®Çu ë ®Þa chØ 08 vµ t¨ng dÇn lªn phÝa trªn víi mçi lÇn gäi ch−¬ng tr×nh con. §Ó

cã thÓ xö dông nh÷ng Bank thanh ghi cao h¬n, con trá ng¨n xÕp ph¶i ®−î ®Æt lªn

mét gi¸ trÞ thÝch hîp ë chç b¾t ®Çu cña mét ch−¬ng tr×nh.

ChØ thÞ Mov chuyÓn d÷ liÖu ®Õn Ram hoÆc tõ Ram ®i cho phÐp dïng c¶ 2

chÕ ®é trùc tiÕp vµ gi¸n tiÕp ®Þa chØ.

VÝ dô:

Mov A,35h; SÏ chuyÓn néi dung cña byte 35h cña Ram trong cña thanh ghi A.

LÖnh cña 8031 sö dông kÝ hiÖu # ®Ó chØ ra ®ã lµ h»ng sè.

Mov A,# 35h; ChuyÓn 35h vµo thanh ghi A.

Mov A,@ RO; ChuyÓn néi dung cu¶ byte nhí ë Ram trong cã ®Þa chØ

®−îc chøa trong thanh ghi Ro vµo thanh ghi A.( C¸c thanh ghi ®−îc dïng cã thÓ

tõ 0 ®Õn 7).

8031 cã 128 bye bé nhí, do ®ã cã thanh ghi Ro chøa gi¸ trÞ tõ 00h ®Õn

7hH. Vµ chØ cã thanh ghi R0,R1 cña nh÷ng bank thanh ghi ®−îc chän hiÖn thêi

cã thÓ dïng chÕ ®é gi¸n tiÕp ®Þa chØ.

Bé nhí Ram bªn trong cña 8031:

http://www.ebook.edu.vn

§¹i Häc S− Ph¹m Kü ThuËt H−ng yªn

ThiÕt kÕ hÖ PLC

Lª Thμnh S¬n

[

7FH

30H

Sö dông tù do vµ ng¨n xÕp

2FH

20H

C¸c ®Þa chØ bit 0.....7Fh

1FH

18H

Bank thanh ghi 3

17H

10H

Bank thanh ghi 2

0FH

08H

Bank thanh ghi 1

07H

00H

Bank thanh ghi 0

2.6.

. ROM – Bé nhí chØ ®äc.

Bé VXL 8031 cã 4 cæng vµo ra song song ( Parallel Input/Output Port).

Khi cæng ®−îc dïng lµ cæng ra, d÷ liÖu ®−îc ®Ó trong SFR t−¬ng øng. Gi¸ trÞ

®−îc viÕt ®Õn SFR t−¬ng øng sÏ ®−îc chèt vµo vµ ph¸t ra tÝn hiÖu sau khi qu¸

tr×nh ghi kÕt thóc. Gi¸ trÞ cña cæng ra thay ®æi khi gi¸ trÞ míi ®−îc chèt.

Khi cæng ®−îc dïng lµ cæng vµo, ®Çu tiªn gi¸ trÞ FFh sÏ ®−îc ghi lªn

cæng, sau ®ã tÊt c¶ c¸c cæng vµo lµm cho ch©n ®iÖn thÐ thÊp sÏ ®−îc ®Æt b»ng 0.

ViÖc ®äc c¸c SFR t−¬ng øng sÏ ®äc gi¸ trÞ cña cæng. Bé chèt cöa ra sÏ ®iÒu

khiÓn ch©n cæng lªn møc logic 1 nÕu kh«ng dßng ®iÖn cña m¹ch ngoµi h¹ xuèng

trªn ch©n. MÆc dï cïng 1 SFR ®ang ®−îc dïng, nh−ng bªn trong vÉn cã 2 thao

t¸c ®−îc tiÕn hµnh khi cæng ®ang ®−îc ®äc vµ ®−îc ghi. C¸c thao t¸c ®−îc tiÕn

hµnh khi cæng ®ang ®−îc ®äc vµ ®−îc ghi. C¸c thao t¸c ®−îc thùc hiÖn hoµn toµn

b»ng phÇn cøng, b¶o vÖ gióp ng−êi dïng tõ viÖc gi÷ h−íng khi d÷ liÖu ®−îc

chuyÓn.

http://www.ebook.edu.vn

§¹i Häc S− Ph¹m Kü ThuËt H−ng yªn

ThiÕt kÕ hÖ PLC

Lª Thμnh S¬n

[

Mét ®iÒu chó ý n÷a lµ mÆc dï tÊt c¶ c¸c thao t¸c ®äc mµ ®äc gi¸ trÞ tõ

ch©n cæng, Cã mét vµi thao t¸c vÉn ®äc ngÇm ®äc gi¸ trÞ cña cæng chèt, gäi lµ

thao t¸c Read Modify Wite.

VÝ dô:

INC P1 sÏ ®äc néi dung cu¶ cæng, t¨ng gi¸ trÞ vµ ghi kÕt qu¶ trë l¹i cæng.

Nh÷ng thao t¸c ®ã ®−îc tiÕn hµnh hoµn toµn b»ng phÇn cøng. nh÷ng chØ thÞ read

Modify Wite lÇ ANL, ORL, XRL khi mµ to¸n h¹ng ®Ých lµ c¸ bit cña cæng SFR,

cßn thao t¸c JBC vµ CPL ®−îc dïng khi to¸n h¹ng ®Ých lµ c¸c bit cña cæng SFR.

INC, DEC, MOV, CLR vµ SET, DJNZ ®−îc dïng khi to¸n h¹ng thø nhÊt lµ cæng

SFR.

VÝ dô:

MOV P1.0,c chuyÓn gi¸ trÞ cña cê Carry vµo bit 0 cña Port 1. thao t¸c nµy

®−îc tiÕn hµnh b»ng phÇn cøng, chia lµm 2 phÇn: Port 1 ®−îc ®äc tõ chèt sau ®ã

bit 0 cña nã sÏ bÞ thay ®æi vµ sÏ ®−îc ghi trë l¹i chèt.

Tæng céng cã 4 cæng, nh−ng khi dông bé nhí ë ngoµi th× 3 cæng trong sè

®ã ®−îc sö dông hoµn toµn hoÆc mét phÇn. ChØ cßn l¹i cæng P1 cã 8 lèi ra vµo

®−îc sö dông tù do. Chóng ®−îc gäi lµ c¸c cæng gi¶ hai h−íng (

Quasi bidirectional

bëi v× tr¹ng th¸i tÜnh cña cæng nµy lµ cao vµ cã ®iÖn trë cao, ngoµi ra chóng cã

thÓ ®ãng vai trß nh− c¸c lèi vµo. ë tr¹ng th¸i thÊp chóng cã ®iÖn trë thÊp vµ cã

thÓ ®Öm trùc tiÕp cho c¸c LED. Cæng 0,2,3 cã c¸c chøc n¨ng thay ®æi, nh÷ng

ch©n cæng nµy cã thÓ ®−îc dïng nh− lµ nh÷ng ®−êng vµo ra sè liÖu chung, hoÆc

cã thÓ dïng cho nh÷ng chøc n¨ng thø hai cña chóng. Chøc n¨ng thø hai cña cæng

0 vµ 2 lµ giao tiÕp víi bé nhí ngoµi. Cæng 3 cã c¸c chøc n¨ng thø hai nh− sau:

Bit Alternate Function

Mnemonic/ Designation

Serial Input Port

RxD

Serial Output Port

TxD

External Interrupt 0

INT

External Interrupt 1

INT

Timer/ Counter 0 External Input

Timer/ Counter 1 External Input

http://www.ebook.edu.vn

§¹i Häc S− Ph¹m Kü ThuËt H−ng yªn

ThiÕt kÕ hÖ PLC

Lª Thμnh S¬n

[

External Memory Write Strobe WR

External Memory Read Strobe RD

§Ó tiÕn hµnh lùa chän c¸c chøc n¨ng thø mét hay hai cña c¸c cæng th× c¸c

SFR t−¬ng øng ph¶i ®−îc thiÕt lËp.

2.6.

. Cæng nèi tiÕp cña 8031.

Giao diÖn nèi tiÕp ë bªn trong cña VXL 8031 cho phÐp ghÐp nèi béVXL

víi mét m¸y tÝnh PC mét c¸ch rÊt ®¬n gi¶n. Bëi v× giao diÖn ®−îc thùc hiÖn nhê

bé UART ho¹t ®éng ®éc lËp( Autonomous), nªn bé VXL hoµn toµn tù do ®èi víi

c¸c nhiÖm vô kh¸c. Cæng nèi tiÕp ®−îc ®iÒu khiÓn víi thanh ghi cã chøc n¨ng

®Æc biÖt (SFR) SCON. §Ó khëi t¹o giao diÖn thanh ghi SCON cÇn ph¶i ®−îc n¹p

b»ng c¸c tham sè thÝch hîp.

SCON: ( SFR 98h)

SM0 SM1 SM2

REN

TB8

RB8

7 6 5 4 3 2 1

MSO

MS1

ChÕ

®é

SMO, SM1: C¸c bit chÕ ®é nèi tiÕp 1 vµ 2 chän lo¹i ho¹t ®éng.

ChÕ ®é 0: Cæng nèi tiÕp dïng nh− mét thanh ghi dÞch vµ tèc ®é dÞch b»ng

mét chu kú m¸y hay b»ng 1/12 dao ®éng tinh thÓ th¹ch anh

ChÕ ®é 1: Dïng Timer 1 ®Ó ph¸t ra tèc ®é Baud ®Ó truyÒn vµ nhËn 8 bit d÷

liÖu.

ChÕ ®é 2: Dïng cæng nèi tiÕp 9 bit víi tèc dé baud lµ 1/32 hay 1/64 dao

®éng tinh thÓ th¹ch anh.

ChÕ ®é 3: Dïng nèi tiÕp 9 bit víi tèc ®é baud ®−îc quyÕt ®Þnh bëi Timer 1.

SM2 dïng trong chè ®é 2 hoÆc 3 ®Ó ®a xö lý ®−îc dÔ dµng.

http://www.ebook.edu.vn

§¹i Häc S− Ph¹m Kü ThuËt H−ng yªn

ThiÕt kÕ hÖ PLC

Lª Thμnh S¬n

[

REN: §−îc x¸c lËp b»ng phÇn mÒm ®Ó cho phÐp nhËn nèi tiÕp nÕu bÞ xo¸

d÷ liÖu sÏ nhËn theo tõng khèi.

TB8: §−îc lËp vµ xo¸ b»ng phÇn mÒm vµ bit thø 9 sÏ ®−îc truyÒn trong

Mode 2 vµ Mode 3.

RB8: Phô thuéc vµo chÕ ®é ho¹t ®éng cña chÕ ®é lµm viÖc. NÕu ®ang lµm

viÖc ë chÕ ®é 2 hoÆc 3 th× sÏ nhËn 9 bit d÷ liÖu vµ bit cuèi cïng ®−îc ®−a vµo

RB8.

TI: §−îc x¸c lËp bëi phÇn cøng ®Ó b¸o hiÖu viÖc truyÒn ®· kÕt thóc. Nã

ph¶i ®−îc xo¸ b»ng phÇn mÒm ®Ó cho phÐp truyÒn d÷ liÖu tiÕp theo.

RI: §−îc x¸c lËp b»ng phÇn cøng ®Ó b¸o hiÖu viÖc nhËn ®· hoµn thµnh. Nã

còng ®−îc xo¸ b»ng phÇn mÒm lóc ®äc byte d÷ liÖu tõ SBUF ®Ó cho phÐp nhËn

d÷ liÖu tiÕp theo.

Thanh ghi d÷ liÖu cña giao dÞch nèi tiÕp lµ SBUF (SFR 99h) d÷ liÖu vµo vµ

ra cæng nèi tiÕp ®Òu ®i qua SFR SBUF. Thùc tÕ phÝa sau thanh ghi SBUF lµ hai

thanh ghi cô thÓ lµ thanh ghi d÷ liÖu truyÒn vµ thanh ghi d÷ liÖu nhËn. Qu¸ tr×nh

®−îc truyÒn më ®Çu b»ng c¸ch ®¬n gi¶n b»ng c¸ch truy nhËp ®Ó ghi lªn thanh

ghi SBUF. Ng−îc l¹i, mét byte ®· ®−îc nhËn cã thÓ ®−îc ®äc tõ SBUF. Trong

chÕ ®é 9 bit, mçi mét bit thø 9(TB 8 hoÆc TR 8) trong thanh ghi SMOD cÇn ph¶i

®−îc chó ý ®Õn. ng−êi ta hay dïng chÕ ®é ho¹t ®éng lo¹i 1 vµ nh− vËy cã 1 bé

UART 8 bit, tèc ®é Baud b»ng bé ®Þnh thêi 1. Dßng d÷ liÖu 8 bit ®−îc më ®µu

b»ng 1 bit Start kÕt thóc b»ng 1 bit Stop. Tèc ®é Baud b»ng 1/16(SMOD =1)

hoÆc 1/32 (SMOD=0) cña tèc ®é trµn cña bé ®Þnh thêi 1. SMOD lµ bÝt cã gi¸ trÞ

cao nhÊt trong thanh ghi SCON ( SFR 87h).

SMOD: 1 b»ng tèc ®é Baud thÊp, b»ng 0 tèc ®é baud cao.

GF1, GF2: Cê ®−îc sö dông tù do.

PD: ChÕ ®é Power Down (chØ ë lo¹i CMOS 80C31).

IDL: ChÕ ®é ch¹y kh«ng (IDLE).

2.6.

. Timer/ Counter cña 8031.

ViÖc t¹o ra mét tÝn hiÖu gi÷ nhÞp dïng cho giao diÖn nèi tiÕp ®ßi hái tr−íc

hÕt lµ viÖc lËp tr×nh cho bé ®Þnh thêi 1. 8031 cã 2 Timer/ Counter, c¶ hai bé ®Þnh

http://www.ebook.edu.vn

§¹i Häc S− Ph¹m Kü ThuËt H−ng yªn

ThiÕt kÕ hÖ PLC

Lª Thμnh S¬n

[

thêi nµy ®Òu cã hai thanh ghi ®Õm 8 bit trªn mçi bé. C¸c thanhghi nµy cã thÓ

®−îc n¹p vµ ®−îc ®äc ra. Time / Counter 0 lµ thanh ghi TH0 vµ TL0, Timer/

Counter 1 lµ TH1 vµ TL1. Khi ho¹t ®éng, mçi khi cã xung ®ét nµo th× sè ®Õm

xong l−u trong 1 hoÆc 2 ch©n cña cæng 3 (XTAL1, XTAL2). Sè xung hiÖn t¹i

cña Timer/ Counter cã thÓ ®äc tõ TL0 vµ TL 1 hoÆc TH0 vµ TH1. Timer/Counter

còng ph¸t ra ng¾t víi ®iÒu kiÖn lµ nh÷ng ng¾t ®ã kh«ng bÞ IE ch¾n, khi bé ®Õm

bÞ trµn ( vµ l¹i quay vÒ 0) th× ng¾t ®−îc ph¸t ra. Tr¹ng th¸i cña c¸c ng¾t ®ã ®−îc

quan s¸t qua SFR TCON.

Ho¹t ®éng cña Timer/ Counter ®−îc ®iÒu khiÓn bëi bé xung ngÉu nhiªn tõ

nguån tíi thanh ghi ®Õm d÷ liÖu. Nguån d÷ liÖu sÏ tíi thanh ghi d÷ liÖu cña

Timer 0 nÕu ®iÒu kiÖn lµ (Gate hoÆc INTO) vµ TR0. Gate lµ bit ®iÒu khiÓn

Timer 0 cña TMOD. 8031 coi bit ®iÒu khiÓn lµ Gate. Tuy nhiªn khi Timer/

Counter ho¹t ®éng trong lóc Gate ®ang ë møc logic thÊp th× sÏ gièng nh− trªn

chøng tá bit ®iÒu khiÓn lµ Gate. TR0 còng lµ bit ®iÒu khiÓn cña Timer 0 trong

TMOD

GT C/T M1 M0

TI1 TR1 TI0 TR0

TCON

P3.2(INT0)

P3.4(T0)

Illator Frequenry

UP DATE
TH0, TL0

MODE
SElECT

S¬ ®å khèi cña Timer/Counter

http://www.ebook.edu.vn

§¹i Häc S− Ph¹m Kü ThuËt H−ng yªn

ThiÕt kÕ hÖ PLC

Lª Thμnh S¬n

[

thanh ghi TMOD, INTO cña 80331 ( ch©n 12 cña 8031). §iÒu kiÖn trªn ®· chØ râ

r»ng nh÷ng thanh ghi d÷ liÖu cña Timer 0 ®· ®−îc cËp nhËp nguån khi bit ®iÒu

khiÓn TR0 ®−îc thiÕt lËp vµ c¶ bit ®iÒu khiÓn Gate bÞ xo¸ hoÆc INT0 cña 8031 ë

møc 1.

Th«ng th−êng ng−êi ta chia chÕ ®é lµm viÖc cña bé ®Þnh thêi ra lµm 3 phÇn:

+. Nguån vµo

+. §iÒu khiÓn ho¹t ®éng.

+. CËp nhËp chÕ ®é lµm viÖc.

Nguån vµo cã thÓ lµ 1/12 tÇn sè dao ®éng hoÆc xung nhËn ®−îc ë ch©n T0

(T1)cña cæng P3 bëi Timer 0 (Timer 1).

Nguån vµo ®−îc chän bëi bit ®iÒu khiÓn C?T cña thanh ghi TMOD. Trªn

thùc tÕ cã 2 bit ®iÒu khiÓn, mçi bit cho 1 Timer.

Nh− ®· nãi ë trªn ®Ó t¹o ra tÝn hiÖu gi÷ nhÞp cho Timer/ Counter 1. C¸c

tÝnh chÊt cña bé ®Þnh thêi ®−îc ®iÒu khiÓn qua thanh ghi TCON ( SFR 88h) vµ

TMOD ( SFR 89h). Trong ®ã lo¹i ho¹t ®éng ®−îc thiÕt lËp qua TMOD.

Bé ®Þnh thêi 1 hoÆc 0 ®Õm c¸c xung nhÞp bªn trong cña 8031 nh− lµ bé

®Õm liªn tôc tù do. V× thÕ nã ®−îc ®−a vµo nh− lµ mét bé ®Þnh thêi trong chÕ ®é

ho¹t ®éng lo¹i 2. Khi ®ã cø mçi lÇn trµn th× mét tr¹ng th¸i ®· ®−îc ®Æt tr−íc bé

®Õm l¹i t¸i lËp trong bé ®Õm. Mçi mét bé ®Õm ®−îc khëi ®éng qua bit TR cña nã

trong thanh ghi TCON, TCON còng cã chøa c¸c cê trµn cña 2 bé ®Þnh thêi vµ 4

bit ®iÒu khiÓn ®Ó ®iÒu khiÓn ng¾t qua c¸c ch©n

INT vµ

INT .

§èi víi chÕ ®é ho¹t ®éng nh− lµ m¸y ph¸t tèc ®é Baud, ë ®©y chØ cÇn bit

ch¹y ( Rn bit) TR1 ph¶i ®−îc ®Æt. Muèn thÕ ph¶i ®Þnh ®Þa chØ ®−îc tíi bit lµ ®¹t

tíi ®−îc ®Þa chØ 8Eh. Nh−ng tr−íc hÕt, khi bé ®Õm ®−îc lµm dõng th× tèc ®é bé

chia tÇn cÇn ph¶i ®−îc thiÕt lËp. ë lo¹i ho¹t ®éng 2, byte bé ®Õm cã gi¸ trÞ cao

nhÊt TH1 cã chøa gi¸ trÞ n¹p l¹i, gi¸ trÞ mµ cø mçi lÇn trµn l¹i ®−îc n¹p vµo

thanh ghi bé ®Õm. §èi víi vËn tèc truyÒn 9600 Baud, ë bit SMOD ®· ®−îc ®Æt

cÇn cã gi¸ trÞ tÇn sè bé céng h−ëng th¹ch anh b»ng 11,0592 MHz ph¶i lùa chän

mét sè chia b»ng 6.

11059,2 KHz/12/6/16 = 9,6 KHz.

http://www.ebook.edu.vn

§¹i Häc S− Ph¹m Kü ThuËt H−ng yªn

ThiÕt kÕ hÖ PLC

Lª Thμnh S¬n

[

Khi n¹p gi¸ trÞ bé ®Õm b»ng 256 - 6 = 250 = FAh th× hÖ sè chia b»ng 6 v×

bé ®Õm ë ®©y ®Õm theo h−íng tiÕn.

Timer/ Counter cã 4 chÕ ®é ho¹t ®éng, ho¹t ®éng cña c¶ 2Timer/ Counter

®−îc quyÕt ®inh bëi SFR TMOD. 4 bit thÊp cña TMOD ®iÒu khiÓn 0,4 bit cao

cña TMOD ®iÒu khiÓn Timer 1.

TMOD Register(89h) :

7 6 5 4 3

Gate C/T M1

M0 Gate

C/T

Bé ®Õm 1

Bé ®Õm 0

Gate: Mçi mét bé ®Õm ®−îc cho phÐp qua ch©n INTO hoÆc

INT

. Khi TR0

(RT1) cña TCON ®−îc thiÕt lËp Gate sÏ xo¸ Timer/ Counter ho¹t ®éng. NÕu

Gate vµ TR0 ( TR1) còng ®−îc thiÕt lËp th× cho phÐpTimer/ Counter ho¹t ®éng

nÕu INTO (IMT1) ®−îc kÝch ho¹t Low.

C/T (Counter/Timer Select):

0: Timer

1: Counter.

Bé ®Õm sÏ t¨ng khi xung vµo TO ( T1) cæng 3 ë chÕ ®é Timer mçi khi cã

xung ( qua) thø 12 th× bé ®Õm sÏ t¨ng.

M1 vµ M0 : Chén chÕ ®é lµm viÖc.

0 : Mode 0 bé ®Õm/ bé ph¸t thêi gian 13 bit. Trong chÕ ®é nµy

ng¾t ®−îc ph¸t ra khi cã 2

= 8192 xung vµo.

1 : Mode 1 bé ®Õm/ bé ph¸t thêi gian 16 bit. Trong chÕ ®é nµy

ng¾t ®−îc ph¸t ra khi cã 2

= 65536 xung vµo.

0 : Bé ®Õm/ bé ph¸t thêi gian 8 bit, tù ®éng n¹p l¹i khi bËt nguån

nu«i.

1 : Mode 3 chØ dïng cho bé ®Õm 0 : Hai bé ®Õm 8 bit t¸ch rêi

nhau.

http://www.ebook.edu.vn

§¹i Häc S− Ph¹m Kü ThuËt H−ng yªn

ThiÕt kÕ hÖ PLC

Lª Thμnh S¬n

[

TCON Register ( SFR 88h).

7 6 5 4 3 2 1 0

TF1 TR1 TF0 TR0

IE1 IT1 IE0 IT0

TF1:

Cê trµn dïng cho Timer 1. TF1 ®−îc thiÕt lËp b»ng phÇn cøng khi

Timer/Counter bÞ trµn. TF1 bÞ xo¸ khi cã xö lý rÏ nh¸nh ®Õn ch−¬ng tr×nh con,

phôc vô ng¾t, TF1 vµ IE1 cã thÓ ®iÒu khiÓn b»ng phÇn mÒm ®Ó quyÕt ®Þnh tr¹ng

th¸i cña Timer 1.

TR1:

§ãng m¹ch Timer 1: Timer/Counter 1 kh«ng ho¹t ®éng khi bit nµy

bÞ xo¸, bit nµy cÇn thiÕt ®−îc lËp nh−ng kh«ng ®ñ ®Ó cho phÐp Timer/Counter

ho¹t ®éng. TR1 ®iÒu khiÓn hoµn toµn b»ng phÇn mÒm.

TF0:

Cê trµn dïng cho Timer 0.

TR0:

§ãng m¹ch Timer 0.

IE1:

Ng¾t ë INT1 víi kÝch chuyÓn b»ng s−êng xung. §−îc thiÕt lËp b»ng

phÇn mÒm khi ng¾t ngoµi ®−îc x¸c ®Þnh, bit nµy sÏ bÞ xo¸ khi lÖnh Return ®−îc

thùc hiÖn ( Return From Interrupt).

IT1:

Cê ng¾t dïng cho INT1. Ng¾t 1 ë ngoµi nhËn qua ch©n P3.3 cña

cæng 3. Xãa IT1 th× ng¾t sÏ ph¸t ra khi tÝn hiÖu ngoµi lµ thÊp. NÕu tÝn hiÖu ngoµi

vÉn ë møc thÊp INT1 sÏ ®−îc ph¸t ra nÕu INT1 bÞ xo¸ vµ sÏ kh«ng ph¸t ra nÕu

INT1 ®−îc lËp. INT1 ®−îc ®iÒu khiÓn b»ng phÇn mÒm.

IE0: Ng¾t ë INT0 víi kÝch chuyÓn b»ng s−ên xung.

IT0: Cê ng¾t dïng cho INT0.

2.6.

. §iÒu khiÓn ng¾t.

8031 cã 5 ng¾t: TF0, TF1, INT0, INT1 vµ kÕt qu¶ cña cæng nèi tiÕp. TF0

vµ TF1 cña c¸c thanh ghi TCON t¹o ra 2 ng¾t, Timer/Counter t¹o ra ng¾t khi bé

®Õm bÞ trµn. INT0 vµ INT1 t¹o ra 2 ng¾t ngoµi, nh÷ng ng¾t ®ã do tÝn hiÖu ngoµi

nhËn ®−îc qua 2 ch©n P3.2 vµ P3.3 cña cæng 3. PhÇn cøng ®iÒu khiÓn ng¾t cã thÓ

lËp tr×nh ®Ó tr¶ lêi mçi khi cã s−ên xuèng cña tÝn hiÖu ngoµi hoÆc møc thÊp cña

tÝn hiÖu ngoµi. Sù lù chän nµy sÏ quyÕt ®Þnh bëi bit ®iÒu khiÓn INT0 vµ INT1 cña

SFR TCON. Ng¾t cuèi cïng lµ tõ cæng nèi tiÕp, cê ng¾t RT vµ TI cña SCON kÕt

http://www.ebook.edu.vn

§¹i Häc S− Ph¹m Kü ThuËt H−ng yªn

ThiÕt kÕ hÖ PLC

Lª Thμnh S¬n

[

hîp bëi cæng OR do ®ã cê thÊp cã thÓ ph¸t ra ng¾t. §ã lµ nhiÖm vô cña 2 cê TI

vµ RI ®Ó x¸c ®Þnh nguyªn nh©n g©y ra ng¾t.

Cã 2 SFR ®iÒu khiÓn ng¾t: Thanh ghi cho phÐp ng¾t IE dïng ®Ó che c¸c

ng¾t riªng lÎ vµ thanh ghi −u tiªn ng¾t IP ®Þnh ra nh÷ng ng¾t cã −u tiªn. Khi cã 2

ng¾t cïng ®−îc lËp tr×nh cïng mét møc −u tiªn th× møc −u tªn sÏ nh− sau:

IE0 lµ ng¾t cã −u tiªn cao nhÊt sau ®ã lµ TF0, IE1, TF1 vµ RI, TI lµ thÊp

nhÊt. Víi ®iÒu kiÖn µ kh«ng ®−îc ch¾n( Not Masked). VXL chÊp nhËn ng¾t vµ rÏ

nh¸nh ch−¬ng tr×nh ®Õn n¬i trong bé nhí ch−¬ng tr×nh ®−îc gäi bëi lÖnh Lcall.

Trong tr−êng hîp nµy tõ tr¹ng th¸i ch−¬ng tr×nh kh«ng ®−îc cÊt vµo Stack. Sau

®©y lµ ®Þa chØ c¸c Vect¬ ng¾t:

Interrupt

Service Rountine Address

Defal Priority

IE0

(

Highest)

TF0

3Bh

IE1

13h

TF1

1Bh

RI or TI

13h

5( Lowest)

IE Register:

7 6

4 3 2 1 0

ES ET1

EX1

ET0

EX0

EX0 (Enable Extenal Interrupt 0): §−îc thiÕt lËp b»ng phÇn mÒm ®Ó cho

phÐp ng¾t 0 ngoµi, xo¸ vÒ 0 lµ kh«ng cho phÐp.

ET0 ( Enable Timer/Counter Interrupt 0): ThiÕt lËp b»ng phÇn mÒm cho

phÐp Timer/Counter trµn Interrupt 0, xo¸ vÒ 0 lµ kh«ng cho phÐp.

EX1: §−îc thiÕt lËp b»ng phÇn mÒm ®Ó cho phÐp ng¾t 1 ngoµi, xo¸ vÒ 0 lµ

kh«ng cho phÐp.

ET1: ThiÕt lËp b»ng phÇn mÒm cho phÐp Timer/Counter trµn Interrupt 1,

xo¸ vÒ 0 lµ kh«ng cho phÐp.

ES: (Enable Serial Port Interrupt ): §−îc thiÕt lËp b»ng phÇn mÒm cho phÐp

cæng nèi tiÕp ng¾t 1, xo¸ vÒ 0 kh«ng cho phÐp.

http://www.ebook.edu.vn

§¹i Häc S− Ph¹m Kü ThuËt H−ng yªn

ThiÕt kÕ hÖ PLC

Lª Thμnh S¬n

[

EA( Enable All): Khi bit nµy bÞ xo¸ tÊt c¶ c¸c ng¾t nµy ®Òu bÞ xo¸ vµ khi

®−îc lËp sÏ cho phÐp phô thuéc vµo bit ®iÒu khiÓn.

IP Register:

7 6 5 4 3 2 1 0

PT1 PX1 PT0 PX0

PX0 ( Priority of Enable Interrupt 0): Khi ®−îc thiÕt lËp ng¾t 0 ngoµi nhËn

®−îc sÏ ë møc −u tiªn cao.

PT0 ( Priority of Timer/Counter Interrupt 0 ): Khi bit nµy lËp ng¾t 0 ë ngoµi

Timer/Counter nhËn ®−îc sÏ ë møc −u tiªn cao.

PX1: T−¬ng tù PX0 nh−ng cho ng¾t 1 ngoµi.

PT1: T−¬ng tù PT0 nh−ng cho ng¾t 1 ngoµi nhËn ®−îc.

PS: ( Priority of Serial Port Interrupt ): Ng¾t cæng nèi tiÕp nhËn ®−îc ë møc

−u tiªn cao khi bit nµy ®−îc lËp.

2.6.

. Bé ph¸t dao ®éng.

8031 cã mét bé ph¸t dao ®éng dïng th¹ch anh bªn ngoµi. Bé t¹o dao

®éng tÇn sè gièng nh− tÇn sè cña tinh thÓ th¹ch anh vµ ®−îc chia cho 12, nã cã

thÓ ®−îc dïng lµm ®Çu vµo cña Timer.

Dïng bé ph¸t dao ®éng 12 MHz th× ®Çu vµo cña Timer sÏ lµ 1 MHz. 8031

cã 12 chu kú dao ®éng trªn mét chu kú m¸y. Nã cã 255 thao t¸c nh÷ng nhãm

m· lÖnh, t−¬ng ®−¬ng 111 chØ thÞ.

VÝ dô:

Cã 15 m· thao t¸c cô thÓ phô thuéc vµo byte ®Ých, byte nguån vµ chÕ ®é

®Þa chØ. Thªm vµo ®ã, cã 2 lÖnh dÞch chuyÓn bit vµ mét lÖnh dÞch chuyÓn Word,

lÖnh ®ã dÞch chuyÓn 16 bit vµo con trá d÷ liÖu ( Data Poiter). Trong 255 m· thao

t¸c ®ã,159 thao t¸c hÕt mét chu kú m¸y, 51 thao t¸c cÇn 2 chu kú m¸y, 43 thao

t¸c cÇn 3 chu kú m¸y vµ 2 thao t¸c cÇn 4 chu kú m¸y. Trõ khi cã nhiÒu thao t¸c

chØ cÇn cã mét chu kú m¸y, 8031 ®· xem xÐt ®Õn kh¶ n¨ng cã thÓ thùc hiÖn hµng

triÖu lÖnh trong mét gi©y. RÊt nhiÒu hÖ thèng 8031 dïng dao ®éng tinh thÓ th¹ch

http://www.ebook.edu.vn

§¹i Häc S− Ph¹m Kü ThuËt H−ng yªn

ThiÕt kÕ hÖ PLC

Lª Thμnh S¬n

[

2.6.

. B¶n ®å cña bé nhí.

Khèi nhí trong kho¶ng {20h...2Fh} gåm 16 byte = 128 bit cã thÓ ®¸nh ®Þa

chØ theo tõng bit. Mét bit cã mét ®Þa chØ tõ 0h ®Õn 7Fh. Bit 0 cña 20 lµ bit ®Þa chØ

0 vµ bit 7 cña byte 2Fh lµ bit ®Þa chØ 7Fh.

STT Tªn Ký

hiÖu

Néi

dung

1 Accumulator

A 00h

2 B

B 00h

3 Program

Status

Word PSW

0000

0000b

4 Stack

Pointer

SP 07h

Date Pointer Low byte

DPL

00h

Date Pointer High byte

DPH

00h

7 Program

Counter

PC 0000h

Port 0 Latch

1111 1111b

Port 1 Latch

1111 1111b

Port 2 Latch

1111 1111b

Port 3 Latch

1111 1111b

12 Interrupt

Priority

IP xxx0

0000b

13 Interrupt

Enable

IE 0xx0

0000b

14 Timer/Counter

Mode

TMOD

0000

0000b

15 Timer/Counter

Control

TCON 0000

0000b

Timer/Counter 0 Low Byte

TL0

00h

Timer/Counter 0 High Byte

TH0

00h

Timer/Counter 1 Low Byte

TL1

00h

Timer/Counter 1 High Byte

TH1

00h

Serial Date Buffer

SBUF

Kh«ng X§

Serial Control

SCON

00h

Power Control

PCON

0xx0 0000b

http://www.ebook.edu.vn

§¹i Häc S− Ph¹m Kü ThuËt H−ng yªn

ThiÕt kÕ hÖ PLC

Lª Thμnh S¬n

[

VÝ dô:

Mov C,13h chuyÓn néi dung boolean cña bit 13h vµo thanh ghi cê. Bit 13h

lµ bit sè 3 cña byte ë vÞ trÝ 22h cña Ram trong. Ta còng cã thÓ viÕt nh− sau:

Mov C,22.3h còng cho mét kÕt qu¶. C¸c SFR kh¸c còng cã thÓ ®¸nh ®Þa

chØ theo tõng bit, nh÷ng bit ®Þa chØ ®ã n»m trong kho¶ng tõ { 80h... FFh}.

2FH

c¸c chÕ ®é ®Þa chØ vμ bé lÖnh cña 8031.

2.7.

. ChÕ ®é ®Þa chØ.

- ChÕ ®é ®Þa chØ tøc th× ( Immediate Addressing Mode). Trong chÕ ®é nµy

to¸n h¹ng ®Ých lµ 1 thanh ghi, to¸n h¹ng nguån lµ mét h»ng sè.

VÝ dô:

Mov a, # 1; ChuyÓn 1 vµo thanh ghi a.

Mov PSW, # 0; Chän Regiser Bank 0.

Mov 0,# 1; ChuyÓn 1 vµo thanh ghi 0 cña thanh ghi Bank 0.

- ChÕ ®é ®Þa chØ trùc tiÕp ( Direct Addressing Mode). Trong chÕ ®é nµy

to¸n h¹ng nguån vµ ®Ých lµ c¸c thanh ghi hoÆc c¸c SFR.

80h

7Fh

FFh

§Þa chØ cña c¸c SFR.

30h

2Fh

Sö Dông tù do vµ ng¨n xÕp

00h

20h

1Fh

16 BYTE ®¸nh ®Þa chØ theo bit

4 Bank thanh ghi 32 byte

B¶n ®å bé nhí RAM trong 8031.

http://www.ebook.edu.vn

§¹i Häc S− Ph¹m Kü ThuËt H−ng yªn

ThiÕt kÕ hÖ PLC

Lª Thμnh S¬n

[

VÝ dô:

90h lµ ®Þa chØ cña cæng 1 ( Port1), ghi vµo ®Þa chØ 990h cã nghÜa lµ göi d÷

liÖu ra Port 1.

Mov a, 70h; chuyÓn néi dung cña thanh ghi ®Þa chØ 70h vµo thanh ghi a.

Mov 90h, a; ChuyÓn néi dung thanh ghi a vµo Port 1.

- ChÕ ®é ®Þa chØ thanh ghi (Register Addressing Mode). To¸n h¹ng nguån

hoÆc to¸n h¹ng ®Ých lµ 1 trong 8 thnh ghi cña Bank thanh ghi ®−îc chän.

VÝ dô:

Mov PSW,#2

: Chän thanh ghi Bank 2.

Mov R0, a: ChuyÓn néi dung thanh ghi a vµo R0.

Mov R2,b: ChuyÓn néi dung thanh ghi B vµo R2.

- ChÕ ®é ®Þa chØ gi¸n tiÕp thanh ghi. Trong chÕ ®é nµy to¸n h¹ng nguån

hay lµ ®Ých lµ mét « nhí cã ®Þa chØ chøa trong mét thanh ghi cña thanh ghi Bank

®−îc chän.

VÝ dô:

Mov PSW, #0: Chän thanh ghi Bank 0.

Mov R0, #a:

Mov @ R0,#1: ChuyÓn 1 vµo « nhí cã ®Þa chØ chøa trong R0.

- ChÕ ®é ®Þa chØ sè thanh ghi (Register Indexed Addressing Mode). Trong

chÕ ®é nµy to¸n h¹ng nguån hay to¸n h¹ng ®Ých ®−îc lÊy b»ng c¸ch céng gi¸ trÞ

cña thanh ghi a víi ®Þa chØ c¬ së. §Þa chØ c¬ së cã thÓ lµ DPTR ( Data Poiter)

hoÆc PC (Progam Counter).

VÝ dô:

Mov DPTR, # 800h: ChuyÓn ®Þa chØ b¶ng c¬ së vµo data.

Mov a, #0 : Pointer.

Mov a, @ + DPTR : a:= ( a+ DPTR),ROM.

Ngoµi nh÷ng chÕ ®é ®Þa chØ trªn 8031 cßn cã c¸c chÕ ®é ®Þa chØ lµm viÖc

víi Stack, lµm viÖc theo tõng bit vµ cã lÖnh ho¸n ®æi tõng bit cña 1 byte.

VÝ dô:

Mov SP, #SFR: Khëi t¹o Stack Pointer.

http://www.ebook.edu.vn

§¹i Häc S− Ph¹m Kü ThuËt H−ng yªn

ThiÕt kÕ hÖ PLC

Lª Thμnh S¬n

[

Mov a, # 45h :

Push acc

: CÊt thanh ghi a vµo Stack.

Mov b, # 0 : Xo¸ thanh ghi B.

Pop B : ChuyÓn néi dung tõ ®Þnh Stack (45h) vµo thanh ghi B.

C¸c lÖnh ho¸n ®æi cña 8031 rÊt tiÖn lîi khi lµm viÖc víi c¸c sè BCD. Néi

dung cña thanh ghi a, C¸c thanh ghi kh¸c cã thÓ ho¸n ®æi cho nhau mµ kh«ng

cÇn biÕn trung gian.

VÝ dô :

Mov a, # 0ah: Khëi t¹o thanh ghi a.

Mov b, # 0bbh: Khëi t¹o thanh ghi a.

Xch a,b

: Ho¸n ®æi a,b.

Xch a,b

: Tr¶ l¹i gi¸ trÞ cho thanh ghi a,b.

Xch a,b

: Ho¸n ®æi 4 bit thÊp cña a,b

+. TÊt c¶ c¸c bit trong kho¶ng 20h ®Õn 2Fh cã thÓ ®−îc xö lý ®ång thêi

tõng byte hay tõng bit vµ ta còng cã thÓ xö lý tõng bit cña cæng.

VÝ dô:

Mov C,P1.0

Mov P1.1,C.

2.7.

. Bé lÖnh 8031.

2.7.2.

. LÖnh n¹p trùc tiÕp.

LÖnh

M· gîi nhí

NhÞp Chøc n¨ng

CLR A

1 A: = 0

Mov A, # Data

2 A: = d÷ liÖu

78...7F

Mov R, # Data

2 R0...R7: = d÷ liÖu

76,77

Mov @R, # Data 2 R0,R1: = d÷ liÖu, bé nhí

Ram trong.

Mov adr, # Data

2 adr: = d÷ liÖu, bé nhí

Ram trong.

Mov DPTR, adr 16 2 DPTR: = adr 16.

http://www.ebook.edu.vn

§¹i Häc S− Ph¹m Kü ThuËt H−ng yªn

ThiÕt kÕ hÖ PLC

Lª Thμnh S¬n

[

2.7.2.

. LÖnh di chuyÓn d÷ liÖu.

LÖnh

M· gîi nhí

NhÞp Chøc n¨ng

E8EF

Mov A,R

1 A: = R0...R7

F8FF

Mov A,R

1 R0...R7: = A

E6,E7

Mov A,@R

1 A: = (R0,R1), Ram trong

D6,F7

Mov @R,A

1 R0,R1: = A, Ram trong

Mov adr,A

1 Adr:= A, Ram trong

Mov A,adr

1 A: = Adr , Ram trong

A8AF

Mov A,adr

2 R0...R7: = adr, Ram trong

888F

Mov R,adr

2 adr: = R0...R7, Ram trong

86 87

Mov adr,@R

2 adr: = (R0,R1), Ram trong

A6AF

Mov @R,adr

2 R0,R1: = adr, Ram trong

Mov adrl, adr2

2 adrl: = adr2, Ram trong

PUSH adr

2 Stack: = adr, Ram trong

Pop adr

2 adr: = stack, Ram trong

E2,E3

Mov A, @R

2 A: =(R0,R1), Ram ngoµi

F2,F3

Mov @R,A

2 (R0,R1): = A, Ram ngoµi

Mov A, @DPTR 2 A: = DPTR, Ram ngoµi

Mov @DPTR,A

2 DPTR: = A, Ram ngoµi

MovC A@A+DPTR 2 A: = ( A+ DPTR), Rom

Mov P3 A@A+PC 2 2 A: = (A + PC), Rom

- LÖnh ho¸n vÞ ( trao ®æi d÷ liÖu):

C8...CF XCH A,R

1 A < > ( R0....R7)

C6,C7

XCH A,@R 1 a < > (R0....R1),bé nhí Ram trong.

D6,D7

XCHDA,@R 1 a(1..3),< > R0,R1(1..3),bé nhí

Ram trong, 4bit d−íi.

SWAp A

1 A(1..3) < > A (4...7).

2.7.2.

.Qu¶n lý Bit (Manipulation).

LÖnh

M· gîi nhí

NhÞp Chøc n¨ng

58..5F

ANL A,R

A: = A and R0..R7.

http://www.ebook.edu.vn

§¹i Häc S− Ph¹m Kü ThuËt H−ng yªn

ThiÕt kÕ hÖ PLC

Lª Thμnh S¬n

[

48..4F

ORL A,R

A: = A or R0..R7.

68..6F

XRL A,R

A: = A EX0R R0..R7.

56,57

ANL

A,@R

= A and (R0,R1),Ram trong

46,47

ORL

A,@R

= A or (R0,R1),Ram trong

66,67

XRL

A,@R

A EX0R (R0,R1),Ram trong

ANL A,# data

A: = A and data

44 ORL

A,#

data 2

A: = A or data

64 XRL

A,#

data 2 A: = A EX0R data

ANL A,adr

A: = A and (adr)

ORL A,adr

A: = A or (adr)

65 XRL

A,adr

2 A: = A EX0R (adr)

ANL adr,A

A: = (adr) and A

ORL adr,A

A: = (adr) or A

XRL adr,A

A: = (adr) EX0R A

53 ANL

adr,

#data

2 A: = (adr) and data

43 ORL

adr,

#data

2 A: = (adr) or data

63 XRL

adr,

#data

2 A: = (adr) EX0R data

CPL A

A: = Not A

2.7.2.

.C¸c lÖnh cña phÐp céng.

28...2F

ADD A,R

A: = A+ R0...R7

38...3F Addc A,R

A: = A+ R0...R7 + C

26,27

Add

= A + ( R0,R1), Ram trong

36,37

Addc A, @R

A: = A + ( R0,R1) + C, Ram trong

ADD A,# data

A: = A + data

34 ADDC

A,#

data

A: = A + data + C

ADD A, adr

A: = A + (adr), Ram trong

ADDC A, adr

A: = A + (adr) + C, Ram trong

DA A

HiÖu chØnh thËp ph©n.

http://www.ebook.edu.vn

§¹i Häc S− Ph¹m Kü ThuËt H−ng yªn

ThiÕt kÕ hÖ PLC

Lª Thμnh S¬n

[

2.7.2.

. C¸c lÖnh cña phÐp trõ.

98..9F

SUBB A,R

A: = A R0...R7 C

96,97

SUBB

A,@R

= ( R0,R1) C, Ram trong

SUBB A, # data

A: = A data C

SUBB A, adr

A: = ( adr) C, Ram trong

2.7.2.

. PhÐp nh©n vµ chia.

A4 MUL

4 A:

= A*B;B: = Byte cao

DIV AB

A: = div B,B: = Rest

2.7.2.

. T¨ng vµ gi¶m gi¸ trÞ.

08...0F INC R

1 R0..R7: = R0...R7 + 1

18...1F DEC R

R0..R7: = R0...R7 - 1

INC A

A: = A+1

DEC A

A: = A-1

06,07

INC,@R

(R0,R1): = (R0,R1)+1, Ram trong

16,17

DEC,@R

(R0,R1): = (R0,R1)-1, Ram trong

INC adr

(adr): = ( adr) +1

DEC adr

(adr): = ( adr) -1

RR A

DÞch chuyÓn bit Acc sang ph¶i

RLC A

DÞch chuyÓn bit sang tr¸i qua C

RRC A

DÞch chuyÓn bit sang ph¶i qua C

2.7.2.

. Xö lý Bit.

CLR C

C: = 0

CPL C

C: = Not C

D3 SET

BC 1 C:

CLR bit

( bit): = 0

CPL bit

( bit): = Not ( bit)

SET B bit

( bit): = 1

Mov C, bit

C: = (bit)

92 Mov

bit,C

1 (bit):

http://www.ebook.edu.vn

§¹i Häc S− Ph¹m Kü ThuËt H−ng yªn

ThiÕt kÕ hÖ PLC

Lª Thμnh S¬n

[

ANL C, bit

C: = C and ( bit)

ANL C,/ bit

C: = C and not( bit)

ORL C, bit

C: = C or ( bit)

ORL C,/ bit

C: = C or not ( bit)

2.7.2.

. LÖnh nh¶y.

MP adr

Nh¶y tíi adr( 16 bit)

01...E1 MP adr

Nh¶y tíi adr( 11 bit)

80 SJMP

rel

2 Nh¶y

t−¬ng ®èi (± 127 bytes)

JMP@A+ DPTR 2

Nh¶y sau khi ( A+ DPTR)

60 JZ

rel

Nh¶y

t−¬ng ®èi, Khi A= 0

70 JNZ

rel 2 Nh¶y

t−¬ng ®èi, khi A> 0

B4 CJNEA,#

data,rel

2 Nh¶y

t−¬ng ®èi khi A < > data

B5 CJNEA,adv

,rel

2 Nh¶y

t−¬ng ®èi khi A < > Adr

B8...BF CJNE,# data,rel

Nh¶y t−¬ng ®èi khi R0..R7 < >data

B6,B7 CJNE@R,#data,rel 2 Nh¶y t−¬ng ®èi khi (R0,R1) < >data

D8...DF DJNZ

R,rel

R0...R7 - 1, Nh¶y khi 0

DJNZ adv,rel

( adv) -1, Nh¶y khi 0

LCALL adv

Gäi C.tr×nh conadv ( 16-bit)

11...F1 ACALL adv

Gäi C.tr×nh conadv ( 11-bit)

RET

2 Nh¶y trë l¹i ch−¬ng tr×nh con.

2.7.2.

. §iÒu khiÓn bé xö lý.

00 N0P

LÖnh

chê

mét

nhÞp

http://www.ebook.edu.vn

§¹i Häc S− Ph¹m Kü ThuËt H−ng yªn

ThiÕt kÕ hÖ PLC

Lª Thμnh S¬n

[

. X©y dùng s¬ ®å khèi cña hÖ PLC.

Qu¸ tr×nh x©y dùng s¬ ®å khèi cña hÖ PLC hoµn toµn phô thuéc vµo c¸c

yªu cÇu kü thuËt vµ c¸c yªu cÇu chøc n¨ng cña hÖ .

Víi hÖ PLC cã c¸c yªu cÇu cô thÓ nh− sau:

- Cã mét bé xö lÝ tÝn hiÖu theo ch−¬ng tr×nh lµm viÖc ®éc lËp víi ch−¬ng

tr×nh ®· ®−îc l−u trong bé nhí .

- ViÖc ®æ ch−¬ng tr×nh ®−îc thùc hiÖn b»ng cæng nèi tiÕp theo tiªu chuÈn

truyÒn RS232 víi m¸y tÝnh PC hay m¸y lËp tr×nh cÇm tay .yªu cÇu ®äc ra vµ l−u

l¹i ch−¬ng tr×nh mét c¸ch rÔ rµng .

- Cã kh¶ n¨ng më réng viÖc ®iÒu khiÓn vµ giao tiÕp víi m¸y tÝnh hay c¸c

Modul phô qua cæng më réng.

- Cã c¸c phÝm ®iÒu khiÓn tr¹ng th¸i dõng (Stop), ch¹y (Run) vµ ch¹y thö

(Term)cïng c¸c LED b¸o tr¹ng th¸i øng víi ba tr¹ng th¸i trªn.

- Cã kh¶ n¨ng lÊy tÝn hiÖu vµo møc Logic cao, råi chuyÓn tr¹ng th¸i vµ ®Öm

®Çu vµo.

- §Çu ra ®ãng, c¾t tiÕp ®iÓm R¬le.

Ngoµi ra cßn cã khèi t¹o nguån nu«i ®−îc lÊy trùc tiÕp tõ l−íi ®iÖn víi yªu

cÇu d¶i lµmviÖc réng víi ®iÖn ¸p vµ tÇn sè .

§ã lµ nh÷ng yªu cÇu chÝnh cña hÖ PLC tõ c¸c yªu cÇu nµy ta ®i x©y dùng s¬

®å khèi

http://www.ebook.edu.vn

§¹i Häc S− Ph¹m Kü ThuËt H−ng yªn

ThiÕt kÕ hÖ PLC

Lª Thμnh S¬n

[

ThuyÕt minh ho¹t ®éng cña s¬ ®å khèi vµ chøc n¨ng cña c¸c khèi.

§Ó PLC lµm viÖc th× tr−íc hÕt ph¶i cã phÇn mÒm ®iÒu khiÓn c¸c thao t¸c khëi

t¹o vµ qu¸ tr×nh vµo ra d÷ liÖu còng nh− t¹o tr¹ng th¸i dõng ngoµi ra cßn ch−¬ng

tr×nh chÝnh .

TÊt c¶ c¸c ch−¬ng tr×nh ®−a vµo PLC qua cæng truyÒn nèi tiÕp RS232.

Khèi

§Çu
Vµo

§Öm

Chèt

Khèi

§Çu

Cæng

Më

Réng

0..

Rom

64K

VXL

RAm

64K

0..

INT0

0..

RXD TXD

Bµn

PhÝm

MAX

M¹ch

Gi¶i m∙

®Þa chØ

S¬ ®å khèi toµn bé hÖ thèng.

Khèi

Nguån

http://www.ebook.edu.vn

§¹i Häc S− Ph¹m Kü ThuËt H−ng yªn

ThiÕt kÕ hÖ PLC

Lª Thμnh S¬n

[

Khi cã ch−¬ng tr×nh PLC ®· s½n sµng lµm viÖc. Ban ®Çu PLC ®äc ch−¬ng

tr×nh ®iÒu hµnh tõ ROM ®Ó khëi t¹o sau ®ã quÐt bµn phÝm ®Ó x¸c ®Þnh tr¹ng th¸i

cã thÓ lµ Stop, Run hay Term.

NÕu phÝm Stop th× PLC ngõng mäi thao t¸c vµ chê tÝn hiÖu ®iÒu khiÓn tõ

bµn phÝm khi cã phÝm Run th× vi xñ lÝ ®äc ch−¬ng tr×nh chÝnh trong RAM vµ lÊy

tÝn hiÖu vµo theo yªu cÇu ch−¬ng tr×nh .

Sau khi xö lÝ, vi xö lÝ sÏ ®−a tÝn hiÖu lªn Bus ®Öm chèt vµ ®−a tÝn hiÖu ra

ngoµi ®Ó ®ãng, c¾t thiÕt bÞ ®−îc ®iÒu khiÓn .

Ngoµi ra cã yªu cÇu lµm viÖc víi ngo¹i vi qua cæng më réng th× tÝn hiÖu

®−îc trao ®æi víi vi xö lÝ qua cæng vµo ra hai chiÒu 74LS245.

Khèi gi¶i m· ®Þa chØ nhËn ®Þa chØ tõ vi xö lÝ ®Ó øng víi mét gi¸ trÞ ®Þa chØ cã

mét vi m¹ch ®−îc chän lµm viÖc tr¸nh ng¾n m¹ch Bus .

Khèi t¹o nguån nu«i cho hÖ vèi c¸c møc yªu cÇu ®iÖn ¸p: +5v; -5v; +12v;

+24v.

. ThiÕt kÕ chi tiÕt tõng khèi.

3.2.

. Vi m¹ch gi¶i m· 74LS138:

HÖ vi xö lý lµ sù phèi ghÐp gi÷a CPU vèi c¸c bé nhí vµ c¸c thiÕt bÞ ngo¹i vi

ghÐp nèi víi CPU ph¶i ®−îc CPU kiÓm so¸t mét c¸ch chÆt chÏ khi thùc hiÖnc¸c

thao t¸c ®äc ghi , ®iÒu ®ã cã nghÜa lµ thµnh phÇn trªn ph¶i ®−îc cho m«t ®Þa chØ

hay mét vïng ®¹i chØ x¸c ®Þnh n»m trong kh«ng gian ®Þa chØ tæng thÓ cña CPU

viÖc truy nhËp ®Ðn thµnh phÇn nµo ®ã thùc chÊt cña viÖc g¸n ®Þa chØ cho mét

thµnh phÇn (vi m¹ch) cô thÓ nµo ®ã n»m trong m¹ch nghÜa lµ víi ®Þa chØ nhÊt

®Þnh sÏ ®−a ra tÝn hiÖu chän vá tõ bé gi¶i m· ®Õn ch©n chän vá ( CS ) cña vi

m¹ch.

T¹i mét thêi ®iÓm th× VXL chØ cã thÓ truy cËp ®Õn mét ®Þa chØ cô thÓ nµo ®ã

.Do ®ã vi m¹ch gi¶i m· còng cÇn tho¶ m·n t¹i mét thêi ®iÓm chØ cã mét ®Çu ra

®−îc chän. Trong m¹ch ta sö dông vi m¹ch gi¶i m· ®Þa chØ 74LS138 lµ vi m¹ch

gi¶i m· ®Þa chØ cã 8 ®Çu ra, 3 ®Çu vµo chän vµ3 ®Çu vµo ®iÒu khiÓn.

S¬ ®å ch©n cña vi m¹ch nµy nh− sau:

http://www.ebook.edu.vn

§¹i Häc S− Ph¹m Kü ThuËt H−ng yªn

ThiÕt kÕ hÖ PLC

Lª Thμnh S¬n

[

Trong ®ã:

lµ c¸c ®Çu ra cña74LS138. Khi ®Çu ra ®−îc chän ë møc thÊp. Cßn

c¸c ®Çu ra kh«ng ®−îc chän ë møc cao .

A,B,C lµ 3 ®Çu vµo chän viÖc thay ®æi c¸c gi¸ trÞ nµy sÏ thay ®æi c¸c ®Çu

ra ®−îc chän.

G1,

lµ c¸c ®Çu vµo ®iÒu khiÓn chän chip cña vi m¹ch. IC nµy

chØ lµm viÖc khi c¸c tÝn hiÖu:G1=1,

G2 = 0 vµ

G2 = 0. Cßn mét trong c¸c

®iÒu kiÖn trªn kh«ng tho¶ m·n th× vi m¹ch kh«ng ®ù¬c lµm viÖc. Khi ®ã c¸c ®Çu

ra ®Òu ë tr¹ng th¸i trë kh¸ng cao. §Ó hiÓu râ nguyªn lý ho¹t ®éng cña vi m¹ch

74LS138 ta xÐt b¶ng tr¹ng th¸i cña74LS138.

/G2B

/G2A

74LS138

http://www.ebook.edu.vn

§¹i Häc S− Ph¹m Kü ThuËt H−ng yªn

ThiÕt kÕ hÖ PLC

Lª Thμnh S¬n

[

§iÒu khiÓn

§Çu vµo chän

C¸c ®Çu ra cña bé gi¶i m·

G1 G2

G2B C B A

x x x x

HiZ HiZ

HiZ

HiZ HiZ HiZ

x x x

HiZ HiZ

HiZ

HiZ HiZ HiZ

X x

x x

HiZ HiZ

HiZ

HiZ HiZ HiZ

1 0 0 0 0

0 1 1 1 1 1 1 1

1 0 0 0 0

1 0 1 1 1 1 1 1

1 0 0 0 1

1 1 0 1 1 1 1 1

1 0 0 0 1

1 1 1 0 1 1 1 1

1 0 0 1 0

1 1 1 1 0 1 1 1

1 0 0 1 0

1 1 1 1 1 0 1 1

1 0 0 1 1

1 1 1 1 1 1 0 1

1 0 0 1 1

1 1 1 1 1 1 1 0

B¶ng tr¹ng th¸i cña 74LS138.

X: Tr¹ng th¸i bÊt kú (cã thÓ 0 hay 1)

HiZ: Tr¹ng th¸i trë kh¸ng cao (hë m¹ch).

Trong s¬ ®å cña chóng ta m¹ch gi¶i m· dïng cho c¸c bé nhí, c¸c vi m¹ch

vµo ra d÷ liÖu. Do ®ã m¹ch gi¶ m· sÏ ho¹t ®éng trong suèt qu¸ tr×nh lµm viÖc

cña vi xö lý tøc lµ tõ khi hÖ thèng ®−îc cÊp nguån th× 74LS138 sÏ chê vi xö lý

®iÒu khiÓn. §Ó tho¶ m·n ®−îc ®iÒu kiÖn lµm viÖc ®ã ta x©y dùng ®−îc m¹ch gi¶i

m· ®Þa chØ.

§Ó 74LS138 ho¹t ®éng ®−îc ngay khi cÊp nguån cho hÖ thèng th× ta ph¶i

tho¶ m·n c¸c ®iÒu kiÖn cña ®Çu vµo ®iÒu khiÓn, G1 møc cao,

G2 ,

G2 ë møc

thÊp.

®©y 3 ®Çu vµo chän lÊy tõ c¸c bit ®Þa chØ A13, A14, A15 tõ vi xö lý.

C¸c ®Çu ra cña vi m¹ch gi¶i m· ®Þa chØ ®−îc ®−a tíi ®Ó chän bé nhí vµ c¸c

vi m¹ch kh¸c.

http://www.ebook.edu.vn

§¹i Häc S− Ph¹m Kü ThuËt H−ng yªn

ThiÕt kÕ hÖ PLC

Lª Thμnh S¬n

[

3.2.

. Vi m¹ch ®Öm chèt.

trong m¹ch cña chóng ta cÇn sö dông c¸c vi m¹ch ®Öm chèt ®Ó ®Öm chèt

d÷ liÖu ra cña vi xö lý. Trong s¬ ®å cña chóng ta vi m¹ch ®Öm chèt ®−îc dïng

cho c¸c chøc n¨ng sau.

- §Öm chèt c¸c bit ®Þa chØ cho c¸c bé nhí ROM, RAM.

- §Öm chèt c¸c d÷ liÖu tõ vi xö lý ra ngoµi.

Trong m¹ch nµy ta sö dông m¹ch ®Öm chèt 74LS373 .

74LS373 lµ vi m¹ch ®Öm cèt 8 bit d÷ liÖu (®Þa chØ) s¬ ®å ch©n cña nã nh−

…D

lµ 8 bit ®Çu vµo cña vi m¹ch ®Öm chèt ®Þa.

…Q

lµ 8 bit ®Çu ra cña bé m¹ch ®Öm chèt.

Ch©n E (Enable) lµ ch©n cho phÐp cña 74LS373 khi ®−îc chän ë møc

thÊp. Ch©n OE (Output Enable) cho phÐp ra khi m¹ch lµm viÖc OE ë møc thÊp.

§Ó hiÓu râ ta nghiªn cøu b¶ng tr¹ng th¸i cña vi m¹ch:

OE E D

n+1

Hi-Z

B¶ng tr¹ng th¸i 74LS373

74LS373

Vcc

GND

http://www.ebook.edu.vn

§¹i Häc S− Ph¹m Kü ThuËt H−ng yªn

ThiÕt kÕ hÖ PLC

Lª Thμnh S¬n

[

X: Tr¹ng th¸i bÊt kú (cã thÓ 0 hay 1).

-Z: Tr¹ng th¸i trë kh¸ng cao.

§Ó x©y dùng m¹ch ®Öm chèt ta xÐt cÊu tróc bªn trong cña vi m¹ch

74LS373.

Vi m¹ch ®Öm chèt 74LS373 cã 8 ®Çu vµo d÷ liÖu vµ 8 ®Çu ra t−¬ng øng

®−îc m« t¶ nh− s¬ ®å cÊu tróc trªn. Ho¹t ®éng cña m¹ch ®−îc ®iÒu khiÓn bëi hai

tÝn hiÖu ®−a tíi:

vµ E (hay

vµ G). trong ®ã E lµ ch©n cho phÐp (Enable),

ch©n

lµ ch©n ®iÒu khiÓn ra (Out Enable).

- Khi ch©n

®−îc chän ë møc cao cã nghÜa lµ cæng 3 tr¹ng th¸i kh«ng

lµm viÖc vµ ë tr¹ng th¸i trë kh¸ng cao (H

-Z) mµ kh«ng phô thuéc vµo c¸c tÝn

http://www.ebook.edu.vn

§¹i Häc S− Ph¹m Kü ThuËt H−ng yªn

ThiÕt kÕ hÖ PLC

Lª Thμnh S¬n

[

hiÖu cho phÐp E ë møc cao th× cæng 3 tr¹ng th¸i lµm viÖc ë chÕ ®é ®Öm d÷ liÖu,

d÷ liÖu ®Çu ra gièng d÷ liÖu ®Çu vµo.

- Khi E ë m¹ch møc thÊp th× ®Çu ra ë m¹ch ®Öm chèt lµ gi÷ nguyªn tr¹ng

th¸i tr−íc ®ã mµ kh«ng phô thuéc vµo d÷ liÖu ®Çu vµo.

3.2.

. ThiÕt kÕ khèi ghÐp nèi.

Khèi ghÐp nèi cã nhiÖm vô ghÐp nèi gi÷a m¸y tÝnh vµ c¸c khèi vi xö lý.

ViÖc truyÒn d÷ liÖu thùc hiÖn qua khèi ghÐp nèi. Khèi ghÐp nèi thùc chÊt lµ mét

cæng giao diÖn nèi tiÕp trong ®å ¸n nµy ta dïng chuÈn truyÒn tin RS232 ®Ó

truyÒn lµ vi m¹ch Max 232. Së dÜ ta dïng cæng giao diÖn nèi tiÕp lµ do truyÒn

nèi tiÕp sÏ tiÕt kiÖm ®−êng truyÒn vµ gi¶m ®−îc nhiÔu trªn ®−êng truyÒn. Khèi

ghÐp nèi theo tiªu chuÈn RS232 sÏ chuyÓn møc tõ TTL thµnh møc RS232 vµ

ng−îc l¹i chuyÓn møc RS232 thµnh møc TTL do vi m¹ch Max RS232 chuyÓn

®æi møc TTL ë nèi vµo thµnh møc +10V hoÆc -10V ë phÝa truyÒn vµ c¸c møc

+3V ®Õn +15V hoÆc -3V ®Õn -5V thµnh møc 0V vµ +5V ë phÝa nhËn.

S¬ ®å ch©n cña Max 232:

16 +Vcc

MAX232

15 GND

14 T

Out

13 R

9 R

Out

12 R

Out

11 T

10 T

+ 1

- 3

+ 4

V+ 2

- 5

V- 6

Out 7

In 8

http://www.ebook.edu.vn

§¹i Häc S− Ph¹m Kü ThuËt H−ng yªn

ThiÕt kÕ hÖ PLC

Lª Thμnh S¬n

[

S¬ ®å cÊu tróc cña Max232:

Vi m¹ch Max232 sÏ ®−îc ®Æt gi÷a cæng nèi tiÕp cña vi xö lý vµ æ c¾m lÊy

ra cña cæng RS232. Ta chän æ c¾m lo¹i DB9 cã s¬ ®å bè trÝ ch©n nh− sau:

æ c¾m DB9 (nh×n tõ ngoµi).

S¬ ®å nguyªn lý m¾c vi m¹ch Max232 víi æ c¾m DB9 vµ vi xö lý nh− sau:

+5V…-5V

DTR

+10V…-10V DSRS

+5V

Lèi vµo

Lèi ra

DCD

RXD

TXD

DTR

GND

DSR

RTS

CTS

http://www.ebook.edu.vn

§¹i Häc S− Ph¹m Kü ThuËt H−ng yªn

ThiÕt kÕ hÖ PLC

Lª Thμnh S¬n

[

B¶ng chøc n¨ng c¸c ch©n c¾m trong æ c¾m DB9:

Ch©n

Chøc n¨ng (Tªn)

Lèi (Vµo, Ra)

DCD - Data Carrier Detect

RXD – Read Data

TXD – Transmiter Data

DTR – Data Teminal Ready

GND – Ground

DSR – Data – Set – Ready

RTS – Requert – To – Send

CTS – Clear – To – Send

RI- Ring Indication

Lèi vµo

Lèi ra

Mass

Lèi ra

Lèi vµo

3.2.

. Khèi ®äc bμn phÝm vμ hiÓn thÞ tr¹ng th¸i.

Khèi nµy cã chøc n¨ng t¹o gi¸ trÞ phÝm ®−îc Ên. Cßn viÖc ®äc gi¸ trÞ vµo

cña bµn phÝm lµ do mét ch−¬ng tr×nh con trong VXL ®äc d÷ liÖu vµo cã tÝnh chu

k× sau khi kÔt thóc mét chu kú lµm viÖc cña PLC. Sau xö lÝ m¹ch hiÓn thÞ nhËn

gi¸ trÞ hiÓn thÞ tr¹ng th¸i tõ vi xö lý lµ kÕt qu¶ cña phÝm ®· Ên vµ t¹o tr¹ng th¸i

míi cho PLC.

C¸c

phÝm

gåm:

- PhÝm Stop (phÝm dõng).

- PhÝm Run (phÝm ch¹y).

RXD Out

RXD

TXD

TXD Out

TXD In

RXD In

VXL

MAX232

http://www.ebook.edu.vn

§¹i Häc S− Ph¹m Kü ThuËt H−ng yªn

ThiÕt kÕ hÖ PLC

Lª Thμnh S¬n

[

- PhÝm Term (PhÝm nhËn vµ ch¹y thö ch−¬ng tr×nh trªn PLC khi lÊy ch−¬ng

tr×nh tõ m¸y tÝnh hoÆc m¸y lÆp tr×nh ®Ó kiÓm tra kÕt qu¶).

§ång thêi lµ hiÓn thÞ LED t−¬ng øng víi 3 tr¹ng th¸i cña thiÕt bÞ.

S¬ ®å nguyªn lý cña khèi nh− sau:

S¬ ®å nguyªn lÝ cña khèi ®äc bµn phÝm vµ hiÓn thÞ tr¹ng th¸i PLC.

Nguyªn lÝ ho¹t ®éng cña s¬ ®å:

Gi¶ sö ban ®Çu thiÕt bÞ PLC ®ang ë tr¹ng th¸i ch¹y(Run) th× tr−íc ®ã phÝm

Run ®· ®−îc Ên .C¸c phÝm Ên ë ®©y lµ c«ng t¾c ba vÞ trÝ t¹i mét thêi ®iÓm chØ cã

mét vÞ trÝ ®−îc ®ãng. Khi ®ã PLC ®ang ë chÕ ®éc lµm viÖc,®Ó b¸o tr¹ng th¸i nµy

trªn Bus d÷ liÖu cña PLC cã gi¸ trÞ ®Ó LED Run s¸ng vµ vi m¹ch 74LS373 sÏ

Tõ gi¶i m· ®Þa chØ

Stop Run Term

+5V

GND

DIR

Ucc

+5V

BUS d÷ liÖu

74LS245

74LS373

TERM

STOP

RUN

http://www.ebook.edu.vn

§¹i Häc S− Ph¹m Kü ThuËt H−ng yªn

ThiÕt kÕ hÖ PLC

Lª Thμnh S¬n

[

chèt d÷ liÖu nµy trong suèt qu¸ tr×nh lµm viÖc víi gi¸ trÞ 20h. Khi ®ã ®Çu ra Q1 ë

møc cao cßn c¸c ®Çu ra kh¸c ë møc thÊp vµ LED nèi vµo Q2 sÏ ph¸t s¸ng,b¸o

tr¹ng th¸i PLC ®ang lµm viÖc.

Gi¶ sö ta chuyÓn sang vÞ trÝ Stop (cho dõng hÖ thèng). §Õn hÕt chu kú lµm

viÖc VXL sÏ cho ch¹y ch−¬ng tr×nh ®äc bµn phÝm.Khi ®ã VXL sÏ nhËn tr¹ng

th¸i míi cña bµn phÝm(tr¹ng th¸i dõng) VXL®−a hÖ thèng vÒ tr¹ng th¸i dõng.

Khi VXL ch¹y ch−¬ng tr×nh con ®äc bµn phÝm th× d÷ liÖu vµo ®−îc truyÒn qua vi

m¹ch ®Öm 74LS245 vµo Bus ®Ó VXL ®äc vµ xö lÝ, kÕt qu¶ cña qu¸ tr×nh nµy sÏ

®−îc ®−a lªn Bus ®Ó ®Öm chèt 74LS373 nhËn vµ ®−a ra hiÓn thÞ b¸o tr¹ng th¸i .

Víi phÝm Stop gi¸ trÞ ®−a ra lµ 01h, khi ®ã c¶ hÖ thèng sÏ dõng vµ c¸c ®Çu ra cña

PLC ®Òu ë møc Logic thÊp tøc lµ c¸c thiÕt bÞ sau nã sÏ bÞ c¾t .

Nguyªn lÝ ho¹t ®«ng cña khèi nµy hoµn toµn t−¬ng tù khi phÝm Term ®−îc

Ên nh−ng gi¸ trÞ tr¹ng th¸i VXL ®−a ra lµ 04h .

VXL ®äc phÝm víi c¸c gi¸ trÞ :

- PhÝm Stop lµ F1h .

- PhÝm Run lµ F2h .

- PhÝm Term lµ F4h.

Khi lËp tr×nh VXL sÏ biÕt øng víi gi¸ trÞ ®ã th× phÝm nµo ®−îc ®ãng.

3.2.

Vi m¹ch ®Öm vμo ra hai chiÒu 74LS245.

Vi m¹ch nµy ®¶m nhiÖm viÖc trao ®æi vµo ra hai chiÒu 8Bit cã s¬ ®å ch©n

vµ b¶ng tr¹ng th¸i nh− sau:

20 +Vcc

18 Q

17 Q

16 Q

15 Q

14 Q

13 Q

12 Q

11 Q

DIR

GND

74LS245

http://www.ebook.edu.vn

§¹i Häc S− Ph¹m Kü ThuËt H−ng yªn

ThiÕt kÕ hÖ PLC

Lª Thμnh S¬n

[

DIR ChiÒu

tÝn

hiÖu

-Z

Q→D

D→Q

DIR

http://www.ebook.edu.vn

§¹i Häc S− Ph¹m Kü ThuËt H−ng yªn

ThiÕt kÕ hÖ PLC

Lª Thμnh S¬n

[

- D

..D

, Q

..Q

lµ c¸c ®Çu vµo ra ®÷ liÖu.

DIR, E lµ c¸c tÝn hiÖu ®iÒu khiÓn .

C¸c ch©n nguån: GND, +Ucc.

Tõ s¬ ®å cÊu tróc ta thÊy vi m¹ch nµy t¹o nªn tõ c¸c cæng ba tr¹ng th¸i

m¾c ng−îc nhau gåm cã 16 phÇn tö ba trang th¸i vi m¹ch ®−îc chän khi tÝn hiÖu

(Enable) ë møc thÊp .Khi

ë møc cao th× ®Çu vµo ra cña vi m¹ch 74LS245 ë

tr¹ng th¸i trë kh¸ng cao (H

-Z). Khi ®ã ®Çu vµo ®−îc t¸ch khái ®Çu ra .

Khi

®−îc ®Æt ë møc thÊp th× tr¹ng th¸i vµo, ra phô thuéc vµo møc

Logic cña ch©n DIR.

+ NÕu DIR ë møc Logic thÊp th× d÷ liÖu ®−îc truyÒn tõ D sang Q.

+ NÕu DIR ë møc Logic cao th× d÷ liÖu ®−îc truyÒn tõ Q sang D.

Khi thiÕt kÕ m¹ch tuú theo yªu cÇu sö dông mµ vi m¹ch 74LS245 cã thÓ

lµ vµo ra hai chiÒu ,khi ®ã ch©n DIR ®−îc chän ë møc 0 vµ 1. Khi yªu cÇu tÝn

hiÖu vµo ra mét chiÒu th× tuú viÖc chän tÝn hiÖu vµo hay ra mµ ch©n DIR sÏ ®−îc

nèi Mass øng víi møc Logic thÊp vµ nèi d−¬ng nguång øng víi møc Logic cao.

Khi ®ã tÝn hiÖu ®iÒu khiÓn chØ phô thuéc vµo tÝn hiÖu cho phÐp

(Enable).

Trong ®å ¸n nµy vi m¹ch 74LS245 ®−îc dïng hai tr−êng hîp khi tÝn hiÖu

vµo ra theo 2 chiÒu vµ tÝn hiÖu vµo mét chiÒu .

Nguån cÊp cho IC lµ nguån nu«i +5v vµ nèi Mass ch©n GND .

3.2.

. Bé nhí ch−¬ng tr×nh: ROM.

V× VXL 8031 sö dông trong ®å ¸n kh«ng cã ROM trong nªn ta sö dông

bé nhí ch−¬ng tr×nh bªn ngoµi, v× yªu cÇu cña PLC ®−a ch−¬ng tr×nh ®iÒu khiÓn

vµo b»ng ®−êng truyÒn nèi tiÕp vµ theo yªu cÇu xo¸ vµ ghi ch−¬ng tr×nh ®¬n gi¶n

nªn ch−¬ng tr×nh ®iÒu khiÓn sÏ kh«ng n»m trong ROM .

Mµ ROM chØ l− tr÷ ch−¬ng tr×nh hÖ ®iÒu hµnh. Ch−¬ng tr×nh trong ROM

sö dông khi khëi t¹o hÖ thèng lóc ®ã ROM cã nhiÖm vô ®−a ra ch−¬ng tr×nh

kiÓm tra phÇn cøng vµ t¹o tr¹ng th¸i ban ®Çu cho c¸c ®Çu ra cña hÖ. Xö lÝ ng¾t

khi cã tÝn hiÖu ng¾t th× VXL truy nhËp vµo ROM vµ ch¹y ch−¬ng tr×nh xö lÝ

http://www.ebook.edu.vn

§¹i Häc S− Ph¹m Kü ThuËt H−ng yªn

ThiÕt kÕ hÖ PLC

Lª Thμnh S¬n

[

ng¾t cã c¸c thao t¸c cho VXL tiÕn hµnh. Ngoµi ra ROM chøa ch−¬ng tr×nh t¹o

nªn tr¹ng th¸i dõng vµ ®iÒu khiÓn qu¸ tr×nh n¹p ch−¬ng tr×nh tõ cæng nèi tiÕp vµo

trong RAM ë ®©y ta chän ROM 2764 v× VXL cã thÓ qu¶n lÝ ®−îc bé nhí ch−¬ng

tr×nh ngoµi tíi 64KB, vi m¹ch nµy cã dung l−îng nhí 64KB cÇn 13 ®−êng ®Þa

chØ vµ tÝn hiÖu ®äc ra khi cã tÝn hiÖu chän chip

(Chip Select) ë møc thÊp, 13

®−êng ®Þa chØ vµ tÝn hiÖu cho phÐp ra

(Out Enable).

+ A

..A

lµ c¸c ch©n ®Þa chØ.

+ D

..D

lµ c¸c ch©n d÷ liÖu.

(Out Enable) cho phÐp ra.

3.2.

. RAM - Bé nhí d÷ liÖu vμ ch−¬ng tr×nh.

§èi víi VXL viÖc ®äc d÷ liÖu hay ch−ng tr×nh thùc VXL chØ nhËn biÕt

®−îc c¸c møc Logic nh− vËy ch−¬ng tr×nh ®−îc VXL nhËn ®−îc nh− d÷ liÖu.

V× trong PLC yªu cÇu viÖc n¹p vµ xo¸ ch−¬ng tr×nh nhiÒu lÇn mµ thao t¸c

®¬n gi¶n, ®Ó lµm viÖc nµy ta kh«ng thÓ th¸o ROM ®Ó n¹p mµ ta sÏ dïng ROM ®Ó

®iÒu khiÓn VXL n¹p ch−¬ng tr×nh vµo RAM. Khi ®ã ch−¬ng tr×nh n»m trong

Ram ®−îc VXL coi nh− d÷ liÖu. Nhê vËy mµ qu¸ tr×nh ®äc viÕt trë nªn ®¬n gi¶n

. Khi cÇn ®äc ch−¬ng tr×nh th× tiÕn hµnh ®äc b×nh th−êng nh− trong ROM .

Ta chän RAM lµ RAM tÜnh SRAM (Static RAM) 6264 RAM nµy cã dung

l−îng 64KB, cÇn 13 ®−êng ®Þa chØ vµ c¸c tÝn hiÖu ®iÒu khiÓn WE ,

, CE2

cïng 8 ®−êng d÷ liÖu.

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14

GND

Vcc

28
27
26
25
24
23
22
21
20
19
18
17
16
15

SRAM 6264

http://www.ebook.edu.vn

§¹i Häc S− Ph¹m Kü ThuËt H−ng yªn

ThiÕt kÕ hÖ PLC

Lª Thμnh S¬n

[

S¬ ®å ch©n cña SRAM 6264 nh− sau :

- C¸c ch©n A

..A

lµ c¸c ch©n ®Þa chØ.

- C¸c ch©n D

..D7 lµ c¸c ch©n d÷ liÖu.

- C¸c ch©n

, CE2 (Chip Enable) lµ c¸c tÝn hiÖu chän chip víi

øng

víi møc thÊp vµ CE2 øng víi møc cao. Khi ®ång thêi 2 tÝn hiÖu nµy tho¶ m·n th×

SRAM6264 ®−îc chän.

- Ch©n

(Out Enable) ch©n cho phÐp d÷ liÖu ra (®äc) tÝch cùc ë møc

thÊp .

- Ch©n WE (Write Enable) ch©n cho phÐp viÕt ë møc tÝch cøc møc thÊp.

- Ch©n Vcc cÊp nguån +5V vµ ch©n GND nèi Mass.

Khi c¸c tÝn hiÖu ®iÒu khiÓn ®· tho¶ m·n th× VXL sÏ ®−a ra gi¸ trÞ ®Þa chØ

tíi ®Çu vµo ®Þa chØ cña SRAM ®Ó lÊy d÷ liÖu .Khi ®äc vµ ®−a ®Þa chØ råi d÷ liÖu

n¹p cho RAM khi ghi.

V× theo yªu cÇu cña PLC mµ RAM ®−îc chia lµm hai vïng mét vïng

32KB cã vïng ®Þa chØ thÊp dïng ®Ó l−u tr÷ ch−¬ng tr×nh ch¹y PLC cßn mét vïng

32KB cã vïng ®Þa chØ cao ®Ó trao ®æi d÷ liÖu trong qu¸ tr×nh xö lÝ d÷ liÖu cña

PLC. B¶n ®å bé nhí RAM ngoµi nh− sau:

Bé nhí cã 13Bit ®Þa chØ vµ vïng ®Þa chØ lµ tõ 0000h…1FFFh. Khi ®ã vïng

®Þa chØ thÊp lµ 0000h…0FFFh vµ vïng ®Þa chØ cao lµ 1000h…1FFFh.

B¶n ®å RAM nh− sau:

1FFFh

0FFFh

0000h

Dïng nhí d÷ liÖu

Dïng nhí ch−¬ng tr×nh

http://www.ebook.edu.vn

§¹i Häc S− Ph¹m Kü ThuËt H−ng yªn

ThiÕt kÕ hÖ PLC

Lª Thμnh S¬n

[

3.2.

. HÖ vi xö lý.

HÖ vi xö lý ®−îc thiÕt kÕ dùa trªn c¬ së cña VXL8031 cã thÓ dïng bé nhí

ngoµi lªn tíi 64KB víi Bus d÷ liÖu 8 bit hÖ thèng giao tiÕp víi m¸y tÝnh th«ng

qua chuÈn truyÒn tin RS 232. Bé phèi ghÐp dïng vi m¹ch Max 232 víi bé ghÐp

nèi nµy hÖ chØ giao tiÕp víi m¸y tÝnh kho¶ng 30m trë l¹i. Khi cÇn truyÒn xa ph¶i

cã bé khuyÕch ®¹i ®−êng truyÒn bæ xung. VXL 8031 cã 16 ®−êng ®Þa chØ víi 8

bÝt ®Þa chØ thÊp vµ 8 bÝt d÷ liÖu truyÒn trªn 1 cæng b»ng dïng bé dån kªnh, ngoµi

ra cßn vi m¹ch gi¶i m· ®Þa chØ chän chip 74LS138 vµ vi m¹ch ®Öm chèt

74LS373.

http://www.ebook.edu.vn

§¹i Häc S− Ph¹m Kü ThuËt H−ng yªn

ThiÕt kÕ hÖ PLC

Lª Thμnh S¬n

[

nghiªn cøu nguyªn lý ho¹t ®éng cña s¬ ®å. §Ó hÖ lµm viÖc tõ qu¸ tr×nh lÊy

ch−¬ng tr×nh bªn ngoµi th× ban ®Çu trong ROM ph¶i cã ch−¬ng t×nh ®iÒu hµnh.

Khi ch−¬ng tr×nh ®iÒu khiÓn ®−îc tõ m¸y tÝnh qua cæng truyÒn nèi tiÕp

c¬ b¶n gi÷a c¸c hÖ VXL v× RAM ngo¹i l−u ch−¬ng tr×nh ë vïng nöa ®Þa chØ cao

th× nöa vïng ®Þa chØ thÊp ®Ó l−u ch−¬ng tr×nh.

ch−ong tr×nh ®iÒu hµnh vµ ch−¬ng tr×nh ®iÒu khiÓn ë tÝn hiÖu

PSEN

kÕt hîp víi

gi¸ trÞ ®Þa chØ cô thÓ khi ®äc ch−¬ng tr×nh ®iÒu hµnh trong ROM th× VXL ®−a ra

tÝn hiÖu

PSEN

ë møc thÊp vµ gi¸ trÞ ®Þa chØ ë vïng tõ 0000h ®Õn 1FFFh. Khi ®ã

ROM ®−îc chän vµ gi¸ trÞ ®Þa chØ vµo ®Ó ®−a ta ch−¬ng tr×nh ®iÒu khiÓn.

Ch−¬ng tr×nh trong ROM lµ c¸c d¹ng ch−¬ng tr×nh khëi t¹o vµ t¹o tr¹ng

th¸i ban ®Çu ë c¸c ®Çu ra. C¸c ch−¬ng tr×nh xö lý ng¾t vµ ch−¬ng tr×nh nhËn

ch−¬ng tr×nh tõ cæng nèi tiÕp chuyÓn vµo RAM vµ lÊy ch−¬ng tr×nh trong RAM

khi cÇn.

Khi VXL ch¹y ch−¬ng tr×nh chÝnh trong RAM th× VXL còng ®−a ra

PSEN

vµ gi¸ trÞ ®Þa chØ nh−ng trong vïng tõ 2000h ®Õn 3FFFh khi ®ã VXL sÏ lµm viÖc

víi ch−¬ng tr×nh trong RAM.

V× 8 bit ®Þa chØ thÊp cïng ®Çu ra víi 8 bit d÷ liÖu theo kiÓm dån kªnh nªn

ph¶i cÇn bé nhí trung gian mµ vai trß nµy do 74LS373 ®¶m nhiÖm ®Ó l−u gi¸ trÞ

8 Bit ®Þa chØ thÊp khi truy nhËp.

3.2.

. ThiÕt kÕ khèi ®Çu vμo vμ khèi ®Çu ra.

Hai khèi nµy lµ c¸c lµ c¸c vÝt ®−a tÝn hiÖu vµo vµ ra d−íi d¹ng 2 møc logic

râ rÖt. V× c¸c møc logic nµy do yªu cÇu nµy do yªu cÇu truyÒn xa, chèng nhiÔu

hay yªu cÇu ®iÒu khiÓn mµ møc ®iÖn ¸p th−êng cao h¬n møc ®iÖn ¸p chuÈn cña

vi m¹ch xö lý bªn trong vµ cßn yªu cÇu c¸ch ly vÒ ®iÖn gi÷a bé xö lý vµ c¸c

®−êng truyÒn tÝn hiÖu bªn ngoµi nh»m b¶o vÖ t¨ng ®é an toµn cho PLC.

http://www.ebook.edu.vn

§¹i Häc S− Ph¹m Kü ThuËt H−ng yªn

ThiÕt kÕ hÖ PLC

Lª Thμnh S¬n

[

Ta cã s¬ ®å nguyªn lÝ cña khèi ®Çu vµo vµ khèi ®Çu ra cña hÖ PLC:

S¬ ®å nguyªn lý m¹ch lÊy tÝn hiÖu vµo cã chuyÓn møc ®iÖn ¸p.

S¬ ®å nguyªn lÝ m¹ch d−a tÝn hiÖu ra theo kiÓu ®ãng c¾t R¬le.

Nguyªn lÝ ho¹t ®éng cña khèi lÊy tÝn hiÖu vµo:

chuyÓn møc vµ c¸ch ly ®iÖn ¸p vµo vµ m¹ch VXL.

Khi ®Çu vµo ë møc 0 (thÊp) lµ 0V khi ®ã ®iÖn ¸p ®Æt lªn LED trong Opto

lµ 0V nªn Opto kho¸ vµ d÷ liÖu ë ®Çu ra lµ 0V øng víi møc thÊp vµ LED1 kh«ng

s¸ng b¸o møc logic lµ møc 0.

3.2.

ThiÕt kÕ nguån nu«i cho toμn m¹ch.

Trong m¹ch ta sö dông c¸c vi m¹ch:

- Vi m¹ch ®Öm chèt 74LS373.

+5V

M¹nh ®Öm 3 tr¹ng th¸i

TÝn hiÖu vµo

LED1

TÝn hiÖu vµo

TÝn hiÖu ra

LED

+12V

http://www.ebook.edu.vn

§¹i Häc S− Ph¹m Kü ThuËt H−ng yªn

ThiÕt kÕ hÖ PLC

Lª Thμnh S¬n

[

- Vi m¹ch vµo ra ba tr¹ng th¸i 74LS245.

- Vi m¹ch gi¶i m· 74LS138.

- Vi m¹ch MAX 232.

- Vi xö lÝ 8031.

- Bé nhí ch−¬ng tr×nh EPROM 2764.

- Bé nhí d÷ liÖu RAM 6264.

Nªn toµn bé nguån yªu cÇu lµ: +24V, +12V, +5V vµ -5V.

S¬ ®å nguyªn lÝ cña m¹ch t¹o nguån nu«i nh− sau:

7805

7905

7812

7824

2200

104

+5V

-5V

+12V

+24V

220V

S¬ ®å nguyªn lý nguån nu«i cho toµn

http://www.ebook.edu.vn

§¹i Häc S− Ph¹m Kü ThuËt H−ng yªn

ThiÕt kÕ hÖ PLC

Lª Thμnh S¬n

[

Ö vi ®iÒu khiÓn logic lËp tr×nh PLC cÇn ph¶i thùc hiÖn ®−îc c¸c thao t¸c

tr−íc tiªn lµ giao tiÕp víi m¸y tÝnh hoÆc hÖ VXL kh¸c. HÖ vi ®iÒu khiÓn hiÖn nay

xö dông rÊt nhiÒu lÜnh vùc ®o l−êng vµ ®iÒu khiÓn. Nh− thÕ ®ßi hái ph¶i ghÐp nèi

m¸y tÝnh, toµn bé qu¸ tr×nh ho¹t ®éng ®−îc thùc hiÖn b»ng phÇn mÒm ®iÒu

khiÓn.Víi hÖ ®iÒu khiÓn logic chóng ta cÇn n¹p ch−¬ng tr×nh vµo trùc tiÕp tõ

m¸y tÝnh vµo VXL vµ VXL sÏ l−u gi÷ ch−¬ng tr×nh trong bé nhí. ViÖc trao ®æi

th«ng tin gi÷a PLC vµ m¸y tÝnh ®−îc thùc hiÖn qua cæng nèi tiÕp RS232 (cæng

COM1 hoÆc COM2) cña m¸y tÝnh th«ng qua hÖ thèng c¸p truyÒn. ChÕ ®é nµy

gäi lµ chÕ ®é trao ®æi th«ng tin theo ch−¬ng tr×nh b»ng ph−¬ng ph¸p truyÒn nèi

tiÕp kh«ng ®ång bé.

C¸c chÕ ®é ch−¬ng tr×nh: Sö dông c¸c lÖnh vµo ra (In, Out) c¸c lÖnh chuyÓn

d÷ liÖu gi÷a c¸c thanh ghi (MOV) ®Ó chuyÓn d÷ liÖu cña m¸y tÝnh vµo bé nhí

ngoµi cña PLC hoÆc ng−îc l¹i .

. Giíi thiÖu vÒ truyÒn tin nèi tiÕp cña m¸y tÝnh PC

4.1.

TruyÒn tin ®ång bé vμ kh«ng ®ång bé :

Trong kü thuËt truyÒn d÷ liÖu gi÷a hai m¸y tÝnh ng−êi ta sö dông mét

trong hai ph−¬ng thøc truyÒn: §ång bé vµ kh«ng ®ång bé

Víi chÕ ®é truyÒn kh«ng ®ång bé, ký tù ®−îc truyÒn ®i theo tõng khung,

trong mçi khung cã:

- Bit Start

- C¸c bit d÷ liÖu ®−îc truyÒn

- Bit ch½n lÎ ®Ó kiÓm tra lçi ®−êng truyÒn

- Bit Stop

Thñ tôc truyÒn kh«ng ®ång bé chØ cã 2 tr¹ng th¸i 0 vµ 1 hay thÊp hoÆc

cao. Khi kh«ng cã ký tù nµo ®−îc truyÒn, kªnh truyÒn sÏ ë møc cao, nÕu sau ®ã

kªnh h¹ xuèng thÊp th× bªn thu sÏ ph¸t hiÖn r»ng s¾p cã d÷ liÖu ®−îc truyÒn tíi.

Tuú theo quy −íc mµ cã 5..8 d÷ liÖu. NÕu kªnh ë møc thÊp trong khi truyÒn th×

cã nghÜa lµ bit 0 ®ang ®−îc truyÒn, cßn kªnh ë møc cao th× bit 1 ®ang ®−îc

truyÒn. Bit thÊp ®−îc truyÒn tr−íc bit cao ®−îc truyÒn sau.

http://www.ebook.edu.vn

§¹i Häc S− Ph¹m Kü ThuËt H−ng yªn

ThiÕt kÕ hÖ PLC

Lª Thμnh S¬n

[

Sau d÷ liÖu cña ký tù lµ bit ch½n lÎ, dïng ®Ó ph¸t hiÖn lçi khi truyÒn.

Parity ®−îc thiÕt lËp sao cho tæng sè bit cña mét ký tù vµ bit Parity lµ ch½n. Bit

Parity lÎ nghÜa lµ bit Parity ®−îc thiÕt lËp sao cho tæng sè bit1 cña mét ký tù vµ

bit Parity lµ lÎ.

Cuèi cïng lµ bit STOP, bit nµy th«ng b¸o kÕt thóc viÖc truyÒn d÷ liÖu cña

1 ký tù. Bit Stop cã thÓ lµ 1,1,5, hoÆc 2.

VÝ dô:

Gi¶ sö d÷ liÖu ®−îc truyÒn víi tèc ®é 300 Baud (300 bit/ s) víi 1 bit Stop.

V× cã bit Stop nªn kªnh sÏ ë møc cao trong 1/300s sau khi truyÒn xong 1 ký tù.

Nh−ng nÕu cã 1,5 bit Stop th× kªnh sÏ lªn møc cao trong.

møc cao cho ®Õn khi cã 1 ký tù míi ®−îc vµo vÞ trÝ truyÒn .Khi ®ã kªnh sÏ h¹

xuèng møc thÊp ®Ó truyÒn bit Start.

Sè l−îng bit d÷ liÖu phô thuéc vµo kiÓu d÷ liÖu cÇn truyÒn. §Ó truyÒn d÷

liÖu ASCII th−êng dïng 7 bit ( v× bé ký tù nµy chØ cã 127 ký tù ) nh−ng nÕu

truyÒn ký tù ASCII më réng th× ph¶i cÇn ®Õn 8 bit d÷ liÖu cho mçi ký tù. Xö lý

truyÒn vµ nhËn trong chÕ ®é kh«ng ®ång bé dïng c¸c vi m¹ch thu ph¸t kh«ng

®ång bé v¹n n¨ng UART. Nh−îc ®iÓm cña truyÒn kh«ng ®ång bé lµ tèc ®é

truyÒn kh¸ chËm v× ph¶i truyÒn thªm c¸c bit kh«ng mang tin (Start bit, Parity bit,

®é hiÖu dông cña ®−êng truyÒn ng−êi ta sö dông ph−¬ng ph¸p truyÒn ®ång bé.

Trong chÕ ®é nµy d·y c¸c ký tù ®−îc truyÒn sÏ kÌm thªm m«t ký tù ®Æc biÖt: Ký

tù ®ång bé SYN ( cã m· ASCII lµ 22). Xö lý truyÒn vµ nhËn ký tù trong chÕ ®é

nµy dïng c¸c vi m¹ch thu ph¸t UART. Vi m¹ch nµy cho phÐp ho¹t ®éng c¶ ë hai

chÕ ®é.

4.1.

ChuÈn truyÒn nèi tiÕp RS232.

D÷ liÖu ë møc TTL ®−îc biÕn ®æi sang c¸c møc ®iÖn ¸p t−¬ng øng theo

tiªu chuÈn RS232 nh− sau:

Møc 1: Tõ –3V ®Õn –15V ( Tiªu chuÈn lµ -12V )

http://www.ebook.edu.vn

§¹i Häc S− Ph¹m Kü ThuËt H−ng yªn

ThiÕt kÕ hÖ PLC

Lª Thμnh S¬n

[

Møc 0: Tõ +3V ®Õn +15V ( Tiªu chuÈn lµ +12V )

BIOS cña m¸y tÝnh PC cho phÐp nhËn biÕt ®−îc tíi 4 cæng nèi tiÕp :

COM1 cã ®Þa chØ tõ 3F8 ®Õn 3FFh t−¬ng øng víi IRQ1

COM2 Cã ®Þa chØ tõ 2F8 ®Õn 2FFh t−¬ng øng víi IQR2

COM3 cã ®Þa chØ tõ 3E8 ®Õn 3EEh

COM4 cã ®Þa chØ tõ 2E8 ®Õn 2EEh

§iÒu khiÓn viÖc truyÒn d÷ liÖu qua giao diÖn RS232 lµ bé xö lý UART

*TruyÒn: §Çu tiªn ký tù ®−îc ®−a vµo thanh ghi ®îi truyÒn vµ n»m ®ã cho

®Õn khi ký tù tr−íc ®ã ®−îc truyÒn xong ,sau ®ã nã ®−îc ®−a ®Õn thanh ghi

dÞch cña bé ph¸t vµ tõng bit cña nã sÏ ®ùoc UART truyÒn vµo kªnh d÷ liÖu.

*NhËn: Khi nhËn ®−îc mét ký tù , ®Çu tiªn c¸c bit cña nã lÇn l−ît ®−îc

n¹p vµo thanh ghi dÞch cña bé thu råi ®−a tíi thanh ghi d÷ liÖu sau khi ®· lo¹i bá

c¸c bit Start, Stop, Parity.

VÝ dô:

Gi¶ sö cÇn truyÒn ký tù A cã m· ASCII lµ 41h ®−îc biÓu diÔn d−íi d¹ng

ch½n th× bit Parity ph¶i ®−îc xo¸ vÒ 0 ®Ó tæng sè c¸c bÝt 1 lµ ch½n. Cßn nÕu ta

chän kiÓu kiÓm tra lµ lÎ th× bit Parity ph¶i ®−îc thiÕt lËp lªn 1®Ó tæng sè c¸c bit 1

lµ lÎ vµ cuèi cïng lµ bit Stop.

Gi¶ sö kªnh truyÒn ®−îc thiÕt lËp víi tèc ®é 9600 Baud th× thêi gian

truyÒn mçi bit sÏ lµ 1/9600s. NÕu ta chän 1,5 bit Stop th× sau khi kÕt thóc truyÒn

c¸c bit cña ký tù A kªnh truyÒn sÏ ë møc cao trong 1,5*1/9600s råi bit Start cña

ký tù tiÕp theo míi ®−îc truyÒn.

Yªu cÇu phÇn cøng: RS232 liªn l¹c víi bªn ngoµi qua ®Çu nèi DB9 Vµ

DB25 th«ng th−êng COM1 lµ DB9 Vµ COM2 lµ DB25 ( nÕu dïng DB25 th×

http://www.ebook.edu.vn

§¹i Häc S− Ph¹m Kü ThuËt H−ng yªn

ThiÕt kÕ hÖ PLC

Lª Thμnh S¬n

[

* CD: DCE Ph¸t hiÖn ®−êng truyÒn cã vËt mang tin hay DCE ®· thu ®−îc

dÊu hiÖu cña tin trªn ®−êng truyÒn vµ b¸o ®−êng truyÒn tèt

•  RXD: DTE nhËn sè liÖu tõ DCE.
•  TXD: DTE truyÒn sè liÖu ra.
•  DTR: S è liÖu s½n sµng ë DTE.
•  GND: D©y nèi ®Êt .
•  DSR: Sè liÖu s½n sµng ë DCE.
•  RTS: DTE yªu cÇu göi sè liÖu .
•  CTS: TÝn hiÖu tr¶ lêi chÊp nhËn RTS hoÆc ®ã lµ tÝn hiÖu yªu cÇu lµm viÖc.
•  RI: B¸o chu«ng.

4.1.

Bé thu ph¸t kh«ng bé v¹n n¨ng.

Bé thu ph¸t kh«ng ®ång bé v¹n n¨ng UART ®−îc thiÕt kÕ ®Æc biÖt ®Ó xö

lý truyÒn tin kh«ng ®ång bé. Chip UART 8250 lµ chip c¬ b¶n ®−îc thiÕt kÕ cho

CPU 80286. HiÖn nay cã c¸c chÝp th«ng dông UART kh¸c nh− 16450 vµ

16550A t−¬ng øng víi c¸c CPU cã bus d÷ liÖu 32 hay 64 bit. Ngoµi ra cßn cã

c¸c chip UART ®−îc thiÕt kÕ cho xö lý c¶ ®ång bé vµ kh«ng ®ång bé.

RXD

TXD

DTR

GND

DSR

RTS

CTS

S¬ ®å c¸c ®−êng tÝn hiÖu cña giao diÖn RS-232

http://www.ebook.edu.vn

§¹i Häc S− Ph¹m Kü ThuËt H−ng yªn

ThiÕt kÕ hÖ PLC

Lª Thμnh S¬n

[

* Chøc n¨ng cña UART:

ChuyÓn ®æi tÝn hiÖu song song tõ CPU thµnh tÝn hiÖu nèi tiÕp ®Ó ph¸t ra

ngoµi m¸y tÝnh vµ ®æi tÝn hiÖu nèi tiÕp ®Õn m¸y tÝnh thµnh d¹ng song song ®Ó

m¸y tÝnh xö lý. UART bæ xung c¸c bit Start, Stop, Parity ®Õn mçi ký tù ®Ó ph¸t

vµ lÊy ra nh÷ng bit ®ã tõ ký tù thu ®−îc. UART ®¶m b¶o r»ng nh÷ng bit riªng

biÖt ®−îc ph¸t ra ë tèc ®é truyÒn d÷ liÖu thÝch hîp, tÝnh to¸n c¸c bit ch½n lÎ trªn

c¸c ký tù thu vµ ph¸t th«ng b¸o cho hÖ thèng biÕt bÊt kú mét sai sãt nµo ®· ®−îc

ph¸t hiÖn.

* C¸c giao tiÕp cña UART.

+ Giao tiÕp víi hÖ thèng BUS I/O cña CPU

+ Giao tiÕp víi hÖ thèng ®ång hå

+ Giao tiÕp víi hÖ thèng chuÈn RS232

* C¸c ®Þa chØ cña UART 8250.

+ 3F8/2F8: D÷ liÖu nhËn ®−îc hay cÇn göi ®i chøa trong thanh ghi nµy,

khi ghi vµo thanh ghi th× nã chøa d÷ liÖu truyÒn vµ ®äc thanh ghi th× nã chøa d÷

liÖu nhËn ®−îc

+3F9/2F9: Thanh ghi cho phÐp ng¾t

7 6 5 4

Bit 7,6,5,4 kh«ng sö dông, thiÕt lËp vÒ 0.

Bit 3 = 1 cho phÐp UART ph¸t ra IQR theo tr¹ng th¸i Modem.

Bit 2 = 1 cho phÐp UART ph¸t ra IQR theo tr¹ng th¸i ®−êng truyÒn.

Bit 1=1 cho phÐp UART ph¸t IQR khi thanh ghi ®îi truyÒn rçng.

Bit 0 = 1 cho phÐp UART Ph¸t IQR khi d÷ liÖu nhËn ®· s½n sµng.

+3FA2A: Thanh ghi ®Þnh danh ng¾t, khi x¶y ra 1 ng¾t th× ®äc thanh ghi

6 5 4

Bit 7,3 thiÕt lËp vÒ 0

Bit 2,1 : 00 :Tr¹ng th¸i MODEM thay ®æi

http://www.ebook.edu.vn

§¹i Häc S− Ph¹m Kü ThuËt H−ng yªn

ThiÕt kÕ hÖ PLC

Lª Thμnh S¬n

[

01: Thanh ghi ®îi truyÒn rçng

10: D÷ liÖu nhËn ®−îc ®· s½n sµng

11: Tr¹ng th¸i ®−êng truyÒn thay ®æi

Bit 0 =1 : Kh«ng cã yªu cÇu ng¾t cÇn xö lý

Bit 0 = 0: Cã yªu cÇu ng¾t cÇn xö lý

+3FB/2FB: Thanh ghi ®iÒu khiÓn ®−êng truyÒn

7 6 5 4

Bit 7: = 1 : §Æt tèc ®é truyÒn

= 0 : B×nh th−êng.

Bit 6: =1: Göi c¸c kho¶ng tr¾ng

= 0: T¾t tÝn hiÖu Breack

Bit 5: = 1: Kh«ng dïng

Bit 4: = 1: Parity ch½n

= 0: Parity lÎ

Bit 3: =1: Cã sö dông parity

= 0: Kh«ng sö dông Parity

Bit 2: =1: Dïng 1,5 bit stop nÕu 5 bit / 1 ký tù

= 0: Dïng 1,5 bit Stop nÕu 5 bit / 1 ký tù

Bit 0-1 : 00: 5 bit/ký tù

01 :6bit/ký tù

10 :7bit/ký tù

11 :8bit/ký tù

+3FD/2FD:

Thanh ghi tr¹ng th¸i ®−êng truyÒn

7 6 5 4

Bit 7: Kh«ng sö dông ,thiÕt lËp vÒ kh«ng

Bit 6 =1: Thanh ghi dÞch rçng, ph¸t xong 1 byte

Bit 5 =1: Thanh ghi ph¸t rçng, bit nµy tù ®éng b»ng 0 khi CPU göi 1 byte

sè liÖu tiÕp theo ra thanh ghi ph¸t

http://www.ebook.edu.vn

§¹i Häc S− Ph¹m Kü ThuËt H−ng yªn

ThiÕt kÕ hÖ PLC

Lª Thμnh S¬n

[

Bit 4 = 1: Trong khi thu nhËn ®−îc kho¶ng c¸ch trèng lín h¬n 1 ký tù ®Çy

®ñ

Bit 3 = 1: Lçi khung

Bit 2 = 1: Lçi Parity

Bit 1= 1: Mét byte sè liÖu nhËn vÒ ch−a kÞp ®äc bëi CPU ®· bÞ dßng d÷

liÖu kh¸c ®Ì lªn.

Bit 0 = 1: NhËn ®−îc d÷ liÖu.

+3FE/2FE:

Thanh ghi tr¹ng th¸i MODEM

Bit 7 = 1: Liªn l¹c víi Modem ®· ®−îc thiÕt lËp

Bit 6 = 1: Chu«ng

Bit 5 = 1:DCE göi tÝn hiÖu DSR tíi DTE b¸o r»ng ®½ s½n sµng nhËn d÷

liÖu

Bit 4=1 : DCE göi tÝn hiÖu CTS vÒ DTE b¸o r»ng ®· s½n sµng nhËn d÷ liÖu

Bit 3=1: Bit 7 võa chuyÓn tr¹ng th¸i

Bit 2=1: Bit 6 võa chuyÓn tr¹ng th¸i

Bit 1=1: Bit 5 võa chuyÓn tr¹ng th¸i

Bit 0=1: Bit 4 võa chuyÓn tr¹ng th¸i

. TRUYÒN TIN NèI TIÕP CñA VI §IÒU KHIÓN 8031.

4.2.

. Giíi thiÖu chung.

HÖ vi xö lý 8031 cã cæng nèi tiÕp n»m trªn chip. Chøc n¨ng quan trong

cña cæng nèi tiÕp lµ biÕn ®æi d÷ liÖu tõ song song thµnh nèi tiÕp ®Ó ®Èy lªn

®−êng truyÒn vµ biÕn ®æi d÷ liÖu vµo tõ nèi tiÕp thµnh song song .

RXD cña 8031 vµ ®ã còng lµ 2 bit cña Port 3:

http://www.ebook.edu.vn

§¹i Häc S− Ph¹m Kü ThuËt H−ng yªn

ThiÕt kÕ hÖ PLC

Lª Thμnh S¬n

[

Cæng nèi tiÕp cña 8031 cã thÓ truyÒn 2 chiÒu ®ång thêi vµ ký tù cã thÓ

®−îc nhËn vµ l−u tr÷ trong bé ®Öm trong khi ký tù thø 2 ®· ®−îc nhËn vµ nÕu

CPU ®äc ký tù thø nhÊt tr−íc khi ký tù thø 2 ®−îc nhËn th× d÷ liÖu kh«ng bÞ mÊt

Cã 2 thanh ghi chøc n¨ng ®Æc biÖt ®Ó phÇn mÒm qua ®ã truy nhËp cæng nèi tiÕp

lµ SPUF Vµ SCON.

SPUF cã ®Þa chØ 99h ®−îc xem nh− 2 Buffer .Khi ghi d÷ liÖu vµo SBUF lµ truyÒn

d÷ liÖu cßn khi ®äc d÷ liÖu tõ SBUF Lµ nhËn d÷ liÖu tõ ®−êng truyÒn SCON Cã

®Þa chØ 98h lµ thanh ghi cã thÓ ®¸nh ®Þa chØ theo tõng bit bao gåm bit tr¹ng th¸i

vµ bit ®iÒu khiÓn. Bit ®iÒu khiÓn x¸c lËp chÕ ®é ®iÒu khiÓn cho cæng nèi tiÕp vµ

bit tr¹ng th¸i cho biÕt ký tù ®−îc truyÒn hay ®−îc nhËn. Bit tr¹ng th¸i ®−îc kiÓm

4.2.

. Thanh ghi ®iÒu khiÓn cæng nèi tiÕp. (Spesial Post Cobtrol

C¸c chÕ ®é ho¹t ®éng cña cæng nèi tiÕp ®−îc x¸c lËp b»ng c¸ch ghi vµo

thanh ghi SCON ë ®Þa chØ 99h.

BIT

SYBOL

ADRES

DESCRIPTION

SCON.7

SMO

9FH

Serial port mode bit 0

SCON.6

SM1

9EH

Serial port mode bit 1

SCON.5

SM2

9DH

Serial port mode bit 2

SCON.4

REN

9CH

Receive enable

§−îc x¸c lËp nhËn ký tù

SCON.3

TB8

9BH Transmit bit 8

Bit thø 9 truyÒn ë chÕ ®é 3

§−îc lËp vµ xo¸ b»ng phÇn mÒm

SCON.2

RB8

9AH

Receive bit 8 .Bit 9 ®−îc nhËn

SCON.1

99H

Transmit

interrut

flag

Nã ®−îc lËp khi kÕt thóc truyÒn

ký tù vµ ®−îc xo¸ b»ng phÇn mÒm

SCON.0

98H

Receive Interrupt Flag .

http://www.ebook.edu.vn

§¹i Häc S− Ph¹m Kü ThuËt H−ng yªn

ThiÕt kÕ hÖ PLC

Lª Thμnh S¬n

[

Nã ®−îc lËp khi kÕt thóc nhËn 1

ký tù vµ ®−îc xo¸ b»ng phÇn mÒm

Tr−íc khi sö dông cæng nèi tiÕp thanh ghi SCON ph¶i ®−îc khëi t¹o cho

®óng chÕ ®é ho¹t ®éng .

VÝ dô:

MOV SCON ,# 01010010b

Khëi t¹o cæng nèi tiÕp ho¹t ®éng ë chÕ ®é 1, cho phÐp nhËn (REN =1), vµ

®Æt thanh ghi TI = 1 ®Ó cho biÕt s½n sµng truyÒn.

4.2.3. C¸c chÕ ®é ho¹t ®éng :

8031 cã 4 chÕ ®é ho¹t ®éng, viÖc chän chÕ ®é ho¹t ®éng b»ng c¸ch x¸c

lËp c¸c bit SM0 vµ SM1 cña thanh ghi SCON. Cã 3 chÕ ®é ho¹t ®éng truyÒn

kh«ng ®ång bé, mçi ký tù truyÒn hoÆc nhËn theo tõng khung víi bit Start vµ Stop

t−¬ng tù RS232 cña m¸y tÝnh PC. Cßn chÕ ®é thø 4 ho¹t ®éng nh− mét thanh ghi

dÞch ®¬n gi¶n.

4.2.3.

. Thanh ghi dÞch 8 bit (Mode 0).

MODE 0 ®−îc chän b»ng c¸ch ghi 0 vµo bit SM0 Vµ SM1 thanh ghi

SCON, x¸c lËp cæng nèi tiÕp ho¹t ®éng nh− thanh ghi dÞch 8 bit. D÷ liÖu vµo vµ

ra nèi tiÕp qua RXD vµ TXD theo nhÞp ®ång hå, 8 bit ®−îc truyÒn vµ nhËn víi

bit thÊp nhÊt ®−îc truyÒn ®Çu tiªn. Tèc ®é Baud ®−îc ®Æt b»ng 1/12 tèc ®é ®ång

hå .Trong chÕ ®é nµy ta kh«ng nãi ®Õn RXD vµ TXD. §−êng RXD ®−îc dïng

cho c¶ truyÒn vµ nhËn d÷ liÖu cßn ®−êng TXD ®−îc dïng cho tÝn hiÖu Clock

ViÖc truyÒn d÷ liÖu ®−îc khëi ®Çu b»ng c¸ch ghi d÷ liÖu vµo thanh ghi SBUF, d÷

®−îc göi ra ngoµi qua ®−êng TXD(P31). Mçi bit ®−îc truyÒn qua RXD trong 1

chu kú m¸y.

ViÖc nhËn d÷ liÖu ®−îc khëi ®Çu khi bit cho phÐp nhËn (REN) ®−îc x¸c

lËp lªn bit 1 vµ bit RI ph¶i xo¸ vÒ 0. Nguyªn t¾c chung lµ x¸c lËp bit REN lóc b¾t

®Çu ch−¬ng tr×nh ®Ó khëi t¹o c¸c tham sè cña cæng nèi tiÕp vµ xo¸ bit RI ®Ó b¾t

http://www.ebook.edu.vn

§¹i Häc S− Ph¹m Kü ThuËt H−ng yªn

ThiÕt kÕ hÖ PLC

Lª Thμnh S¬n

[

n¨ng cña chÕ ®é thanh ghi dÞch lµ cã thÓ më réng ®−êng racña 8031. Thanh ghi

dÞch chuyÓn ®æi nèi tiÕpthµnh song song cã thÓ kÕt nèi c¸c ®−êng TXD vµ RXD

cung cÊp thªm 8 ®−êng ra.

4.2.3.

. Bit UART tèc ®é Baud cã thÓ thay ®æi ®−îc (Mode 1).

Mode 1 cæng nèi tiÕp cña 8031 ho¹t ®éng nh− lµ UART 8 bit víi tèc ®é

Baud cã thÓ thay ®æi ®−îc. UART lµ mét thiÕt bÞ nhËn vµ truyÒn d÷ liÖu nèi tiÕp ,

mçi ký tù ®−îc truyÒn b¾t ®Çu b»ng bit Start (tr¹ng th¸i thÊp) sau ®ã lµ c¸c bit d÷

liÖu ®−îc truyÒn vµ cuèi cïng lµ bit Stop (tr¹ng th¸i cao).

Mét chøc n¨ng quan träng cña UART lµ chuyÓn ®æi d÷ liÖu song song

thµnh nèi tiÕp ®Ó truyÒn vµ chuyÓn ®æi nèi tiÕp thµnh song song ®Ó nhËn.

Trong chÕ ®é nµy, 10 bit d÷ liÖu ®−îc ®−îc truyÒn qua TXD vµ nhËn vµo

qua RXD vµ viÖc truyÒn còng t−¬ng tù nh− chÕ ®é 0, bit Start lu«n b»ng 0 sau ®ã

®Õn 8 bit d÷ liÖu (LSB ®Çu tiªn ) vµ cuèi cïng lµ bit Stop. Bit TI cña SCON ®−îc

bit RB8 cña thanh ghi SCON vµ tèc ®é truyÒn ®−îc ®Æt bëi Timer 1. ViÖc ®ång

bé thanh ghi dÞch cña cæng nèi tiÕp ë chÕ ®é 1,2,3 ®−îc ®iÒu khiÓn bëi Counter

víi ®Çu ra Counter lµ nhÞp ®ång hå ®iÒu khiÓn tèc ®é Baud cßn ®Çu vµo cña

Counter ®−îc chän b»ng phÇn mÒm .

4.2.3.3.

Bit UART víi tèc ®é Baud cè ®Þnh.

ChÕ ®é ®−îc chän b»ng c¸ch ®Æt bit SM1 = 1 Vµ SM0 = 0, cæng nèi tiÕp

cña 8031 sÏ ho¹t ®éng nh− UART 9 bit cã tèc ®é baud cè ®Þnh, 11 bit sÏ ®−îc

truyÒn vµ nhËn qua TXD vµ RXD: 1 bit Start, 9 bit d÷ liÖu vµ mét bit Stop

.Trong khi truyÒn bit thø 9 sÏ ®−îc ®Æt vµo TB8 cña thanh ghi SCON cßn khi

nhËn bit thø 9 sÏ ®−îc ®Æt vµo RB8. Tèc ®é baud cña chÕ ®é 2 cã thÓ lµ 1/32

hoÆc 1/64 xung nhÞp ®ång hå.

4.2.3.4.

Bit UART víi tèc ®é Baud cã thÓ thay ®æi ®−îc.

Mode 3 t−¬ng tù nh− Mode 2 nh−ng tèc ®é Baud ®−îc lËp tr×nh vµ ®−îc

cung cÊp b»ng Timer. Trong thùc tÕ c¶ 3 mode 1,2,3 lµ t−¬ng ®−¬ng nhau chØ

http://www.ebook.edu.vn

§¹i Häc S− Ph¹m Kü ThuËt H−ng yªn

ThiÕt kÕ hÖ PLC

Lª Thμnh S¬n

[

kh¸c nhau ë chç tèc ®é Baud ë chÕ ®é 2 lµ cè ®Þnh cßn chÕ 1 vµ 3 cã thÓ thay ®æi

®−îc vµ sè l−îng bit d÷ liÖu cña Mode 1 lµ 8 bit cßn Mode 2 vµ mode 3 lµ 9 bit.

4.2.

. Khëi t¹o vμ truy nhËp cæng nèi tiÕp.

* Cho phÐp nhËn

Bit cho phÐp nhËn (REN) cña thanh ghi SCON ph¶i ®−îc lËp b»ng phÇn

mÒm ®Ó cho phÐp nhËn d÷ liÖu. ViÖc nµy ®−îc tiÕn hµnh lóc b¾t ®Çu ch−¬ng

tr×nh khi cæng nèi tiÕp, Timer, Counter ®−îc khëi t¹o. Cã hai c¸ch x¸c lËp bit

nµy:

SETB REN hoÆc MOV , SCON , #XXX1XXXXB

( Trong ®ã x cã thÓ lµ 0 hay 1 tuú theo yªu cÇu cña ch−¬ng tr×nh ).

* Cê ng¾t (Interrupt Flag).

Hai bit RI vµ TI trong thanh ghi SCON ®−îc lËp lªn 1 b»ng phÇn cøng vµ

ph¶i ®−îc xo¸ vÒ 0 b»ng phÇn mÒm.

RI ®−îc x¸c lËp khi bit cuãi cïng cña d÷ liÖu ®−îc nhËn mµ nã cho biÕt

ng¾t. NÕu ch−¬ng tr×nh muèn nhËn d÷ liÖu tõ 1 thiÕt bÞ nèi víi cæng nèi tiÕp nã

ph¶i chê cho ®Õn khi RI ®−îc lËp sau ®ã xo¸ RI vµ ®äc d÷ liÖu tõ SBUF

VÝ dô:

WAIT : JNB RI, WAIT; test RI vµ chê cho ®Õn khi ®−îc lËp

CLR RI ; xo¸ RI

MOV A , SBUF ; §äc d÷ liÖu tõ SBUF

T−¬ng tù bit TI ®−îc lËp khi bit cuèi cïng cña d÷ liÖu ®−îc truyÒn vµ nã

cho biÕt r»ng ®· truyÒn xong. NÕu ch−¬ng tr×nh muèn göi d÷ liÖu ®Õn thiÕt bÞ nèi

qua cæng nèi tiÕp nã ph¶i kiÓm tra xem ký tù tr−íc ®ã ®· göi ch−a, nÕu ch−a göi

nã ph¶i chê ®Õn khi göi xong míi ®−îc göi.

VÝ dô:

WAIT: JNB TI, WAIT; KiÓm tra khi TI Set

CLR TI

; NÕu set th× xo¸ TI

MOV SBUF, A; Göi d÷ liÖu vµo SBUF ®Ó truyÒn.

http://www.ebook.edu.vn

§¹i Häc S− Ph¹m Kü ThuËt H−ng yªn

ThiÕt kÕ hÖ PLC

Lª Thμnh S¬n

[

. GhÐp nèi m¸y tÝnh víi hÖ vi xö lý.

4.3.

. S¬ ®å ghÐp nèi hÖ vi xö lý vμ m¸y tÝnh.

mÎ ®−îc thùc hiÖn ë kho¶ng c¸ch gÇn, cho nªn ghÐp nèi ta kh«ng cÇn sö dông

RS232. V× kh«ng cã Modem nªn khi sö dông cæng nèi tiÕp cña m¸y tÝnh ph¶i cã

sù ng¾n m¹ch gi÷a RTS vµ CTS , DTR vµ DSR. §Ó ®¶m b¶o cã sù ®−a lÖnh DTR

vµ trë vÒ cao (khi kÕt thóc truyÒn – nhËn).

nµo :

4.3.

. §¶m b¶o ch−¬ng tr×nh cho cæng nèi tiÕp.

Trong m¸y tÝnh, ho¹t ®éng víi DOS (tõ Version 3.0) cã 4 cæng nèi tiÕp

RS232 víi c¸c vïng ®Þa chØ (cho c¸c thanh ghi néi ) vµ c¸c møc ng¾t sau :

Cæng nèi tiÕp

§Þ¹ chØ

Ng¾t

COM1

03F8H÷03FFH

IRQ4

COM2

02F8H÷02FFH

IRQ3

RxD

R1IN

GND

R1Out

RxD

TxD

VXL

MAX232

COM2 - PC

T1In

T1Out

S¬ ®å nguyªn lý ghÐp nèi vi xö lý vµ m¸y tÝnh.

http://www.ebook.edu.vn

§¹i Häc S− Ph¹m Kü ThuËt H−ng yªn

ThiÕt kÕ hÖ PLC

Lª Thμnh S¬n

[

COM3

03E8H÷03EFH

IRQ4(hoÆc hái vßng)

COM4

02E8H÷02EFH

IRQ3(hoÆc hái vßng)

COM1 vµ COM3 ®−îc thiÕt kÕ sö dông ng¾t sè 4, COM2 vµ COM4 sö

dông ng¾t sè 3. Trong m¸y tÝnh c¸c cæng nèi tiÕp nµy ®−îc nèi song song víi æ

c¾m DB-25 vµ DB-9 ®Ó dÔ sö dông.

§Ó ®¶m b¶o viÖc sö dông ghÐp nèi cæng nèi tiÕp cña m¸y tÝnh víi hÖ vi

xö lý 8031 th× ta ph¶i lËp tr×nh cho cæng nèi tiÕp , ®Ó khëi t¹o (ghi c¸c th«ng sè

ban ®Çu nh−: Tèc ®é truyÒn, ®é dµi tin, sai sè ch½n /lÎ ...) cho cæng nèi tiÕp cña

m¸y tÝnh ta cã thÓ.

Ghi trùc tiÕp b»ng lÖnh d¹ng ng«n ng÷ ASSEMBLER.

Sö dông lÖnh MODE cña DOS vµ c¸c tham sè thªm vµo cña DOS.

4.3.2.

. Sö dông lÖnh MODE cña DOS.

Víi DOS 3.3 trë vÒ tr−íc dïng lÖnh :

MODE COM1 : 9600 ,N, 8, 1, P

⇒ Tèc ®é 9600 baud, N = kh«ng kiÓm tra tÝnh ch½n / lÎ, 8 bit d÷ liÖu, mét

bit Stop, víi c¸c lÇn thö l¹i liªn tôc.

Víi DOS 3.3 trë vÒ sau, dïng lÖnh :

MODE COM1: Baud = 9 600 Parity = n Data = 8 Stop = 1 Retry = B

(B ) thay cho (p) kÓ tõ DOS . 5

4.3.2.

. Sö dông ng¾t INT 14 h cña BIOS .

BIOS truy cËp tíi khèi ghÐp nèi nèi tiÕp cña mÊy tÝnh nhê ng¾t INT 14h

víi cÊp hµm sau:

Hµm :

Vai trß :

00h

Khëi ph¸t khèi ghÐp nèi cña cæng nèi tiÕp

01h

Göi mét ký tù

02h

NhËn mét ký tù

03h

§äc tr¹ng th¸i cña khèi ghÐp nèi cña cæng nèi tiÕp

04h

Khëi phÊt cæng nèi tiÕp më réng

05h

§iÒu khiÓn truyÒn th«ng cña cæng nèi tiÕp më réng

http://www.ebook.edu.vn

§¹i Häc S− Ph¹m Kü ThuËt H−ng yªn

ThiÕt kÕ hÖ PLC

Lª Thμnh S¬n

[

BIOS cã thÓ ®iÒu hÇnh tèi ®a tíi 4 cæng nèi tiÕp cña m¸y tÝnh tõ COM1 ®Õn

COM4 víi cÊc ®Þa chØ :

Khèi ghÐp nèi

§Þa chØ c¬ së

Ng¾t cøng IRQ

COM1

3F8

IRQ4

COM2

2F8

IRQ3

COM3

3E8

IRQ4 ( hay hái vßng )

COM4

2E8

IRQ3

(

hay

hái

vßng)

møc ®é ch−¬ng tr×nh, ta cã thÓ chän mét khèi ghÐp nèi nèi tiÕp cña

cæng nèi tiÕp nµo ®ã b»ng c¸ch g¸n m· t−¬ng øng vµo thanh ghi víi gi¸ trÞ:

00H cho COM1

01H cho COM2

02H cho COM3

03H cho COM

*Phôc vô 00h: Khëi ph¸t khèi ghÐp nèi nèi tiÕp. Phôc vô 00h Ên ®Þnh

nh÷ng th«ng sè kh¸c nhau cña khèi ghÐp nèi cña cæng nèi tiÕp RS232. §ã lµ c¸c

th«ng sè:

Tèc ®é Baud: Tøc tèc ®é trao ®æi tin

TÝnh

ch½n

lÎ

Sè bit Stop

KÝch

th−íc ký tù hay sè bit tin nèi tiÕp

Nh÷ng th«ng sè nµy ®−îc tæ hîp trong m· 8 bit ®−îc ®Æt vµo thanh ghi

cña khèi ghÐp nèi cña cæng nèi tiÕp theo thø tù c¸c bit nh− sau:

D7, D6 , D5: M· cña vËn tèc (tÝnh b»ng Baud )

D4, D3: M· cña tÝnh ch½n tÝnh ch½n lÎ

D2: M· cña bit Stop

D1,D0: M· cña kÝch thø¬c ký tù.

http://www.ebook.edu.vn

§¹i Häc S− Ph¹m Kü ThuËt H−ng yªn

ThiÕt kÕ hÖ PLC

Lª Thμnh S¬n

[

C¸c m· trªn nh− sau:

D7 D6 D5

VËn tèc(bit/s)

110

150

0 1 0

300

600

1 0 0

1200

2400

1 1 0

4800

9600

D4 D3

TÝnh ch½n lÎ

D1 D0

KÝch th−íc ký tù

0 0

Kh«ng cã

0 0

Kh«ng dïng

0 1

TÝnh lÎ

0 1

Kh«ng dïng

1 0

Kh«ng cã

1 0

7 bit

1 1 TÝnh ch½n

1 1

8 bit

D2 = 0: 1 Bit stop , D2 = 1 : Hai bit stop.

*Phôc vô 01h: Göi mét ký tù. Hµm nµy göi mét ký tù ra thiÕt bÞ ngoµi

nèi víi khèi ghÐp nèi nèi tiÕp cña cæng nèi tiÕp. Muèn vËy ta lµm nh− sau:

§Æt sè liÖu cña khèi ghÐp nèi vµo thanh ghi d÷ liÖu .

Göi m· ký tù vµo thanh ghi tæng (nöa cao)

Göi 01h vµo thanh ghi tæng (nöa thÊp)

Gäi INT14 h

*Phôc vô 02h: NhËn mét ký tù tr×nh tù thùc hiÖn còng nh− trªn :

§Æt sè liÖu cña khèi ghÐp nèi vµo thanh ghi d÷ liÖu

§Æt gi¸ trÞ 02h vµo thanh ghi tæng

Gäi INT14 H

KÕt qu¶ cña ch−¬ng tr×nh con lµ ký tù ®−îc göi vµo khèi ghÐp nèi nèi tiÕp

vµ ë trong thanh ghi tæng, thanh ghi tæng còng chøa kÕt qu¶ cña viÖc thùc hiÖn

ch−¬ng tr×nh.

http://www.ebook.edu.vn

§¹i Häc S− Ph¹m Kü ThuËt H−ng yªn

ThiÕt kÕ hÖ PLC

Lª Thμnh S¬n

[

*Phôc vô 03h: §äc tr¹ng th¸i cña khèi ghÐp nèi nèi tiÕp.Tr×nh tù còng

nh− trªn:

§Æt sè liÖu khèi ghÐp nèi vµo thanh ghi d÷ liÖu

§Æt 03h vµo thanh ghi tæng

Gäi

INT14H

KÕt qu¶ cña ch−¬ng tr×nh con lµ tr¹ng th¸i cña khèi ghÐp nèi nèi tiÕp

Bit7 - V−ît qu¸ ®é trÔ

0: Kh«ng cã sai sè

1: Cã sai sè

Bit 6 – Thanh ghi dÞch chuyÓn

0 : Thanh ghi bËn

1: Thanh ghi rçi

Bit 5 – Thanh ghi ®îi

0 : Thanh ghi bËn

1: Thanh ghi rçi

Bit 4 – Ng¾t bëi tÝn hiÖu Breack (®øt)

0: Kh«ng biÕt

1: Cã tÝn hiÖu Breack

Bit 3 – Giao thøc

0: Kh«ng cã lçi

1: Cã lçi

Bit 2 – TÝnh ch½n lÎ

0: «ng cã lçi

1: Cã lçi

Bit 1- Sè liÖu

0: kh«ng cã trµn

BÞ

trµn

Bit 0 - Sè liÖu ®· s½n sµng

0: Kh«ng cã sè liÖu s½n sµng

1: Sè liÖu s½n sµng

http://www.ebook.edu.vn

§¹i Häc S− Ph¹m Kü ThuËt H−ng yªn

ThiÕt kÕ hÖ PLC

Lª Thμnh S¬n

[

4.3.

Khëi t¹o thiÕt lËp cæng nèi tiÕp cña m¸y tÝnh b»ng

ch−¬ng tr×nh

§Ó dïng cæng nèi tiÕp cña m¸y tÝnh trao ®æi th«ng tin víi hÖ vi xö lý

ngoµi th× ta ph¶i lËp tr×nh cho cæng nèi tiÕp cña m¸y tÝnh.Trong ®ã cæng nèi tiÕp

®−îc trao ®æi hÇu hÕt theo c¸ch lËp tr×nh trùc tiÕp cho c¸c thanh ghi cña bé thu

ph¸t kh«ng ®ång bé UART 8250. UART nµy cã 10 thanh ghi ®Ó ®iÒu khiÓn tÊt

c¶ c¸c chøc n¨ng cña viÖc nhËp vµo vµ xuÊt ra d÷ liÖu theo c¸ch nèi tiÕp. LËp

tr×nh cho cæng nèi tiÕp cña m¸y tÝnh ta cã thÓ dïng nhiÒu lo¹i ng«n ng÷ lËp

tr×nh kh¸c nhau. Tr−íc tiªn viÖc thiÕt lËp cÊu h×nh cho cæng nèi tiÕp lu«n lu«n

®−îc tiÕn hµnh tr−íc khi cã nhu cÇu cÇn truyÒn. Khi cã nhu cÇu cÇn truyÒn th×

kiÓm tra tr¹ng thÊi ®−êng truyÒn, nÕu ®−êng truyÒn rçi th× vïng ®Öm ®−îc

kiÓm tra vµ d÷ liÖu ®−îc truyÒn tõ vïng ®Öm nµy, vïng ®Öm khi l−u tr÷ d÷ liÖu

theo nguyªn t¾c hµng ®îi, d÷ liÖu cã yªu cÇu göi tr−íc th× ®−îc göi ra hµng ®¬Þ

tr−íc vµ ng−îc l¹i. NÕu kiÓm tra ®−êng truyÒn ®ang bËn th× tÝn hiÖu kh«ng ®−îc

phÐp truyÒn v× vËy kh«ng x¶y ra tranh chÊp ®−êng truyÒn .

http://www.ebook.edu.vn

§¹i Häc S− Ph¹m Kü ThuËt H−ng yªn

ThiÕt kÕ hÖ PLC

Lª Thμnh S¬n

[

. C¬ së thiÕt kÕ phÇn mÒm.

Mét hÖ xö lÝ muèn ho¹t ®éng ®−îc th× ph¶i cã phÇn mÒm ®iÒu khiÓn. PhÇn

cøng vµ phÇn mÒm lµ hai yÕu tè h×nh thµnh nªn mét hÖ xö lÝ hoµn chØnh. NÕu

thiÕu mét trong hai yÕu tè th× hÖ vi xö lÝ sÏ kh«ng ho¹t ®éng ®−îc.

ThiÕt kÕ phÇn mÒm thùc chÊt lµ ta viÕt mét tËp lÖnh cho vi xö lÝ lµm viÖc

víi nh÷ng lÖnh ®ã .

Víi hÖ vi xö lÝ 8031 øng dông ®iÒu khiÓn hÖ PLC cã c¸c phÇn mÒm ®iÒu khiÓn

nh− sau:

- ThiÕt kÕ phÇn mÒm hÖ thèng .

- ThiÕt kÕ phÇn mÒm øng dông .

- ThiÕt kÕ phÇn mÒm truyÒn tin gi÷a m¸y tÝnh PC vµ hÖ vi xö lÝ.

Trong hÖ PLC nhiÖm vô cña vi xö lÝ thu thËp d÷ liÖu tõ c¸c ®Çu vµo Logic

sau ®ã xö lÝ theo ch−¬ng tr×nh råi ®−a ra ®iÒu khiÓn. TÝn hiÖu ®iÒu khiÓn ë ®Çu ra

dïng ®Ó ®ãng, c¾t c¸c thiÕt bÞ: §éng c¬ m¸y s¶n xuÊt, c¸c van ®iÖn tõ. C¸c tr¹ng

th¸i ®Çu ra øng víi møc 0 lµ c¾t øng víi møc 1 lµ ®ãng, ë ®Çu vµo tÝch cùc ë møc

§Þa chØ cña c¸c cæng logic, bé nhí, s¬ ®å bé nhí vµ c¸c gi¸ trÞ d÷ liÖu bµn

phÝm, gi¸ trÞ d÷ liÖu tr¹ng th¸i ®· ®−îc tÝnh trong thuyÕt minh nguyªn lÝ.

http://www.ebook.edu.vn

§¹i Häc S− Ph¹m Kü ThuËt H−ng yªn

ThiÕt kÕ hÖ PLC

Lª Thμnh S¬n

[

. ThuËt to¸n cña mét sè ch−¬ng tr×nh ®iÒu khiÓn.

- KiÓm tra, tÝnh to¸n c¸c
tham sè lµm viÖc.
- §Þnh chÕ ®é, gi¸ trÞ ®Õm
cho Timer1 (tèc ®é Baud).

- Xö lý c¸c sù kiÖn trong
vïng Event_Buffer.
- KiÓm tra lçi, chÕ ®é lµm
viÖc trong System_Data
- KiÓm tra tr¹ng th¸i cña
chuyÓn m¹ch ®iÒu khiÓn.

START

STOP ?

RUN ?

TERM ?

ChuyÓn ®iÒu khiÓn ®Õn
vïng Code_Buffer.

§äc c¸c kªnh sè liÖu ®Çu vµo
vµ l−u kÕt qu¶ vµo vïng
Input_Data.

- Xö lý sè liÖu ®Çu vµo vµ
tÝnh to¸n ®iÒu khiÓn ®Çu ra.
- L−u gi÷ kÕt qu¶ tÝnh to¸n
vµo vïng Output_Data.
- QuÐt sè liÖu ra c¸c kªnh
®Çu ra t−¬ng øng tõ vïng
Output_Data

§äc byte tr¹ng th¸i
nèi tiÕp Serial_Status
trong vïng
Para_Buffer.

Status =1 ?

True

False

L−u ®å thuËt to¸n ch−¬ng tr×nh ®iÒu khiÓn PLC

True

http://www.ebook.edu.vn

§¹i Häc S− Ph¹m Kü ThuËt H−ng yªn

ThiÕt kÕ hÖ PLC

Lª Thμnh S¬n

[

§äc tr¹ng th¸i

c¸c phÝm vµ ®−a

vµo vïng

Event Buffer

INT 0

END

Ph¸t tèc ®é Baud

cho cæng nèi

tiÕp.

TIMER 1

END

M¹ch

ph¸t xung

tèc ®é cao.

TIMER 0

END

Ng¾t ngoµi

dïng cho c¸c

tr−êng hîp

xö lý ®Æc biÖt

INT 1

END

L−u ®å thuËt to¸n c¸c ch−¬ng tr×nh con

xö lý ng¾t ngoµi vµ ng¾t bé ®Õm.

http://www.ebook.edu.vn

§¹i Häc S− Ph¹m Kü ThuËt H−ng yªn

ThiÕt kÕ hÖ PLC

Lª Thμnh S¬n

[

HÖ PLC øng dông bé vi ®iÒu khiÓn. Mäi thao t¸c trong PLC ®Òu do vi ®iÒu

khiÓn kiÓm so¸t.

§Çu tiªn cÊp nguÇn cho PLC khi ®ã PLC khëi t¹o b»ng c¸c thao t¸c kiÓm

tra ROM, RAM c¸c thanh ghi vµ ®Æt tr¹ng th¸i cho c¸c ®Çu ra ë møc logic thÊp

sau ®ã VXL cña hÖ ë tr¹ng th¸i s½n sµng lµm viÖc.

§Ó ®−a tr¹ng th¸i ®Çu ra xuèng møc thÊp th× VXL ph¶i ®−a d÷ liÖu lªn Bus

víi gi¸ trÞ 00h vµ gi¸ trÞ ®Þa chØ 8003h trªn Bus ®Þa chØ.

Khi ta chuyÓn c«ng t¾c ë mét vÞ trÝ bÊt kú. Gi¶ sö ë vÞ trÝ Stop khi ®ã VXL

lµm viÖc khi hÕt chu kú sÏ ®i ®äc ch−¬ng tr×nh ®äc bµn phÝm tõ ROM khi ®ã sÏ

xÈy ra c¸c thao t¸c.

- VXL ®−a lªn Bus ®Þa chØ gi¸ trÞ ®Þa chØ cña vi m¹ch 74LS245 trong m¹ch

bµn phÝm lµ 8001h vµ ®äc d÷ liÖu tõ bµn phÝm qua IC nµy vµ ®−a lªn Bus d÷ liÖu

®Æt vµo VXL.

- VXL nhËn gi¸ trÞ bµn phÝm FEh khi ®ã VXL biÕt víi gi¸ trÞ ®ã lµ bµn

phÝm Stop ®−îc Ên. Sau ®ã VXL ®−a tr¹ng th¸i Stop ta ®Ìn b¸o b»ng thao t¸c.

+ §−a ®Þa chØ cho vi m¹ch 74LS373 trong m¹ch b¸o tr¹ng th¸i víi ®Þa chØ

8000h vµ ®ång thêi ®−a lªn Bus d÷ liÖu gi¸ trÞ 01h råi ®−a tr¹ng th¸i dõng vµ s½n

sµng cho c¸c lÖnh vµo kh¸c.

Gi¶ sö ta Ên phÝm Run.

Khi ®ã còng cã tÝn hiÖu ng¾t vµ c¸c thao t¸c ®äc phÝm, ®äc ch−¬ng tr×nh

®iÒu hµnh vµ b¸o tr¹ng th¸i ra víi phÝm Run gièng nh− c¸c thao t¸c VXL lµm

khi phÝm Stop ®−îc Ên chØ kh¸c ë gi¸ trÞ cña phÝm Run lµ: FDh vµ gi¸ tri cña ®Ìn

b¸o Run trªn Bus d÷ liÖu lµ 02h.

Sau thao t¸c nµy VXL ®i ch¹y ch−¬ng tr×nh chÝnh trong RAM ®Ó ®äc

ch−¬ng tr×nh trong RAM VXL ph¶i tiÕn hµnh c¸c thao t¸c:

- §−a ch©n

PSEN

xuèng møc thÊp vµ ®−a ra gi¸ trÞ ®Þa chØ ®Ó ®äc RAM

víi ®o¹n ®Þa chØ 2000h ... 3FFFh. V× khi ®ã RAM ®−îc chia ta 2 phÇn vïng ®Þa

chØ thÊp dïng l−u tr÷ ch−¬ng tr×nh. Khi ghi ch−¬ng tr×nh trong RAM ngoµi tÝn

hiÖu ®Þa chØ 2000h ... 2FFFh cßn cÇn xung WR ë møc thÊp.

http://www.ebook.edu.vn

§¹i Häc S− Ph¹m Kü ThuËt H−ng yªn

ThiÕt kÕ hÖ PLC

Lª Thμnh S¬n

[

Trong qu¸ tr×nh lµm viÖc cã tËp hîp VXL ph¶i l−u tr÷ hay ®äc d÷ liÖu tõ

ROM. Khi ®ã vïng cho d÷ liÖu trong RAM lµ vïng ®Þa chØ cao 3000h ... 3FFFh

khi ®äc cÇn thªm xun RD vµ khi ghi cÇn xung nµy tÝch cùc møc thÊp.

Khi ch¹y ch−¬ng tr×nh chÝnh ch−¬ng tr×nh sÏ yªu cÇu VXL ®äc gi¸ trÞ cña

cæng vµo khi ®ã VXL sÏ ®−a ra gi¸ trÞ ®Þa chØ ®Ó chän vi m¹ch 74LS245 ë cæng

®Çu vµo víi c¸c thao t¸c ®−a ®Þa chØ ra trªn Bus ®Þa chØ cã ®Þa chØ sau ®ã gi¸ trÞ

®Çu vµo ®−îc ®−a lªn Bus d÷ liÖu vµ VXL lÊy vµo.

Sau khi kÕt thóc qu¸ tr×nh xö lý VXL sÏ ®−a ra c¸c gi¸ trÞ ®Çu ra c¸c gi¸

trÞ ®Çu ra. Thao t¸c nµy ®−îc tiÕn hµnh b»ng viÖc VXL ®−a ra gi¸ trÞ ®Þa chØ cña

vi m¹ch ®Öm chèt ë cæng ra víi gi¸ trÞ vµ sau ®ã ®−a ra d÷ liÖu lªn Bus d÷ liÖu.

Khi ®ã d÷ liÖu sÏ ®−îc ®−a ra ®Çu ra cña vi m¹ch nµy.

Khi tÝn hiÖu chän tõ gi¶i m· ®Þa chØ lªn møc cao th× vi m¹ch ®Öm chèt nµy

chèt d÷ liÖu sau m¹ch ®Öm chèt lµ m¹ch ®ãng c¾t R¬le vµ b¸o møc sÏ ®ãng c¾t

c¸c thiÕt bÞ qua tiÕp ®iÓm R¬le vµ §ièt ph¸t quang sÏ b¸o cho ng−êi vËn hµnh

biÕt tr¹ng th¸i Logic ë cæng ra. V× VXL8031 cã cæng P0 dïng kiÓm dån kªnh

võa mang gi¸ trÞ ®Þa chØ vµ gi¸ trÞ d÷ liÖu lªn khi lµm viÖc cÇn cã m¹ch ®Öm chèt

d÷ liÖu v× sau khi VXl ®−a gi¸ trÞ ®Þa chØ 8 bit thÊp ra th× VXL dïng cæng nµy

cho vµo ra d÷ liÖu nªn cÇn bé nhí trung gian l−u gi÷ gi¸ trÞ ®Þa chØ nµy. Vi m¹ch

gi¸ trÞ nµy khi xung lªn møc 1.

Ngoµi ra cßn vi m¹ch vµo ra 2 chiÒu phôc vô cho qu¸ tr×nh vµo ra d÷ liÖu

gióp cho viÖc më réng Modul c¬ së nµy víi gi¸ trÞ ®Þa chØ cha ®−îc sö dông th×

vi m¹ch lµm viÖc víi ngo¹i vi (Modul phô).

Khi phÝm Term ®−îc Ên th× qu¸ tr×nh ®äc bµn phÝm vµ hiÖn thÞ tr¹ng th¸i

hoµn toµn gièng nh− víi phÝm Stop hoÆc Run nh−ng gi¸ trÞ phÝm Term lµ FBh vµ

gi¸ trÞ LED b¸o Term s¸ng khi gi¸ trÞ trªn Bus d÷ liÖu lµ 04h.

Sau khi b¸o s¸ng tr¹ng th¸i VXL ch¹y ch−¬ng tr×nh nhËn truyÒn nèi tiÕp

tõ cæng nèi tiÕp qua Max 232 ®−a d÷ liÖu vµo thanh ghi trong VXL vµ ROM sÏ

chuyÓn ch−¬ng tr×nh nµy vµo RAM.

http://www.ebook.edu.vn

§¹i Häc S− Ph¹m Kü ThuËt H−ng yªn

ThiÕt kÕ hÖ PLC

Lª Thμnh S¬n

[

Sau khi nhËn song ch−¬ng tr×nh sÏ tiÕn hµnh ch¹y thö nh− c¸c thao t¸c khi

ch¹y phÝm Run.

§ã lµ nguyªn lý ho¹t ®éng cña toµn bé s¬ ®å nguyªn lý cña hÖ PLC.

KÕt luËn:

Trong hÖ PLC nghiªn cøu ë ®å ¸n nµy ®−îc thiÕt kÕ lµm viÖc

víi c¸c tÝn hiÖu sè. Tuy nhiªn kh«ng gian nhí vµ vïng ®Þa chØ còng nh− kh¶

n¨ng lµm viÖc cña vi xö lý cßn rÊt nhiÒu nªn chóng ta cã thÓ tËn dông hÕt kh¶

khiÓn ta cã thÓ l¾p thªm c¸c Modul phô phôc vô cho xö lý vµ ®iÒu khiÓn c¸c tÝn

hiÖu t−¬ng tù.

C¸c tÝn hiÖu t−¬ng tù cã thÓ ®−îc lÊy tõ c¸c Sensor t−¬ng tù sau ®ã chuyÓn

®æi A/D ®Ó vi xö lý cã thÓ xö lý. C¸c ®èi t−îng cÇn ®iÒu khiÓn t−¬ng tù nh−

trong thiÕt bÞ chØnh l−u, trong thiÕt bÞ æn ®Þnh nhiÖt ®é … mµ tõ ®Çu ra sè ta cÇn

1 Modul phô chuyÓn ®æi D/A ®Ó t¹o ra tÝn hiÖu t−¬ng tù tõ tÝn hiÖu sè ë ®Çu ra

PLC.

§Ó ®¸p øng më réng cho PLC ta cã thÓ thiÕt kÕ c¸c Modul phô kÕt hîp víi

PLC nh− s¬ ®å sau:

Khi ®ã ch−¬ng tr×nh sÏ ®−a vµo PLC qua cæng nèi tiÕp vµ c¸c Modul Phô

lµm viÖc ë c¸c kh«ng gian ®Þa chØ cßn laÞ khi ®ã hÖ PLC kh«ng chØ lµm viÖc ®iÒu

khiÓn Logic mµ cßn cã kh¶ n¨ng xö lý tÝn hiÖu t−¬ng tù ®· ®−îc sè ho¸ vµ ®−a

tÝn hiÖu ®iÒu khiÓn t−¬ng tù ra.

Cæng më réng.

PLC

A/D

D/A

§Çu vµo t−¬ng tù.

§Çu ra t−¬ng tù.

Modul më réng

http://www.ebook.edu.vn

§¹i Häc S− Ph¹m Kü ThuËt H−ng yªn

ThiÕt kÕ hÖ PLC

Lª Thμnh S¬n

[

Tμi liÖu tham kh¶o

1. Bµi gi¶ng vi xö lý

NguyÔn TiÕn H−ng

2. Vi xö lý trong ®o l−êng vµ ®iÒu khiÓn

Ng« Diªn TËp

3. Kü thuËt ®iÖn tö

§ç Xu©n Thô

4. Kü thuËt ®iÖn tö sè

§Æng V¨n ChuyÕt

5. Kü thuËt ghÐp nèi m¸y tÝnh

Hμ M¹nh Giang

6. Kü thuËt ghÐp nèi m¸y tÝnh

Ng« Duyªn TËp

7. §iÒu khiÓn logic vµ kü thuËt PLC

NguyÔn V¨n LiÔu

8. Kü thuËt vi ®iÒu khiÓn

Lª V¨n Doanh - Ph¹m Kh¾c Ch−¬ng

9. ThiÕt bÞ ®Çu cuèi th«ng tin

Vò §øc Thä

10. MCS 51 MicroController Family User’s Manual

Intel

11. Micro System SIMATIC S7-200

SIEMENS