Đồ Án Hệ thống đa xử lí

Chương 1



1.1. Đặt Vấn Đề.
Ngày nay kỹ thuật vi điều khiển đã trở nên quen thuộc trong các ngành kỹ thuật và trong dân dụng. Từ các dây chuyền sản xuất lớn đến các thiết bị gia dụng, chúng ta đều thấy sự hiện diện của vi điều khiển. Các bộ vi điều khiển có khả năng xử lý nhiều hoạt động phức tạp mà chỉ cần một chip vi mạch nhỏ, nó đã thay thế các tủ điều khiển lớn và phức tạp bằng những mạch điện gọn nhẹ, dễ dàng thao tác sử dụng.
Vi điều khiển không những góp phần vào kỹ thuật điều khiển mà còn góp phần to lớn vào việc phát triển thông tin. Đó chính là sự ra đời của hàng loạt thiết bị tối tân trong ngành viễn thông, truyền hình, đặc biệt là sự ra đời của mạng Internet -siêu xa lộ thông tin, góp phần đưa con người đến đỉnh cao của nền văn minh nhân loại.
Chính vì các lý do trên, việc tìm hiểu, khảo sát vi điều khiển là điều mà các sinh viên ngành điện mà đặc biệt là chuyên ngành kỹ thuật điện-điện tử phải hết sức quan tâm. Đó chính là một nhu cầu cần thiết và cấp bách đối với mỗi sinh viên, đề tài này được thực hiện chính là đáp ứng nhu cầu đó.
Các bộ điều khiển sử dụng vi điều khiển tuy đơn giản nhưng để vận hành và sử dụng đươc lại là một điều rất phức tạp. Phần công việc xử lý chính vẫn phụ thuộc vào con người, đó chính là chương trình hay phần mềm. Tuy chúng ta thấy các máy tính ngày nay cực kỳ thông minh, giải quyết các bài toán phức tạp trong vài phần triệu giây, nhưng đó cũng là dựa trên sự hiểu biết của con người. Nếu không có sự tham gia của con người thì hệ thống vi điều khiển cũng chỉ là một vật vô tri. Do vậy khi nói đến vi điều khiển cũng giống như máy tính bao gồm 2 phầân là phần cứng và phần mềm.
Các bộ vi điều khiển theo thời gian cùng với sự phát triển của công nghệ bán dẫn đã tiến triển rất nhanh, từ các bộ vi điều khiển 4 Bit đơn giản đến các bộ vi điều khiển 32 Bit. Với công nghệ tiên tiến ngày nay các máy tính có thể đi đến việc suy nghĩ, tri thức các thông tin đưa vào, đó là các máy tính thuộc thế hệ trí tuệ nhân tạo.
Mặc dù vi điều khiển đã đi được những bước dài như vậy nhưng để tiếp cận được với kỹ thuật này không thể là một việc có được trong một sớm một chiều. Việc hiểu được cơ chế hoạt động của bộ vi điều khiển 8 Bit là cơ sở để chúng ta tìm hiểu và sử dụng các bộ vi điều khiển tối tân hơn, đây chính là bước đi đầu tiên khi chúng ta muốn xâm nhập sâu hơn vào lĩnh vực này.
Để tìm hiểu bộ vi điều khiển một cách khoa học và mang lại hiệu quả cao làm nền tản cho việc xâm nhập vào những hệ thống tối tân hơn. Việc trang bị những kiến thức về vi điều khiển cho sinh viên là hết sức cần thiết. Xuất phát từ thực tiển này em đã đi đến quyết định chọn đề tài “HỆ THỐNG ĐA XỬ LÍ”. Để ứng dụng vào việc quản lí các phòng ở trong một toà nhà bao gồm: cho phép vào phòng khi có mã vào, đo nhiệt độ phòng, báo cháy.
1.2. Mục Đích, Yêu Cầu Của Đề Tài.
Đề tài này phải giải quyết được nhiều việc như thu thập dữ liệu về nhiệt độ, báo động khi có cháy hoặc có sự xâm nhập bất hợp pháp, kiểm tra sự cho phép ra vào trong một phạm vi quản lí rộng. Cho nên hệ thống đa xử lí này sẽ được thiết kế bao gồm một máy tính PC và các mạng vi xử lí con, trong đó máy tính PC sẽ đảm nhận việc quản lí điều khiển tất cả các mạng vi xử lí con trong hệ thống.
Hệ thống này có thể dùng trong việc kiểm soát một khách sạn, một toà nhà cao tầng hoặc một chung cư bằng cách bố trí hệ thống như sau:máy tính PC đặt ở trung tâm điều hành kiểm tra, nó sẽ điều khiển các mạng vi xử lí con được đặt tại các phòng ở riêng biệt trong toà nhà. Máy tính PC sẽ thu nhận dữ liệu từ các mạng con, xử lí và sau đó ra lệnh cho chúng. Các mạng con này thực hiện các lệnh từ PC. Các lệnh đó bao gồm: mở cửa phòng cho người vào khi có mã vào hợp lệ, báo động khi có cháy hay có sự đột nhập, hiển thị nhiệt độ.
1.3. Cơ Sở Lí Luận.
Dựa trên cơ sở của các đề tài vi xử lý và vi điều khiển, đặc biệt là các tính năng của chúng cũng như các họ IC giao tiếp, hiển thị và giải mã , nhằm thiết kế một hệ thống vi điều khiển góp phần làm phong phú thêm cho việc hiểu biết về lĩnh vực này đồng thời có thể mở rộng và định hướng về sau.
Đề tài này được thực hiện chủ yếu dựa vào kiến thức về vi xử lí, các phương pháp truyền dữ liệu, giao tiếp ngoại vi của máy tính đồng thời các lí thuyết về mạch điện tử cũng như việc tìm hiểu về các linh kiện IC được dùng. Nói chung là các kiến thức cần thiết cho một sinh viên để ra trường ứng dụng những gì học được vào thực tế với cái nhìn đúng đắn hơn.
Các linh kiện được sử dụng trong đề tài sẽ bao gồm:
 Vi điều khiển AT89C51.
 Bộ biến đổi ADC : IC ADC0804.
 Máy tính PC và IC Max232, IC N75176B.
 Bộ giải mã BCD sang Led 7 đoạn IC 74247 và Led 7 đoạn.
 Bộ cảnh báo dùng IC LM555.
1.4. Giới Hạn Của Đề Tài.
Do thời gian nghiên cứu và thực hiện đề tài có giới hạn, luận án này chỉ thực hiện trong phạm vi sau:
Hệ thống đa xử lí sẽ được thiết kế bao gồm: một máy tính PC kết nối điều khiển với hai mạng (kit) vi xử lí. Mỗi kit vi xử lí thì bao gồm các khối sau: khối đo và hiển thị nhiệt độ; khối bàn phím nhập; khối đảm nhận mở cửa, báo cháy.
Với một hệ thống như vậy cũng đã đủ để khái quát một cách rõ ràng về nội dung chính của đề tài, và ngoài ra chúng ta sẽ rất dễ dàng để mở rộng thêm các kit vi xử lí con nếu cần thiết. Bởi vì về nguyên lí thì các mạng vi xử lí con này hoàn toàn giống nhau, chỉ khác nhau về vị trí và địa chỉ trong mạng. Và địa chỉ thì chúng ta dễ dàng thêm vào bằng phần mềm