Giáo trình Thiết kế hệ PLC - Phần I

Giỏo trỡnh Thiết kế hệ PLC - Phần I Đại Học S− Phạm Kỹ Thuật H−ng yên Thiết kế hệ PLC Lê Thμnh Sơn \ 1 [ Phần I: giới thiệu chung về điều khiển logic vμ thiết bị plc Đại Học S− Phạm Kỹ Thuật H−ng yên Thiết kế hệ PLC Lê Thμnh Sơn \ 2 [ Trong phần này chúng ta đi tìm hiểu về khái niệm điều khiển lôgic và các kiến thức về PLC. 1.1. Khái niệm điều khiển logic. Trong thực tế công nghệ có nhiều đại l−ợng vật lý cần điêù khiển và quan tâm đến giá trị của nó tại một thời điểm có thể là lớn hay nhỏ quá trình điều đó gọi là điều khiển qúa trình. Nh−ng ngoài ra còn có một điều khiển khác trong quá trình sản xuất cần quan tâm tới đó là việc đồng bộ quá trình làm việc của toàn bộ hệ thống. Khi đó ta chỉ quan tâm đến trạng thái của các thiết bị đang làm việc hay nghỉ quá trình này gọi là điều khiển lôgic. Điều khiển lôgic xuất phát từ thực tế ngoài việc thiết bị làm việc nh− thế nào ng−ời ta còn phải quan tâm tới việc khi nào cho thiết bị làm việc, khi nào cho thiết bị nghỉ để đạt đ−ợc hiệu quả cao trong quá trình điều khiển. Vậy trong điều khiển lôgic ta cần quan tâm tới 2 trạng thái do đó về mặt tín hiệu ng−ời ta quan tâm đến 2 trạng thái: Trạng thái cao(High) và trạng thái thấp (low).Thông th−ờng trong thiết kế điều khiển logic ng−ời ta ngầm qui −ớc thiết bị đang làm việc có trạng thái Logic 1 hay trạng thái cao còn khi thiết bị đang nghỉ thì ở mức lôgic 0 hay trạng thái thấp. Tuy nhiên việc quy −ớc trên chỉ là t−ơng đối mà tuỳ theo thiết bị điều khiển mà t−ơng ứng với 0 là điểm nghỉ và là điều khiển làm việc hoặc ng−ợc lại còn nếu con ng−ời chủ động áp đặt 1 là làm việc thì chọn thiết bị cho phù hợp và có thể đặt ng−ợc lại. Trong điều khiển lôgic ta cần quan tâm đến các biến đầu vào để gia công theo hàm logic tạo nên giá trị đầu ra. Quan hệ giữa đầu ra và đầu vào nhờ ch−ơng trình phần mềm hay phần cứng điều khiển. Các biến đầu vào đ−ợc tạo nên từ các nút ấn, công tắc các giá trị này phụ thuộc vào ng−ời vận hành hay trình tự của công nghệ. Ngoài ra các biến vào khác Sensor logic của các thiết bị do l−ờng các đại lựơng vật lý mà ta cần điều khiển nh− tín hiệu ra của các công tắc hành trình, Rơle điện áp, Rơle áp lực, Rơle nhiệt… Hàm Logic đầu ra đ−a tới điều khiển các đối t−ợng có thể là nhóm các thiết bị nh− các cuộn hút các thiết bị đóng cắt hay động cơ của máy sản xuất… Đại Học S− Phạm Kỹ Thuật H−ng yên Thiết kế hệ PLC Lê Thμnh Sơn \ 3 [ 1.2. Khái niệm chung - ứng dụng của PLC. 1.2.1. Khái niệm về PLC. PLC (Programable Logic Controller) là một thiết bị điều khiển logic lập trình đ−ợc. Thiết bị này có các đầu vào logic sau quá trình xử lý theo ch−ơng trình bên trong nó cho đầu ra là các mức logic có quan hệ với các đầu vào thông qua ch−ơng trình bên trong thiết bị PLC có ứng dụng rộng rãi và dần không thể thiếu đ−ợc trong các dây truyền sản xuất hiện đại. Chức năng điều khiển của PLC rất đa dạng nó có thể thay thế cho 1 mảng rơle hơn thế việc mở rộng PLC giống nh− một máy tính nó có thể lập trình đ−ợc. Ch−ơng trình của PLC thay đổi đơn giản rễ ràng bằng một máy lập trình cầm tay hay một máy tính cá nhân có phần mềm trợ giúp. Khi đó có thể một nhân viên vận hành cũng có thể lập trình đ−ợc. Sở dĩ PLC có vai trò quan trọng tới mức không thể thiếu đ−ợc trong các giây truyền sản xuất hiện đại chính là bởi tính mềm dẻo và tiện dụng đ−ợc ứng dụng trong mọi lĩnh vực vì quy luật điều khiển của nó hoàn toàn thay đổi đ−ợc một cách rễ ràng. 1.2.2. Cấu trúc chung của 1 bộ PLC. Một bộ PLC có cấu trúc chung nh− sau: Khi nghiên cứu tới PLC điều đầu tiên đó là số l−ợng các đầu vào và đầu ra (Input, Output) đối với một PLC thì số đầu vào ra có thể là 6 hoặc 8 hay nhiều hơn. Số l−ợng đầu vào và đầu ra cho biết mức độ quản lý đ−ợc nhiều thiết bị. IN0 IN1 INK Bộ điều khiển theo ch−ơng trình. Out0 Out1 Outm Các đầu vào logic độc lập. Các đầu ra logic độc lập. Đại Học S− Phạm Kỹ Thuật H−ng yên Thiết kế hệ PLC Lê Thμnh Sơn \ 4 [ Vấn đề này đặc biệt quan trọng khi ứng dụng PLC cho một dây truyền sản xuất phức tạp cần gia công nhiều biến đầu vào. Các biến đầu vào đ−ợc lấy từ các công tắc đóng cắt thông th−ờng, công tắc vị trí hay các Sensor logic để đặt các giá trị logic ở đầu vào. Các đầu vào này th−ờng có mức điện áp cao để tăng độ tin cậy khi cầu truyễn xa. Vì bên trong của PLC là một bộ vi điều khiển với vi điều khiển không làm việc với mức điện áp cao vì vậy cần một mạch chuyển mức điện áp về mức chuẩn với mức logic 1 là +5 và mức logic 0 là 0V. Khi đó PLC (bộ điều khiển bên trong) sẽ quét các cổng vào để lấy dữ liệu sau một quá trình xử lý bên trong bằng ch−ơng trình phần mềm sau đó dữ liệu đầu ra dạng số với mức logic 1 là +5V mức logic 0 là 0V qua mạch chuyển mức ta có các mức ra điện áp cao hơn để đáp ứng yêu cầu điều khiển. Các đầu ra nối với các cuộn hút đóng cắt rơle, động cơ máy sản xuất, đóng mở các van… Với PLC thì bộ vi điều khiển MCU (Micro Controller Unit) là hạt nhân của cả hệ. Bộ vi điều khiển đảm nhiệm tất cả các công việc từ thu nhập dữ liệu đầu vào, xử lý các dữ liệu đó và đ−a ra đầu ra PLC làm việc nh− một máy tính nhận dữ liệu đầu vào dạng số và đ−a dữ liệu ra dạng số và quá trình hoạt động là hoàn toàn tự động. Ngoài ra các đầu vào ra logic thì PLC còn có các đầu vào để cấp nguồn thông th−ờng nguồn nuôi PLC là một điện áp xoay chiều qua xử lý nguồn tạo ra điện áp 1 chiều phù hợp để nuôi bộ vi điều khiển và các mạch điện tử khác. 1.2.3. ứng dụng vμ −u nh−ợc điểm của bộ điều khiển logic có khả năng lập trình (PLC). Sự ra đời của PLC đã đáp ứng đ−ợc yêu cầu cần thiết của việc điều khiển các dây truyền sản xuất và một loạt các yêu cầu khác mà các thiết bị điều khiển logic tr−ớc nó không thể đáp ứng hoặc đáp ứng hạn chế. Đơn cử việc ứng dụng PLC để thay thế cho 1 mảng rơle. Trong các hệ thống khống chế - điều khiển logic truyền thống qúa trình này đ−ợc thực hiện bằng mảng các rơle - công tắc tơ và sau này còn đ−ợc thay thế bằng các mạch IC Đại Học S− Phạm Kỹ Thuật H−ng yên Thiết kế hệ PLC Lê Thμnh Sơn \ 5 [ số rõ ràng thực hiện quá trình điều khiển này hoàn toàn thực hiện bằng phần cứng vì vậy mà mỗi một yêu cầu điều khiển thì lại phải đi xây dựng 1 phần cứng đáp ứng yêu cầu trên mà việc xây dựng bằng phần cứng nh− vậy là cực kỳ khó khăn về mặt kỹ thuật, chi phí tốn kém về mặt kinh tế và đặc biệt là mất rất nhiều thời gian khi xây dựng cũng nh− khi có yêu cầu thay đổi hay hiệu chỉnh thì phải cho hệ thống dừng và tháo ra lắp lại hoàn toàn bằng phần cứng vì vậy mà tổng chi phí cho quá trình này là rất lớn. Đặc biệt với các dây truyền yêu cầu điều khiển phức tạp thì mạch này chiếm một thể tích đáng kể và độ tin cậy không cao. Việc đ−a PLC vào để thay thế cho quá trình điều khiển logic đem lại những −u điểm nổi bật. Với một hệ thống lớn thì chi phí cho một bộ PLC là rất nhỏ. Một PLC rất gọn nhẹ mà mức độ điều khiển là vô cùng lớn. Các tiếp điểm trong mạch điều khiển logic bằng cuộn dây rơle đã đ−ợc thay thế bằng câu lệnh vì vậy số l−ợng tiếp điểm là không hạn chế. Đặc điểm tính mềm dẻo trong điều khiển mà ta có thể thay thế luật điều khiển rất đơn giản và nhanh gọn mà hầu nh− không phải chi phí tài chính trong khi hệ thống đang làm việc bằng một máy lập trình cầm tay (HPC) hay một máy tính cá nhân (PC) ta hoàn toàn có thể gọi ch−ơng trình ra đế sửa chữa. Việc lắp đặt PLC rất đơn giản nhanh gọn chỉ cần xác định các đầu vào và đầu ra việc lập trình cho PLC hoàn toàn thực hiện đ−ợc bằng phần mềm do nhà sản xuất cung cấp, các nhà sản xuất . Các nhà sản xuất PLC có thể sản xuất theo ph−ơng pháp sản xuất hàng loạt tuỳ theo ứng dụng mà khi viết ch−ơng trình sẽ tạo ra các quy luật đều khác nhau vì vậy mà làm giảm giá thành của PLC. Vậy các −u điểm khi dùng PLC. - Thời gian lắp đạt công trình ngắn. - Dễ dàng thay đổi mà không gây tổn thất đến tài chính. - Có thể dễ dàng tính toán chính xác giá thành. - Cần ít thời gian huấn luyện - Dễ dàng thay đổi phầm mềm. Đại Học S− Phạm Kỹ Thuật H−ng yên Thiết kế hệ PLC Lê Thμnh Sơn \ 6 [ - Phạm vi ứng dụng rộng. - Dễ dàng bảo trì, xử lý sự cố dễ nhanh hơn. - Độ tin cậy cao. - Chuẩn hoá đ−ợc phần cứng điều khiển. - Thích ứng trong môi tr−ờng khắc nghiệt. Tuy nhiên với mức độ quản lý và điều khiển rộng thì PLC lại không phù hợp với những hệ thống nhỏ, đơn giản vì khi đó sẽ không tận dụng đ−ợc khả năng làm việc của thiết bị này. Các ứng dụng chính của PLC. ™ Điều khiển giám sát. a. Thay cho điều khiển rơle. b. Tạo bộ đếm thời gian. c. Thay cho các Panell điều khiển mạch in. d. Điều khiển tự động, bán tự động các qúa trình. ™ Điều khiển dãy. a. Các phép toán số học. b. Cung cấp thông tin c. Điều khiển liên tục (nhiệt độ, áp suất). d. Điều khiển PID. e. Điều khiển động cơ chấp hành. f. Điều khiển động cơ b−ớc. ™ Điều khiển mềm dẻo. a. Điều khiển qúa trình báo động. b. Phát hiện lỗi điều hành. c. Ghép nối máy tính với RS 232 / RS 242. d. Ghép nối máy in. e. Mạng tự động hoá xí nghiệp. f. Mạng cục bộ. g. Mạng mở rộng. h. FA, EMF, CIM. Đại Học S− Phạm Kỹ Thuật H−ng yên Thiết kế hệ PLC Lê Thμnh Sơn \ 7 [ Nh− vậy ứng dụng PLC trong kỹ thuật là vô cùng phong phú trong rất nhiều lĩnh vực từ điều khiển đến xử lý thông tin vì vậy càng thấy vai trò của nó. 1.3. Bộ vi điều khiển vμ ứng dụng của bộ vi điều khiển trong hệ PLC. Trong thời đại công nghệ thông tin và ứng dụng mạnh mẽ của nó vào đời sống và kỹ thuật thì những kiến thức về vi điều khiển (Micro Controller) và ứng dụng của nó càng trở nên cần thiết. 1.3.1. Giới thiệu tổng quan về bộ vi điều khiển. 1.3.1.1. Định nghĩa vi điều khiển. Bộ vi điều khiển MC (Micro Controller) là một mạng tích hợp rất cao trên một chip và có thể lập trình đ−ợc dùng để điều khiển hệ thống. Bộ vi điều khiển suất hiện từ việc đ−a bộ VXL vào quá trình điều khiển vì vậy có thể hiểu bộ vi điều khiển nh− bộ vi xử lý song song sức xử lý th−ờng không lớn nh− những bộ vi xử lý lớn. Khi nghiên cứu vi điều khiển ta quan tâm đến các vấn đề nh− sau: - Kích th−ớc bit xử lý. - Tốc độ xử lý. - Khả năng vào ra. - T−ơng thích với máy tính cá nhân (PC). - Phân tích ứng dụng. - Ngoài ra còn quan tâm đến giá thành của thiết bị. 1.3.1.2. Nguyên lý hoạt động. Nguyên lý hoạt động của bộ vi điều khiển nh− một bộ vi xử lý Với mỗi một bộ vi điều khiển ngoài các phần tử phụ nh− các rắc cắm các mạch đệm và lâng mức điện áp cho phù hợp yêu cầu thì với mọi hệ vi điều khiển đều chứa các phần tử cơ bản nh− sau: - Chíp vi xử lý ở đây diễn ra các quá trình xử lý thông tin nh− các phép toán số học và logic, các thao tác vào ra dữ liệu mọi quá trình này theo một Đại Học S− Phạm Kỹ Thuật H−ng yên Thiết kế hệ PLC Lê Thμnh Sơn \ 8 [ ch−ơng trình đã đ−ợc lạp sẵn để tạo ra quan hệ giữa đầu vào và đầu ra theo yêu cầu. - ROM (Read Only Memory) là một bộ nhớ chỉ đọc th−ờng l−u trữ hệ điều hành để giúp chíp vi xử lý tiến hành các thao tác khởi tạo khi dừng và 1 số quá trình vào ra dữ liệu. - RAM (Ramdom Access Memory) là bộ nhớ vừa có khả khả năng đọc và ghi với bộ nhớ này th−ờng dùng l−u trữ dữ liệu trong quá trình làm việc hoặc có thể dùng RAM nh− một ROM khi đó các thao tác chung nhập vào RAM nh− việc đọc ch−ơng trình ở ROM. Sơ đồ của một hệ vi điều khiển với các phần tử chính nh− sau: Ban đầu khối tạo vi xử lý đọc ch−ơng trình trong ROM đó là ch−ơng trình điều hành nó quét và kiểm tra toàn bộ hệ thống và đ−a trạng thái cả hệ ở trạng thái sẵn sàng rồi chạy ch−ơng trình chính khi đó sẽ có quá trình quét lấy tín hiệu vào theo yêu cầu của ch−ơng trình rồi tiến hành xử lý, gia công để đ−a ra điều khiển các thiết bị theo yêu cầu. Các tín hiệu điều khiển này có thể là dạng số đ−ợc l−u trữ bằng một vi mạch đệm chốt và có thể chuyển mức điều khiển theo yêu cầu. Nếu đối t−ợng điều khiển là tín hiệu t−ơng tự thì từ tín hiệu số qua bộ chuyển đổi D/A tạo ra tín hiệu t−ơng tự làm tín hiệu điều khiển. RAM d a a d RoM a d Ngoại vi Xung nhịp Tín hiệu ngắt Reset RXDTXD Cổng truyền nối tiếp VXL Đại Học S− Phạm Kỹ Thuật H−ng yên Thiết kế hệ PLC Lê Thμnh Sơn \ 9 [ T−ơng tự nh− đầu ra, đầu vào cũng có thể chuyển mức chuẩn vì th−ờng các tín hiệu số lấy từ Sensor logic vì yêu cầu truyền xa nên có mức điện áp không phù hợp với yêu cầu làm việc của vi xử lý nếu đầu vào là một tín hiệu t−ơng tự thì cần một bộ biến đổi A/D để đ−a tín hiệu số vào vi xử lý. Nh− vậy vi điều khiển nh− một máy tính mà ứng dụng của nó là tạo ra các tín hiệu điều khiển hệ thống bằng ch−ơng trình phần mềm. 1.3.1.3. ứng dụng của vi điều khiển. Sự lớn mạnh không ngừng của các thiết bị vi điều khiển (chip xử lý trung tâm) phần nào nói lên vai trò quan trọng của hệ vi điều khiển trong thực tế. Vào những năm 1970 do sự phát triển của kỹ thuật vi điện tử dựa trên kỹ thuật MOS (Metal Oxire Semicon Ductor) với độ tích hợp ngày càng cao. Vi mạch MSI (Mundium Size Integration) có độ tích hợp cỡ 103 Tranzito trên một chíp, vi mạch LSI (Large Size Integretion) có độ tích hợp cỡ 104 Trangito trên một chíp và vi mạch VLSI (Verry LSI) có độ tích hợp 105 Tranzito trên chíp nh−ng số bit xử lý còn nhỏ. Năm 1971 bộ vi xử lý Intel 4004 loại 4 bit ra đời có chứa 2250 Tranzito đến năm 1975 hãng Intel có ra đời chíp xử lý 8 bit 8080 và 8085. Năm 1978 hãng Intel cho ra đời vi xử lý 16bit 8086 có 29.000 Tranzito và hãng Motorola cho ra đơì vi xử lý 68.000 với 70.000 Tranzito và vi xử lý 32bit của Henlet packand có 40.000 Tranzito. Vậy từ năm 1947 đến năm 1984 số Tranzito tích hợp trên một chíp đã tăng 100 lần. Đến năm 1983 hãng Intel cho ra vi xử lý 8286 dùng cho máy tính AT (Advaned Tecchnology) dùng các đ−ờng I/0 16bit và có 24 đ−ờng địa chỉ và không gian nhớ địa chỉ thực là 16MB và năm 1987 vi xử lý 80386 xử lý 32bit năm 1989 hãng Intel cho ra đời chip xử lý 80486 phát triển trên cơ sở 80386 có thêm bộ nhớ ấn và mạch tính toán dấu phẩy động. Năm 1992 Intel cho ra 80586 còn gọi là Pentium 64bit có 4 triệu Tranzito. Các bộ vi xử lý này phát triển theo h−ớng ngày càng tăng chức năng và độ tích hợp. Từ các con số trên ta thấy đ−ợc sự phát triển mạnh mẽ lĩnh vực vi điều khiển, riêng chip vi điều khiển 8051 mỗi năm bán ra trên thị tr−ờng cỡ 1,5 tỷ bộ. Đại Học S− Phạm Kỹ Thuật H−ng yên Thiết kế hệ PLC Lê Thμnh Sơn \ 10 [ ứng dụng của bộ vi điều khiển rất rộng rãi trong các thiết bị thông minh bằng việc lập trình tạo ch−ơng trình điều khiển vì vậy mà tính mềm dẻo của nó rất cao, thay đổi ch−ơng trình điều khiển đơn giản đặc biệt với các bộ đếm thời gian lập trình đ−ợc càng tăng tính ứng dụng của nó. Trong công nghiệp dùng hệ vi điều khiển trong cánh tay robôt, các hệ thống điều khiển dây truyền hay tổng hợp thống kê các thông tin của quá trình sản xuất nhà máy hay dùng trong việc bảo vệ và tự động điều khiển các Camera quan sát. Việc kết hợp giữa hệ vi điều khiển và các cảm biến tạo nên các hệ điều khiển thông minh đ−ợc ứng dụng trong các máy giặt, quạt gió, điều hoà nhiệt dộ, đầu đĩa, ti vi, điện thoại di động… Đặc biệt có thể tiêu chuẩn hoá phần cứng mà ứng dụng trong công nghiệp sản xuất hàng loạt. Vậy ứng dụng của thiết bị vi điều khiển là rất phong phú trong mọi lĩnh vực nhờ khả năng lập trình cao của thiết bị. 1.3.2. ứng dụng bộ vi điều khiển trong PLC. Vi điều khiển trong bộ PLC là hạt nhân điều hành và kiểm soát mọi thao tác từ đọc dữ liệu đầu vào rồi xử lý và điều hành quá trình đ−a dữ liệu ra. Thiết bị PLC đ−ợc tạo lên từ hệ vi điều khiển và các mạch điện chốt, chuyển mức điện áp và một cổng truyền RS232 để đọc ra và đ−a vào ch−ơng trình điều khiển. Nh− vậy bộ vi điều khiển trong PLC quyết định mọi sự hoạt động của PLC. Kết luận: ở phần I này chúng ta đã đi tìm hiểu một số khái niệm chung và một số kiến thức có liên quan tới PLC và bộ vi điều khiển. Để tìm hiểu và xây dựng cụ thể bộ vi điều khiển và thiết bị PLC sẽ đ−ợc đề cập ở phần sau. Đại Học S− Phạm Kỹ Thuật H−ng yên Thiết kế hệ PLC Lê Thμnh Sơn \ 11 [ Phần II: GIớI thiệu họ vi điều khiển mcs-51 Đại Học S− Phạm Kỹ Thuật H−ng yên Thiết kế hệ PLC Lê Thμnh Sơn \ 12 [ Vi điều khiển 8031 có những tính chất đặc tr−ng nh−: Đơn vị xử lý trung tâm 8bit đã đ−ợc tối −u hoá để đáp ứng các chức năng điều khiển. - Khối logic xử lý theo bit thuận thiện cho các phép toán Boolear. - Bộ tạo giao động giữ nhịp bên trong ( đến 12 MHZ). - Tập lệnh rất phong phú. - Giao diện nối tiếp có khả năng hoạt động song song đồng bộ (UART). 16(32) đ−ờng dẫn vào/ra 2 h−ớng và từng đ−ờng dẫn có thể đ−ợc định địa chỉ 1 cách tách biệt. - Năm nguồn ngắt với hai mức −u tiên. - Dung l−ợng bộ nhớ ch−ơng trình bên ngoài ( ROM) có thể đến 64 KB. - Dung l−ợng bộ nhớ dữ liệu ( RAM ) bên ngoài đến 64KB. - Dung l−ợng bộ nhớ RAM trong 128byte. - Hai bộ đếm định thời 16 bit. - Bus và khối định thời t−ơng thích với các khối ngoại vi của bộ vi xử lý 8085/88. - Tất cả các vi điều khiển của dòng vi điều khiển MCS - 51 đều có chung bộ lệnh. Nếu độ lớn của ch−ơng trình vừa trong một chip ROM và nếu Ram trong đầy đủ thì vi điều khiển 8031 không yêu cầu thêm logic để thi hành kết thúc điều khiển hệ thống. Đại Học S− Phạm Kỹ Thuật H−ng yên Thiết kế hệ PLC Lê Thμnh Sơn \ 13 [ 2.1. Cấu tạo chung của họ vi xử lý 8031. Vi xử lý 8031 là vi xử lý thuộc họ 8051 do hãng Intel chế tạo có sơ đồ chân chuẩn nh− sau: * 1 40 2 39 3 38 4 37 5 36 6 35 7 34 8 33 9 32 10 31 11 30 12 29 13 28 14 27 15 26 16 25 17 24 18 23 19 22 20 21 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 P1.6 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 Đại Học S− Phạm Kỹ Thuật H−ng yên Thiết kế hệ PLC Lê Thμnh Sơn \ 14 [ Chân Kí hiệu Chức năng 1 8 P1.0 P1.7 Cổng giả 2 h−ớng (quasi - biderectional)P1 Tự do sử dụng 9 Reset Nối vào RST, khi hoạt động ở mức Hight 10 17 P3.09 P3.7 Cổng giả 2 h−ớng P3. Xấp xếp tất cả các chức năng đặc biệt. 18 19 20 XTAL2 XTAL1 Vss Lối ra của bộ giao động thạch anh bên trong Lối vào của bộ giao động thạch anh bên trong Nối đất. 21 28 P2.0 P2.7 Cổng giả 2 h−ớng P.2. Chức năng đặc biệt: các đ−ờng dẫn địa chỉ A8.A15 29 PSEN Progam strobe Enable, xuất ra các xung đọc dùng cho bộ nhớ của ch−ơng trình bên ngoài 30 ALE Address Latch Enable, xuất ra các xung điều khiển l−u trữ không gian các địa chỉ. 31 EA External Access: mức Low thì làm việc với bộ nhớ ch−ơng trình bên ngoài. 32 39 P0.7 P0.1 Cổng 2 h−ớng cực máng hở PO hoặc Bus dữ liệu h−ớng dùng cho Ram, Ram và thiết bị ngoại vi bên ngoài. Cũng chuyển giao cả 8 bit phía d−ới của địa chỉ A0 - A7 40 Vcc Nguồn nuôi +5V Đại Học S− Phạm Kỹ Thuật H−ng yên Thiết kế hệ PLC Lê Thμnh Sơn \ 15 [ 2.2. Cấu trúc bên trong của 8031. các ngắt ngoài các sự kiện cần đếm NGuồN NGắt TRONG xtal1 xtal2 psen ale Dữ liệu, Địa chỉ địa chỉ mức cao mức thấp. Phần chính của vi mạch là đơn vị xử lý trung tâm ( CPU: Central processing Unit), đơn vị này có chứa: +. Thanh ghi tích lũy ( kí hiệu là A). +. Thanh ghi tích luỹ phụ (B) dùnngcho phép nhân và chia. +. Đơn vị logic (ALU: Arithmetic Logical Unit) +. Từ trạng thái ch−ơng trình ( PSW: Progam Status Word) +. Bốn băng thanh ghi. Ram trong 128 byte ram thanh ghi sfr timer o timer 1 điều khiển ngắt cpu bộ dao động quản lý bus p 0 r t 0 p 0 r t 2 p 0 r t 1 txd