Bài giảng Phần cứng máy tính: Thiết kế phần cứng

CHƯƠNG 5: THIẾT KẾ PHẦN CỨNG KHÁI NIỆM: Phần cứng của một thiết bị bao gồm các linh kiện, phần tử cấu tạo nên thiết bị đó. Tùy thuộc vào chức năng, độ phức tạp mà thiết bị đó có cấu tạo đơn giản hay phức tạp. Với card giao tiếp chỉ nạp được một loại EPROM 2764, cho nên cấu tạo mạch không quá khó. Sau đây là sơ đồ khối của card giao tiếp mà đề tài thiết kế: Sơ đồ khối card ghi đọc EPROM 74373 A0÷A7 EPROM 2764 O0÷O7 A8÷A12 Port A 8255 Port B Port C Điều khiển Địa chỉ cao Dữ liệu+dchỉ thấp Trong đó: Port A: dùng để gởi địa chỉ byte thấp và dữ liệu cần truy xuất. Port B: dùng để gởi địa chỉ byte cao. Port C: dùng để điều chỉnh quá trình hoạt động của mạch.  74373: dùng để chốt địa chỉ bit thấp để việc truy xuất dữ liệu không bị ảnh hưởng. NGUỒN CUNG CẤP: II.1. NGUYÊN LÝ THIẾT KẾ: Việc EPROM 2764 có thể lập trình với hai nguồn áp +12,5v hay +21v tùy theo loại. Cho nên khi thiết kế nguồn phải có hai loại nguồn này với sự chuyển mạch bằng cơ khí. Ta làm theo cách này vì khi mua EPROM đã biết được điện áp cần nạp ghi trên lưng EPROM. Ngoài ra ta còn phải thiết kế thêm bộ nguồn chính +5v cung cấp cho toàn kit Profi – SE và các linh kiện sử dụng nguồn này ở card ghi đọc EPROM. II.2. THIẾT KẾ: II.2.1.Nguồn +5V: Đây là nguồn chính cung cấp cho toàn kit và card ghi đọc EPROM cho nên dòng tiêu thụ rất lớn. Riêng kit Profi – SE đã tiêu thụ hết 0,68 A. Cho nên chọn dòng toàn hệ thống là 1A để đảm bảo tránh hiện tượng quá dòng. Từ đó ta chọn biến áp có dòng là 1A, điện áp ngõ ra 12V. Vì nguồn nuôi mạch cần có độ chính xác khá cao, cho nên ta chọn IC 7805 làm ổn áp cho mạch. IC này có các đặc tính sau: Dòng ra cực đại: 1A Điện áp ra (ổn áp): +5V  5%. Điện áp vào: Vv: 8÷14V Vùng điện áp làm việc an toàn: VSA = V = 3÷9V. Trong IC có hệ thống bảo vệ khi quá dòng. Sơ đồ chân của IC 7805: Sơ đồ nguyên lý nguồn +5v như sau: Trong đó: C: là tụ lọc nguồn có giá trị từ 470 ÷ 4700F C1, C2: là các tụ lọc nhiễu ngõ vào và ngõ ra. Theo tính toán của nhà thiết kế C1 = 0,33 F, C2= 0,1 F. II.2.2. BỘ NGUỒN +12,5V: Nếu dùng IC ổn áp 7812 thì ngõ ra của ổn ápchỉ +12v. Để có nguồn +12,5v ta dùng mạch điều chỉnh điện áp dùng LM 317 như sơ đồ bộ nguồn +21V dưới đây: II.2.3. Nguồn +21V dùng LM 317: Bộ nguồn dùng LM 317 có những ưu điểm sau: Điện áp ngõ ra có thể điều chỉnh trong phạm vi rộng ( 1,2 ÷37v). Dòng điều khiển rất bé. 7805 IN (+) Out +5V V Điện áp vào lớn ( Vv = 32v). Sơ đồ nguyên lý nguồn dùng LM 317: Trong đó: C1 = 1 F C2 = 1 F Cref = 10 F R1 = 220  Là các giá trị do nhà sản xuất cung cấp. Diode có chức năng bảo vệ. R2 dùng điều chỉnh mức điện áp ngõ ra điện áp này được tính dựa vào công thức sau: 2 1 2 0 125,1 RIR R V adj     Vì dòng Iadj có giá trị rất bé nên có thể bỏ qua       220 125,1 20 R V (v) Từ đó ta có: 2201 25,1 0 2      VR Muốn V0 có giá trị 5 ÷25V thì ta phải chọn R2 làm biến trở. + Khi V0 = 5V thì 6602201 25,1 5 2     R () + Khi V0 = 25V thì 41802201 25,1 25 2     R () Vậy ta chọn R2 là biến trở 5 (K)