Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống
1
/ 35 trang
THÔNG TIN TÀI LIỆU
Thông tin cơ bản
Định dạng
Số trang
35
Dung lượng
1,06 MB
Nội dung
Báocáođo lường và điềukhiển máy tính
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI
KHOA ĐIỆN TỬ
**** ****
BÁO CÁO
ĐỒ ÁN ĐO LƯỜNG VÀ ĐIỀUKHIỂN MÁY TÍNH
Đề tài : 14 Thiết kế bộ điềukhiểnđộngcơ điện một chiều
sử dụng cổng nối tiếp
Giáo viên: VŨ THỊ THU HƯƠNG
Sinh viên thực hiện: Lê Đình Thảo
Nguyễn Đăng Trang
1
Báo cáođo lường và điềukhiển máy tính
Mục Lục
Lời nói đầu
A. LÍ THUYẾT
I. sơ lược họ 8051…
a. Sơ lược 8051
b. Sơ lược 89S52
II. Độngcơ một chiều….
a. Cấu tạo máy điện một chiều
b. Nguyên lý hoạt độngđộngcơ một chiều
III. Cổng Com ……
IV. Phương pháp điều chế độ rộng xung điều khiểntốcđộ
động cơ (PWM)
V. Tổng quan về visual basic….
B.MẠCH MÔ PHỎNG, CODE
C.KẾT LUẬN
2
Báo cáođo lường và điềukhiển máy tính
Lời nói đầu
Trong các ngành công nghiệp ,công tác điềukhiển vận hành các
thiết bị theo một quy trình nhằm nâng cao hiệu quả sản xuất ,nâng
cao chất lượng sản phẩm đồng thời tiết kiệm chi phí sản xuất giữ
một vị trí quan trọng.
Với ưu điểm là điều khiểntốcđộ động cơ dễ dàng , độ ổn định tốcđộ
cao nên độngcơ một chiều đã được sử dụng khá phổ biến như:
truyền động cho một số máy như máy nghiền ,máy nâng vận chuyển,
điều khiển băng tải, điềukhiển các robot…
Để điềukhiểntốcđộ của độngcơ một chiều thì có rất nhiều phương
pháp,trong đồ án của mình chúng em xin trình bày điềukhiểnđộng
cơ dùng họ vi điềukhiển 8051 bằng phương pháp điều chỉnh độ rộng
xung PWM.Trong đồ án của mình chúng em chúng em 89S52 để lập
trinhd điềukhiểnđộngcơ một chiều DC 24V
Chúng em xin chân thành cảm ơn các thầy cô trong khoa Điện Tử đã
giúp đỡ chúng em trong quá trình làm bài tập lơn và cô Vũ thị Thu
Hương đã trực tiếp giảng dạy và hướng dẫn chúng em làm bài tập
lớn.
Mặc dù đã có nhiều cố gắng nhưng trong quá trình làm, chưa có kinh
nghiệm nên còn có nhiều nhiều khiếm khuyết trong cách trình bày
cũng như phần thể hiện đồ án của mình mong các thầy góp ý và bổ
sung thêm.
Chúng em xin chân thành cảm ơn!
A. LÍ THUYẾT
3
Báo cáođo lường và điềukhiển máy tính
I) giới thiệu về vi điềukhiển 8051
a. Sơ lược 8051
8051 ra đời năm 1981 do hãng Intel sản xuất.
Họ điềukhiển này có 128 byte RAM,4kbyte ROM,hai bộ đnh thời ,một
cổng nối tiếp và 4 cổng ra\vào song song và là 1 bộ vi xử lý 8 bit.
Sau khi Intel cho các nhà sản xuất khác sản xuất và bán các dạng biến
thể của 8051 thì họ 8051càng ngày càng phổ biến và ngày càng có
nhiều phiên bản khác nhau của 8051 nhưng tất cả đều tương thích
với 8051 ban đầu.
Sau đây là bảng so sánh các họ khác nhau:
4
Số hiệu sản
xuất
Bộ nhớ
chương
trình
Bộ nhớ dữ
liệu
Số bộ định
thời
(bộ
đếm)
8031
8051
8571
8951
8032
8052
8752
8952
0K
4K ROM
4K EPROM
4K FLASH
0K
8K ROM
8K EPROM
8K FLASH
128 BYTE
128 BYTE
128 BYTE
128 BYTE
256 BYTE
256 BYTE
256 BYTE
256 BYTE
2
2
2
2
3
3
3
3
Báo cáođo lường và điềukhiển máy tính
Chức năng các chân của họ 8051
1. Port 0 (P0.0 _ P0.7)
Port 0 gồm 8 chân .
Với chức năng xuất nhập dữ liệu ,ngoài ra Port 0 còn là bus đa hợp dữ
liện và địa chỉ(AD0_AD7).Port 0 cũng nhận các byte mã khi lập trình
Flas và xuất các byte mã khi kiểm tra chương trình .Chú y trong
trường hợp này cần có thêm điện trở trước khi nối vào chân Port 0.
2. Port 1 (P1.0_P1.7)
Cũng như Port 0 ,Port 1 cũng có 8 chân. Chức năng của Port 1 chỉ là
xuất nhập dữ liệu .Port 1 cũng có thể xuất nhập theo bit và theo byte.
3. Port 2
Port 2 là port 8 bit ,cũng có chức năng xuất nhập dữ liệu như 2 port
trên.Khi làm nhiệm vụ là port nhập, các chân của port 2 đang được
kéo xuống mức thấp do tác động của bên ngoài sẽ cấp dòngdo các
điện trở kéo lên từ bên trong .Port 2 tạo ra byte cao của bus điạ chỉ
trong thời gian tìm nạp lệnh từ bộ nhớ chương trình ngoài và trong
thời gian truy xuất bộ nhớ dữ liệu ngoài sử dụng các địa chỉ 16 bit.
Port 2 cũng nhận các bit địa chỉ cao và tín hiệu điềukhiển trông thời
gian lập trình Flash và kiểm tra chương trình.
4. Port 3
Cũng là port xuất nhập dữ liệu 8 bit ,ngoài ra port 3 còn có các chức
năng khác cụ thể như sau:
5
Báo cáođo lường và điềukhiển máy tính
Bit Tên Chức năng
P3.0 RXD Dữ liệu nhận cho Port nối tiếp
P3.1 TXD Dữ liệu truyền cho Port nối tiếp
P3.2 INT0 Ngắt bên ngoài 0
P3.3 INT1 Ngắt bên ngoài 1
P3.4 T0 Ngõ vào của timer/counter0
P3.5 T1 Ngõ vào của timer/counter1
P3.6 /WR Xung ghi bộ nhớ dữ liệu ngoài
P3.7 /RD Xung đọc bộ nhớ dữ liệu ngoài
5. RST
Khi tín hiệu vào chân này được đưa lên mức cao ( trong ít 2 chu
kỳ),các thanh ghi trong bộ vi điềukhiển được tải lên nhưng giá trị
thích hợp để khởi động hệ thống.
6. Chân /PSEN
PSEN(program store enable) là chân đọc chương trình ở bộ nhớ
ngoài ./PSEN sẽ ở mức thấp trong thời gian đọc mã lệnh.Khi thực hiện
chương trình trong ROM nội thì /PSEN ở mức caoChân này được kích
hoạt 2 lần mỗi chu kỳ máy và hai hoạt đông này sẽ được bỏ qua khi
truy cập bộ nhớ ngoài .
7. Chân ALE
ALE(address latch enable) là một xung ngõ ra để chốt byte thấp của
địa chỉ trong khi truy cập bộ nhớ ngoài .Đây cũng là chân truy cập
xung lập trình khyi lập trình Flash.Bình thường khi hoạt động chân
ALE sẽ được phát với một tỷ lệ không đổi 1/6 tần số dao đông của vi
điều khiển .Tuy nhiên chân này cũng sẽ bỏ qua mỗi khi truy cập bộ
nhớ ngoài .
8. Chân EA
6
Báo cáođo lường và điềukhiển máy tính
EA(external access) là chân cho phép chọn bộ nhớ trong hay bộ nhớ
ngoài của vi điềukhiển .Khi EA ở mức tích cực cao(nối với VCC) thì
vi điềukhiển thi hành chương trình ROM nội,ngược lại(nối với GND)
thì vi điềukhiển thi hành bộ nhớ ngoài.
9. XTAL1 và XTAL2
Đây là 2 ngỏ vào và ra của 1 bộ khuyếch đại dao động nghịch được
cấu hình để dùng như một bộ dao động trên chip.Nó thường được nối
với bộ dao đông thạch anh có dải tần thường là 12MHz-33MHz.
10. Vcc và GND
Đây là 2 chân dùng để cấp nguồn cho IC, dải điện áp thích hợp là 4-
5V.Với Vcc nối với dương nguồn ,GND nối với âm nguồn
b, Sơ lược về Vi điềukhiển AT89S52.
1). Cấu tạo.
AT89S52 là Vi ĐiềuKhiểncó 8 Kbyte ROM, 253 byte RAM, 3 bộ
định thời, 1 cổng nối tiếp, 6 nguồn ngắt, bộ nạp ISP tích hợp và 32 chân
vào ra. Dạng phổ biến của AT89S52 là đóng gói sạng DIP 40 chân. Dưới
7
Báo cáođo lường và điềukhiển máy tính
đây là sơ đồ khối và chức năng của AT89S52.
8
Báo cáođo lường và điềukhiển máy tính
Hình 1: Sơ đồ khối của AT89S52
Sơ đồ chân và chức năng các chân của AT89S52 như sau:
Hình 2: Sơ đồ chân của AT89S52
VCC (chân 40): Chân cấp nguồn.
GND (chân 20: Chân nối đất.
Port 0 (chân 32 ÷ 39): Port 0 là một port xuất/nhập song 8 bit.
Ngoài ra, Port 0 có thể được định cấu hình để hợp kênh giữa bus địa chỉ
và bus dữ liệu (phần byte thấp) khi truy cập đến bộ nhớ dữ liệu và bộ nhớ
chương trình ngoài. Ở chế độ này, P0 có các điện trở pullup bên trong.
Khi xuất dữ liệu, P0 cần có các điện trở pullup.
Port 1 (chân 1 ÷ 8): Port 1 là một port xuất/nhập song hướng 8 bit
có các điện trở pullup bên trong. Port 1 có thể xuất nhập theo bit hoặc
theo byte. Ba chân P1.5 P1.6 P1.7 dùng để nạp ROM theo chuẩn ISP.
Còn chân P1.0 và P1.1 dùng cho bộ Timer 2.
9
Báo cáođo lường và điềukhiển máy tính
Port 2 (chân 21 ÷28: Port 2 là một port xuất/nhập song hướng 8 bit
có các điện trở pullup bên trong. Đồng thời, P2 còn là byte cao của bus
địa chỉ khi sử dụng bộ nhớ ngoài.
Port 3 (chân 10 ÷17): Port 3 là một port xuất/nhập song hướng 8
bit có điện trở pullup nội bên trong. Ngoài chức năng xuất nhập, các chân
của P3 còn có các chức năng đặc trưng đặc biệt như được liệt kê dưới
đây:
Bảng 1: Các chức năng chuyển đổi trên Port 3
Chân Tên Các chức năng chuyển đổi
P3.0
P3.1
P3.2
P3.3
P3.4
P3.5
P3.6
P3.7
RXD
TXD
INT0
INT1
T0
T1
WR
RD
Port nhập tiếp nối
Port xuất tiếp nốt
Ngắt không bên ngoài
Ngắt một bên ngoài
Ngõ vào Timer/Counter 0
Ngõ vào Timer/Counter 1
Xung ghi bộ nhớ dữ liệu ngoài
Xung đọc bộ nhớ dữ liệu ngòai
RST (chân 9): Ngõ vào reset. Một mức cao trên chân này khoảng
hai chu kỳ máy trong khi bộ dao động đang chạy sẽ reset thiết bị.
ALE/PROG: ALE là tín hiệu điềukhiển chốt địa chỉ có tần số bằng
1/6 tần số dao động của vi điều khiển. Tín hiệu ALE được dùng để cho
phép mạch chốt bên ngoài chốt byte địa chỉ thấp ra khỏi bus đa hợp địa
chỉ/ dữ liệu (P0).
PSEN (Program Store Enable): là chân điềukhiển đọc chương trình
ở bộ nhớ ngoài, nó được nối với chân OE của ROM ngoài. PSEN ở mức
thấp khi đọc mã lệnh. Dữ liệu đọc vào qua cổng P0, khi thực hiện chương
trình trong ROM nội, thì PSEN ở mức cao
EA/Vpp: EA (External Access Enable) là tín hiệu cho phép chọn bộ
nhớ là bộ nhớ trong hay ngoài vi điều khiển. Nếu ở mức cao (nối Vcc) thì
vi điềukhiển thi hành chương trình trong ROM nội. Nếu ở mức thấp (nối
GND) thì vi điềukhiển thi hành chương trình ở bộ nhớ ngoài.
XTAL1 và XTAL2 (chân 18 và 19): AT89S52 có một bộ dao động
trên chip. Nó thường được nối với bộ dao động thạch anh có tần số lớn
nhất là 33MHz, hoặc 12MHz.
2). Kiểu dữ liệu và hàm sử dụng trong bản thiết kế.
10
[...]... Phương pháp điều chế độ rộng xung điều khiểntốcđộ động cơ (PWM) Điều khiểntốcđộ động cơ là một kĩ thuật hết sức quan trọng trong các ứng dụng của độngcơ Kĩ thuật này giúp bạn có thể điềukhiển đ ộ n g c ơ của mình chạy nhanh chậm tuỳ ý a) có hai cách tạo xung cóđộ rộng thay đổi bằng VĐK Cách 1: Như các bạn điềukhiển nhấp nháy 1 con led, đó là tạo ra 1 xung trên 1 chân của vi điều khiển, những... là tốcđộ truyền nhận dữ liệu hay còn gọi là tốcđộ bit Tốcđộ bit được định nghĩa là số bit truyền được trong thời gian 1 giây hay số bit truyền được trong thời gian 1 giây Tốcđộ bit này phải được thiết lập ở bên phát và bên nhận đều phải cótốcđộ như nhau ( Tốcđộ giữa vi điềukhiển và máy tính phải chung nhau 1 tốcđộ truyền bit) Ngoài tốcđộ bit còn một tham số để mô tả tốcđộ truyền là tốc độ. .. tốcđộ bit còn một tham số để mô tả tốcđộ truyền là tốcđộ Baud Tốcđộ Baud liên quan đến tốcđộ mà phần tử mã hóa dữ liệu được sử dụng để diễn tả bit được truyền còn tôcđộ bit thì phản ánh tốcđộ thực tế mà các bit được truyền.Vì một phần tử báo hiệu sự mã hóa một bit nên khi đó hai tốcđộ bit và tốcđộ baud là phải đồng nhất Một số tốcđộ Baud thường dùng: 50, 75, 110, 150, 300, 600, 1200, 2400, 4800,... b,Nguyên lý hoạt động của độngcơ một chiều 14 Báocáođo lường và điềukhiển máy tính Khi đặt vào trong từ trường một giây dẫn và cho dòng điện chạy qua dây dẫn thì từ trường sẽ tác dụng một lựcvào dòng điện và làm dây dẫn chuyển động Chiều của lực được xác định bằng quy tắc bàn tay trái Đây chính là nguyên lý làm việc của độngcơ nói chung Về độngcơ một chiều : Từ trường trong độngcơ tạo ra từ các... giá trị là 0x09 II _ĐỘNG CƠ MỘT CHIỀU _ a Cấu tạo máy điện một chiều Sau đây là một số sơ đồ của máy điện 1 chiều: Sơ đồ của một máy điện 1 chiều với bộ phận kích từ song song 12 Báocáođo lường và điềukhiển máy tính Mạch từ của một máy điện 2 cực Cuộn dây kích từ trên một cực từ Cấu tạo cổ góp 13 Báocáođo lường và điềukhiển máy tính Cấu tạo chổi than Máy điện một chiều cơ bản gồm 2 phần mạch... 56000, 115200 … Trong thiết bị họ 19 Báocáođo lường và điều khiển máy tính thường dùng tốcđộ là 19200 Khi sử dụng chuẩn nối tiếp RS232 thì yêu cầu khi sử dụng chuẩn là thời gian chuyển mức logic không vượt quá 4% thời gian truyền 1 bit Do vậy, nếu tốcđộ bit càng cao thì thời gian truyền 1 bit càng nhỏ thì thời gian chuyển mức logic càng phải nhỏ Điều này làm giới hạn tốc Baud và khoảng cách truyền c)... thì Timer 0 hoạt động theo kiểu định khoảng thời gian còn nếu bằng 1 thì hoạt động theo kiểu đếm sự kiện Hai bit còn lại là bit 1 và bit 0 (M1 và M0) dùng để chọn chế độ hoạt động của Timer 0 là chế độ 13 bit (chế độ 0) hoặc 16 bit (chế độ 1) hay 8 bit tự nạp lại (chế độ 2) hay tách Timer (chế độ 3) Ví dụ ta cho Timer 0 chỉ định khoảng thời gian khi INT ở mức cao và đếm tới 10.000 (chế độ 16 bit) thì... Với 10 cấp tốc độ, tức là bạn phải tạo ra được xung 10%, 20%, 30%, 40%, …, 90%, 100% Khoảng thời gian xung kéo dài 5V là T1 Xung 10% tức là T1/ T= 10%=1/10 Xung 20% T2/T=2/10…PWM(Thay đổi độ rộng xung) - Xung PWM: Đưa ra mở transitor, xung với độ rộng lớn hơn transitor sẽ mở lâu hơn độngcơ sẽ quay nhanh hơn,dĩ nhiên không tuyến tính Không có xung độngcơ sẽ không quay, có xung 100% độngcơ sẽ quay... xung đócóđộ rộng cố định, 20 Báocáođo lường và điềukhiển máy tính tần số lớn, cách bạn có thể điều chỉnh lại hàm delay để tần số của nó đúng 1 Khz Tuy nhiên vì là dùng hàm delay nên trong thời gian có xung lên 1(5V) và thời gian không có xung(0V) vi điềukhiển không làm gì cả, hơn nữa tạo xung bằng việc delay mà các bạn có nhu cầu cần 2 bộ phát xung của 2 kênh, có cùng tần số mà khác độ rộng xung... không quay, có xung 100% độngcơ sẽ quay max.Tuy nhiên xung phải lớn hơn 1 mức nào đó thì mới đủ khởi động cho độngcơ Các đặc tính này các bạn tham khảo trong giáo trình về máy điện, khí cụ điện, nếu các bạn cần thông số chính xác 21 Báocáođo lường và điềukhiển máy tính Để có thể thay đổi 10 cấp tốcđộ với chu kì 1000uS, ta khởi tạo cho ngắt timer: 100 uS ngắt 1 lần III) tổng quan về visual basic . pháp điều chế độ rộng xung điều khiển tốc độ động cơ
(PWM)
Điều khiển tốc độ động cơ là một kĩ thuật hết sức quan trọng trong các
ứng dụng của động cơ. phải
có tốc độ như nhau ( Tốc độ giữa vi điều khiển và máy tính phải chung
nhau 1 tốc độ truyền bit)
Ngoài tốc độ bit còn một tham số để mô tả tốc độ truyền