Ứng dụng vi điều khiển để điều khiển nhiệt độ khí sấy nông sản dạng hạt

Tài liệu tham khảo kỹ thuật công nghệ cơ khí Ứng dụng vi điều khiển để điều khiển nhiệt độ khí sấy nông sản dạng hạt

Phần 1

mở đầu

Việt Nam là đất nước nằm trong vùng nhiệt đới gió mùa, quanh năm

ẩm ướt Thiên nhiên đã ưu đãi cho chúng ta nhiều vùng đất thuận lợi cho phát triển nông nghiệp Hiện nay, tỷ trọng nông nghiệp trong nền kinh tế quốc dân

đã giảm nhưng nó vẫn là một trong các động lực chính để phát triển kinh tế

đất nước Đảng và Nhà nước luôn luôn đề ra những mục tiêu và chính sách nhằm phát triển một nền sản xuất nông nghiệp hiện đại, vì vậy những năm gần

đây chúng ta đã dành được những thành tự to lớn trong sản xuất nông nghiệp:

đảm bảo ổn định lương thực trong nước, khối lượng xuất khẩu ngày càng tăng, chất lượng sản phẩm xuất khẩu được nâng cao

Nhu cầu lương thực, thực phẩm trên thế giới ngày càng tăng, đi liền với nó là những yêu cầu ngày càng khắt khe về chất lượng và an toàn của sản phẩm Những yêu cầu này là mục tiêu lớn để chúng ta hướng tới một nền nông nghiệp tiên tiến có sự quản lý trên quy mô lớn Mặt khác khối lượng sản phẩm làm ra trong một thời vụ là rất lớn và không thể tiêu thụ ngay tại thời điểm đó, vì vậy công việc bảo quản sau thu hoạch đóng một vai trò hết sức quan trọng

Đây là vấn đề bức xúc được nhiều người đầu tư quan tâm nghiên cứu nhằm tìm ra một biện pháp bảo quản tốt nhất, giảm thiểu những mất mát sau thu hoạch cho người nông dân, đồng thời đảm bảo chất lượng cho sản phẩm phục

vụ chế biến sau này

Hầu hết các sản phẩm nông nghiệp ở dạng hạt như: lúa, ngô, đỗ, đậu, vừng Phương pháp bảo quản thông dụng nhất là sấy khô sản phẩm đến một mức cần thiết Trước đây người dân hay sử dụng phương pháp phơi nắng tự nhiên hay sấy thủ công Những phương pháp này có nhược điểm là năng suất thấp, sản phẩm không như ý muốn Hiện nay đã có những thiết bị sấy có quy mô lớn hơn; tuy nhiên cũng chỉ là các thiết bị cải tạo từ những thiết bị sấy thủ công cũ, năng suất sấy có tăng nhưng chất lượng không cao do con người vẫn can thiệp vào toàn bộ quá trình sấy; hoặc là những thiết bị sấy quy mô công nghiệp được nhập ngoại, được điều khiển tự động nhưng rất đắt tiền, không

phù hợp với túi tiền của người nông dân Vậy vấn đề đặt ra là phải chế tạo

được những hệ thống, thiết bị sấy quy mô vừa và nhỏ, vừa có giá thành rẻ lại

có những tính năng tự động điều khiển hiện đại Vấn đề này mang tính trách nhiệm đối với những sinh viên nghành cơ điện chúng tôi Do đó chúng tôi tiến

hành thực hiện đề tài: “ ứng dụng vi điều khiển để điều khiển nhiệt độ khí sấy nông sản dạng hạt “

Mục đích và yêu cầu đặt ra của đề tài là thiết kế và lắp ráp mạch tự

động điều khiển nhiệt độ khí sấy sử dụng vi điều khiển họ AVR

Nội dung của đề tài gồm sáu nội dung chính:

1 Tổng quan hệ thống sấy

2 Tổng hợp hệ thống sấy nông sản dạng hạt

3 Thiết kế mạch điều khiển nhiệt độ khí sấy

4 Nghiên cứu phần lập trình cho mạch điều khiển

5 Lắp ráp mạch và khảo sát

6 Kết luận và đề nghị

phần 2 Nội dung

Chương1: Tổng quan chung về sấy nông sản dạng hạt

1 Các đặc trưng cơ bản của nông sản dạng hạt

Nông sản dạng hạt là một trong những đặc trưng, là sản phẩm chủ yếu của sản xuất nông nghiệp Nông sản dạng hạt có nhiều hình dáng, kích cỡ, màu sắc và kiểu vỏ cứng, mềm khác nhau… Tại thời điểm thu hoạch, lượng

ẩm trong hạt đã giảm xuống, tuy nhiên tỷ lệ vẫn còn rất lớn ẩm trong hạt tồn tại ở hai dạng: nước tự do và nước liên kết Nông sản dạng hạt thuộc loại vật liệu keo xốp mao dẫn có tính đàn hồi co giãn, khi hút ẩm thì trương nở, khi thoát ẩm thì co ngót, khi khô quá thì hạt trở nên giòn Khi còn ở trên cây, hạt hút ẩm từ môi trường và nhận ẩm từ cây đưa lên, ẩm này vừa ở dạng lỏng, vừa

ở dạng khí Khi bị thấm ướt ẩm lỏng ngấm vào trong hạt, dời chuyển trong hạt bằng cách thẩm thấu qua vách tế bào ẩm liên kết trong hạt được chia thành ba nhóm lớn: ẩm liên kết hoá học, ẩm liên kết hoá lý và ẩm liên kết cơ lý

ẩm liên kết hoá học là thành phần ẩm liên kết với thành phần khô để tạo thành một bộ phận trong thành phần hoá học của vật chất Thành phần ẩm này đảm bảo tính vững bền của hạt vì vậy quá trình sấy không tách loại ẩm này ra khỏi hạt

ẩm liên kết hoá lý có hai loại: liên kết hấp thụ và liên kết thẩm thấu Liên kết hấp thụ được sinh ra do lực hút của các phần tử bề mặt hạt với các phần tử nước trong môi trường lớn hơn lực liên kết giữa chúng làm cho các phần tử nước từ môi trường bị hút dính vào bề mặt hạt Lực liên kết hấp thụ bị yếu dần khi bề dày phân tử nước bị hấp thụ tăng lên Nếu độ ẩm của môi trường không khí không đổi thì đến một lúc nào đó quá trình hấp thụ sẽ bị ngừng lại, áp suất hơi nước trên bề mặt vật bằng áp suất hơi nước trong không khí Lúc đó hạt ở trong trạng thái cân bằng ẩm với môi trường Độ ẩm cân bằng ứng với trường hợp không khí bão hoà hơi nước được gọi là độ ẩm bão hoà của hạt Trong quá trình hấp thụ, nước chuyển từ trạng thái hơi trong không khí sang trạng thái lỏng trong hạt vì vậy nhiệt được toả ra, hạt có thể bị

nén ép do tác dụng của lực liên kết giữa lớp ẩm bị hấp thụ và hạt để tách ẩm hấp thụ ra khỏi hạt phải cấp một nhiệt lượng cần thiết để ẩm chuyển từ dạng lỏng sang dạng hơi thắng được lực hấp thụ bề mặt và bay vào môi trường xung quanh

Liên kết thẩm thấu là mối liên hệ hoá lý giữa nước với vật rắn khi có

sự chênh lệch nồng độ các chất hoà tan ở ngoài và trong tế bào Quá trình thẩm thấu không kèm theo hiện tượng toả nhiệt Thực chất nước thẩm thấu vào trong tế bào không khác nước bình thường, không có các chất hoà tan bởi các chất hoà tan không khuếch tán cùng với nước vào trong tế bào Năng lượng liên kết thẩm thấu rất nhỏ

Liên kết cơ lý giữa nước và vật liệu hình thành do sức căng bề mặt trong các mao dẫn hoặc trên các mao dẫn, hoặc trên các bề mặt ngoài của vật Mối liên kết cơ lý được chia làm ba loại: liên kết cấu trúc, liên kết mao dẫn và liên kết dính ướt Liên kết cấu trúc giữa nước và vật liệu là mối liên kết do quá trình hình thành vật Để tách nước trong trường hợp này có thể dùng phương pháp nén ép hoặc phương pháp bay hơi Liên kết mao dẫn là do nước thâm nhập vào các ống mao dẫn trong cấu tạo của vật khi bị nhúng nước hay do nước ngưng tụ trên bề mặt vật ẩm mao dẫn được tách ra bằng cách bay hơi hay bằng áp suất lớn hơn áp suất mao dẫn Liên kết dính ướt là do nước bám dính vào bề mặt tự do Liên kết dính ướt dễ tách ra khỏi vật bằng phương pháp cơ học hoặc phương pháp sấy bay hơi

Độ ẩm của hạt được biểu diễn dưới dạng sau:

- Độ ẩm tuyệt đối: Là tỷ số giữa lượng hơi nước chứa trong hạt chia cho khối lượng phần khô của hạt theo công thức:

100(%)k

GnG0

GnGnGG

nGW

u =

Như vậy: W0 = 100u(%)

Một đặc trưng cơ bản nữa của nông sản dạng hạt là tính chất nhiệt vật

lý của nó Tính chất này ảnh hưởng trực tiếp lên quá trình sấy và tiêu hao nhiệt lượng trong quá trình sấy Tính chất nhiệt vật lý được biểu hiện thông qua giá trị nhiệt dung riêng và hệ số dẫn nhiệt Nhiệt dung riêng của vật liệu ẩm được xác định theo công thức:

nGkG

nGnCGk

CC

kCn(CkC

Trong đó: Ck, Cn - nhiệt dung riêng của vật khô và nước (J/Kg.0C)

Gk, Gn - khối lượng của vật khô và khối lượng nước

Hệ số dẫn nhiệt đặc trưng cho quá trình truyền nhiệt từ bề mặt vào tâm hạt Hệ số này phụ thuộc vào cấu trúc của hạt, độ ẩm và nhiệt độ của hạt Đây

là thông số rất phức tạp và khó xác định, ảnh hưởng trực tiếp lên quá trình sấy Tuy nhiên đây là hệ số dẫn nhiệt ít được quan tâm trong quá trình sấy tĩnh đối lưu với tốc độ dòng khí nhỏ, nghĩa là hệ số truyền nhiệt đối lưu nhỏ và hạt

được xem tương đương như vật mỏng

2 Công nghệ sấy nông sản dạng hạt

Muốn bảo quản được lâu dài, phục vụ tốt cho việc chế biến sau này thì hạt nông sản cần được sấy(làm khô) đến một độ ẩm phù hợp Yêu cầu cơ bản

của hạt nông sản sau khi sấy là phải đảm bảo được chất lượng cần thiết của hạt sấy và khối hạt Hạt sấy không bị rạn nứt ngầm trong hạt và đốt nóng quá mức cho phép; đối với hạt để làm giống cho những vụ kế tiếp thì việc sấy lại có những yêu cầu khắt khe hơn, nhất là về nhiệt độ Hạt là cơ thể sống nên phần phôi trong hạt chỉ có thể chịu đến một nhiệt độ nhất định, nếu nhiệt độ thân hạt quá cao sẽ làm xấu đi quá trình nảy mầm và phát triển của mầm hạt sau này, hoặc thậm chí có thể làm mất đi khả năng nảy mầm của hạt Nguyên nhân gây rạn nứt ngầm trong hạt là do ứng suất cơ nhiệt phát sinh giữa các vùng trong hạt ứng suất này xuất hiện khi tốc độ bốc hơi bề mặt hạt quá lớn làm lớp bề mặt khô nhanh trong khi cường độ di chuyển ẩm từ vùng trung tâm

ra mặt hạt quá nhỏ tạo ra sự chênh lệch lớn về độ ẩm trong hạt

Đối với khối hạt yêu cầu cơ bản của quá trình sấy là phải đảm bảo sự

đồng đều độ ẩm trong khối hạt Thông qua các tài liệu nghiên cứu khoa học ta

có được: độ ẩm bảo quản một số loại hạt và nhiệt độ đốt nóng cho phép cho trong Bảng 1

Bảng 1 Nhiệt độ đốt nóng cho phép và độ ẩm gới hạn

Tên nông sản Độ ẩm giới hạn Nhiệt độ đốt nóng hạt khi sấy ( 0 C)

và phương pháp sấy nhân tạo

+ Phương pháp sấy tự nhiên:

Nông sản sau khi được thu hoạch được đem ra phơi trực tiếp dưới ánh nắng mặt trời, hoặc gián tiếp qua các thiết bị sấy mặt trời Nguồn bức xạ hồng

ngoại từ mặt trời sẽ đốt nóng hạt nông sản và làm bay hơi ẩm có trong nông sản Phương pháp này đã được sử dụng từ rất lâu và đến nay nó vẫn được sử dụng như là một phương pháp chính ở nhiều vùng sản xuất nông nghiệp trên cả nước Phương pháp sấy tự nhiên có ưu điểm là nguồn năng lượng rất dồi dào và rẻ tiền, thiết bị sấy đơn giản do đó sẽ giảm được giá thành sản xuất Mặt khác phương pháp sấy tự nhiên cũng có không ít nhược điểm như: tốn diện tích sử dụng cho việc phơi nắng, nhiệt lượng sấy không liên tục và đồng

đều, phụ thuộc nhiều vào điều kiện tự nhiên, khó có thể điều chỉnh lượng nhiệt

+ Phương pháp sấy nhân tạo:

Để có thể làm khô một khối lượng lớn sản phẩm trong thời gian ngắn

và chủ động thực hiện quá trình sấy ở mọi điều kiện thời tiết, người ta sử dụng phương pháp sấy nhân tạo Phương pháp này đắt tiền hơn và phức tạp hơn phương pháp sấy tự nhiên, nhưng nó là điều cần thiết để có được sản phẩm

đồng nhất đem ra thị trường Nguồn nhiệt lượng để thực hiện quá trình sấy

được tạo ra bằng nhiều phương pháp khác nhau Ngày nay, các thiết bị sấy

được chế tạo dựa trên một hay kết hợp nhiều phương pháp sấy khác nhau Phương pháp sấy được sử dụng rộng rãi nhất để sấy nông sản dạng hạt

là sấy đối lưu Phương pháp sấy đối lưu có tác nhân sấy là không khí nóng, nhiệt lượng được truyền từ tác nhân sấy sang hạt sấy bằng phương pháp đối lưu, năng lượng truyền nhiệt đối lưu sẽ đốt nóng hạt và làm bốc hơi nước từ bề mặt hạt Hơi nước bốc ra từ hạt sẽ được dòng khí mang theo ra ngoài

Sơ đồ mô tả quá trình sấy đối lưu:

t0,d0,φ0 t1,d1,φ1 t2,d2,φ2

Hình 1: Sơ đồ mô tả quá trình sấy đối lưu

Không khí nóng mang ẩm

Buồng tạo nhiệt

Buồng sấy

đối lưu Không khí

Trong đó: tx,dx,φx lần lượt là nhiệt độ, lượng ẩm, thuỷ phần của dòng khí

Phương pháp sấy đối lưu được phân thành hai nhóm phụ thuộc vào trạng thái của hạt ẩm trong quá trình sấy Nếu khối hạt sấy bất động còn quá trình sấy được hình thành do dòng khí nóng chuyển động luồn lách giữa lớp hạt thì quá trình này được gọi là sấy tĩnh Ngược lại, trường hợp hạt sấy chuyển động ngược chiều với dòng khí sấy thì quá trình sấy được gọi là sấy

Hình 3: Mô hình thiết bị sấy kiểu cột

Trong những thiết bị sấy này, tác nhân sấy đi từ dưới lên trên xuyên qua lớp liệu Quá trình luồn lách qua lớp liệu khí nóng sẽ truyền nhiệt lượng của mình sang cho lớp liệu để đốt nóng nó và cho nước bốc lên từ liệu sấy Hơi nước bốc ra được dòng khí sấy cuốn theo và đưa ra ngoài Rõ ràng lớp liệu dưới cùng sẽ tiếp xúc với dòng khí sấy có nhiệt độ cao, độ ẩm thấp nên sẽ

được đốt nóng nhanh hơn và cũng khô nhanh hơn Càng lên cao nhiệt độ của khí sấy càng giảm còn độ ẩm càng tăng, vì vậy tốc độ đốt nóng của liệu càng chậm, vật liệu sấy lâu khô hơn Như vậy nhược điểm của những thiết bị sấy này là quá trình sấy không đồng đều Tuy nhiên ưu điểm của thiết bị sấy này

là được tạo nên từ những vật liệu đơn giản giá thành rẻ, thích hợp với quy mô

hộ nông dân

- Thiết bị sấy động gồm có thiết bị sấy mẻ và thiết bị sấy tuần hoàn Sự khác biệt chính là sự chuyển động đảo trộn của hạt liệu trong quá trình sấy, vì vậy quá trình sấy là đồng đều Khi sấy bằng thiết bị sấy mẻ, từng mẻ liệu được

sấy khô trước rồi đến mẻ liệu khác Sấy tuần hoàn thì ngược lại, hạt liệu được

ra vào tuần hoàn đến khi nào khô đồng đều thì kết thúc quá trình sấy

● Một số thiết bị sấy có quy mô lớn:

Sự khó khăn về mặt bằng sản xuất đã khiến cho những thiết bị sấy nhỏ quy mô hộ gia đình nhiều khi cũng không thích ứng, cần thiết phải có những thiết bị sấy quy mô lớn hơn mang kiểu dáng công nghiệp Dưới đây là hình

ảnh một số thiết bị sấy có quy mô công nghiệp ở Việt Nam và trên thế giới:

Hình 4 Thiết bị sấy kiểu băng tải

1 - Phễu đổ nhiên liệu 2 - Buồng sấy 3 - Băng tải

4 - Quạt đẩy 5 - Calorife 6 - Cửa xả nguyên liệu

7 - Cửa thoát khí thải

Hình 5 Thiết bị sấy kiểu thùng quay

1 - Thùng quay 2 - Lò sấy 3 - Buồng trung gian

4 - Cửa thoát khí thải 5 - Cửa xả nguyên liệu

Hình 6 Thiết bị sấy băng tải

1 - Phiễu chứa nhiên liệu 2 - Băng tải 3 - Buồng đốt

4 - Vít tải 5, 7 - Quạt hút 6 - Tường chấn

Hình 7 Thiết bị sấy hạt theo chu kỳ

1 - Phiễu tiếp liệu 2 - Gàu tải 3 - Máy liên hoàn tách tạp chất

4 - Thiết bị sấy 5 - Vít tải 6 - Thiết bị phân phối hạt và xilo

7 - Xilo ủ thóc 8 - Xilo chứa hạt khô 9 - Băng tải

Trong điều kiện sản xuất hiện nay, có nhiều yếu tố trong sản xuất như: quy mô sản xuất và hình thức sản xuất đã có nhiều thay đổi, sản phẩm đa dạng hơn, hội nhập, yêu cầu thị trường cao hơn đòi hỏi nền sản xuất nông nghiệp của nước ta phải có nhiều thay đổi để đáp ứng được nó Lĩnh vực sấy nông sản cũng không nằm ngoài sự thay đổi đó Chúng ta cần có những hệ thống sấy quy mô lớn, năng suất cao, hoạt động một cách tự động đưa nông sản tới những chỉ tiêu được yêu cầu Đây cũng chính là nội dung và yêu cầu chúng tôi muốn hướng tới trong đề tài này

Chương 2: Tổng hợp hệ thống sấy nông sản dạng hạt

Xây dựng mô hình toán học cho đối tượng điều khiển là bước đầu tiên

và cũng là bước quan trọng nhất để đi đến bài toán điều khiển Để có thể xây dựng được mô hình hệ thống người ta có hai phương pháp:

+ Quạt gió ly tâm + Buồng đốt

Điện áp cấp 220V - 50Hz Dây đốt Ni - Cr

Tốc độ 2850V/p Điện áp cung cấp 220V – 50Hz Công suất 240W Công suất 2KW

1 Xác định đặc tính động học của hệ thống

1.1 Cơ sở lý thuyết

Để khảo sát hệ thống ta tác động vào hệ thống một xung nhiễu bậc thang và quan sát đầu ra

Người ta chia đối tượng khảo sát ra làm hai loại cơ bản:

- Đối tượng có tính tự cân bằng là đối tượng có khả năng tự hiệu chỉnh trở lại trạng thái cân bằng khi có nhiễu tác động phá vỡ cân bằng (đối tượng tĩnh)

- Đối tượng không tự cân bằng là đối tượng không có khả năng trở lại trạng thái cân bằng khi có nhiễu phá vỡ sự cân bằng của nó

Đối tượng ở đây là dòng khí sấy mang nhiệt độ Khi cấp nguồn điện cho sợi đốt, nhiệt độ của sợi đốt làm nóng luồng không khí do quạt thổi tới Nhiệt độ dòng khí tăng lên, nó tăng lên đến một nhiệt độ nào đó và không tăng nữa, nó giữ ổn định ở nhiệt độ này Như vậy đối tượng của ta ở đây chính

Kdt: Hệ số truyền của đối tượng,

τ : Thời gian trễ

W0(s) =

1s1na

1ns1ans0a

1s1mb

1ms1bms0b

+

ư++

ư+

+

ư++

ư+

Trong thực tế khâu tĩnh có thể lấy một trong các dạng điển hình sau: + Khâu quán tính bậc nhất:

PT1: W(s) =

s1T1

Kdt+

Đặc tính đường quá độ của hàm truyền như Hình 9a

+ Khâu quán tính bậc 2:

PT2: W(s) =

s)2Ts)(11T(1

dt

K++

Đặc tính đường quá độ của hàm truyền PT2 như Hình 9b

+ Khâu quán tính bậc n:

PTn: W(s) = n

Ts)(1dtK+

Đặc tính đường quá độ của hàm truyền PTn như hình 9b

a, b,

Hình 9: đặc tính quá độ của hàm truyền

Ngoài ra còn có các mô hình Lag, và mô hình dao động bậc hai tắt dần Dạng hàm truyền của nó như sau:

+ Mô hình Lag:

W(s) =

smT1

s)tT(1dt

K+

+

(Tt < Tm) +Mô hình dao động bậc hai tắt đần:

W(s) =

2q2qDs2

s

2kq++ (0<D<1)

● Xác định hằng số thời gian T1 của PT1:

Mỗi một khâu có một phương pháp xác định hằng số thời gian khác nhau Khâu có cấu trúc càng phức tạp thì việc xác định các thông số càng khó

h(t)

t t

h(t

khăn Trong phạm vi đề tài này chỉ nêu lên cách xác định các thông số cho mô hình PT1 Việc xác định các thông số (Kdt, T1) của PT1 được thực hiện qua các bước sau:

+ Kẻ tiếp tuyến với đường đặc tính tại t = 0

+ Xác định giao điểm của đường tiếp tuyến đó với đường tiệm cận

Kdt= h(∞)

+ Hoành độ của giao điểm vừa xác định chính là tham số T1 cần tìm Nhược điểm của phương pháp này là phụ thuộc nhiều vào độ chính xác việc kẻ tiếp tuyến Nếu đặt sai tiếp tuyến tại 0 mà h(t) lại có hệ số khuếch đại

Kdt lớn thì kết quả T1 sẽ có sai số lớn Để tránh được điều này ta đi từ hàm truyền W(s), để có H(s) =

s

W(s) rồi chuyển ngược sang miền thời gian sẽ

được:

h(t) = k(1- T

t

eư)

Như vậy tại thời điểm T :

h(T) = k(1-e-1) ≈ 0.632*K

Nói cách khác tại đúng thời điểm T hàm h(t) sẽ đạt 63.2% giá trị cực

đại Vậy để xác định T thì sau khi tìm được K ta tính h(T) = 0.632*K rồi từ đó suy ngược lại T

Trong nhiều trường hợp không thể tạo ra được một nhiễu bậc thang 1(t), người ta có thể dùng tín hiệu là A*1(t) Khi đó hệ số khuếch đại của mạch được tính như sau:

K =

A

)h(∞

Hằng số thời gian được xác định từ h(T) = 0.632*h(∞)

1.2 Xác định đặc tính động học hệ thống sấy

Thiết bị phục vụ cho việc khảo sát bao gồm:

Bảng 2: Thông số khảo sát hệ thống sấy thí nghiệm

Thời gian

(s)

Nhiệt độ ( o C)

Thời gian (s)

Nhiệt độ ( o C)

Thời gian (s)

Nhiệt độ ( o C)

2.155 1 22.20 20 64.8 31 3.78 2 24.55 21 71.1 32 5.47 4.5 26.82 22 77.14 33

9.79 9 33.27 24 93.12 35 11.76 11 37.11 25 98.97 36 13.38 13.5 41.76 26 107.82 37 15.19 15 46.75 27 116.03 38 16.89 16.5 51.14 28 125.89 39 18.68 17.5 54.55 29 138.55 39

Từ bảng số liệu ta có được đường đặc tính của hệ thống như sau:

Hình 10: Đặc tính của hệ thống sấy thí nghiệm

Nghiên cứu và tính toán của các nhà khoa học khẳng định: quá trình nhiệt là quá trình có trễ Cách đo thủ công mà ta tiến hành nh− trên không thể

đo đ−ợc chính xác thời gian trễ, do đó chỉ có thể lấy gần đúng thời gian trễ bằng 2.15(s) (là thời gian khi bật máy đến khi bắt đầu có sự thay đổi nhiệt độ)

Để xác định đ−ợc thông số của đối t−ợng ta dịch gốc đi một đoạn 2.15(s) và nh− đặc tính trên có thể coi đối t−ợng của chúng ta là mô hình PT1 Việc xác

định các thông số của nó theo lý thuyết đ−ợc trình bày ở trên

Ta có h(∞) = 39 theo công thức: K =

1250

)h(∞

= 1250

39 = 0.0312

Để tìm hằng số thời gian T ta tính : h(T) = 0.632*h(∞) = 24.648

Suy ra: T = 36.0854(s)

Vậy hàm truyền của đối t−ợng là:

2.15.s e

36.0854.s 1

0.0312 (s)

dt

+

=

2 Xác định thông số cho bộ điều chỉnh

2.1 Cơ sở lý thuyết

Phần tổng hợp hệ thống trên đã tạo bước đệm để chúng tôi đi đến chọn

độ điều chỉnh cho hệ thống Để có thể chọn lựa được bộ điều khiển phù hợp ta hãy xem xét một số chỉ tiêu sau:

a Sai lệch tĩnh: Sai lệch tĩnh xác định độ chính xác tĩnh của hệ Sai

lệch tĩnh được tính theo định lý tới hạn:

lims.E(s)0s

lime(t)t)e(

b Lượng quá điều chỉnh Lượng quá điều chỉnh được xác định bởi trị

số cực đại của hàm quá độ so với trị số xác lập của nó:

.100)

h(

)h(

maxhδ%

∞

∞

ư

c Thời gian quá độ: Thời gian quá độ Tqd được xác định bởi thời điểm

mà hàm quá độ h(t) không vượt ra khỏi biên giới của miền giới hạn ∆ quanh trị số xác lập: ∆ = ±5% h(∞ )

d Thời gian đáp ứng: Thời gian đáp ứng Tm xác định bởi thời điểm mà hàm quá độ lần đầu tiên đạt giá trị xác lập h(∞ khi có quá điều chỉnh )

e Thời gian có quá điều chỉnh: Thời gian có quá điều chỉnh tσ được xác định bởi thời điểm hàm quá độ đạt cực đại

f Số lần giao động: Số lần giao động N được tính bởi số lần mà hàm

quá độ dao động quanh trị số xác lập trong thời kỳ quá độ (0 <t<Tqd)

Lượng quá điều chỉnh σ, thời gian có quá điều chỉnh tσ và số lần dao

động đặc trưng cho tính chất suy giảm của quá trình quá độ Thời gian quá độ

Tqd và thời gian đáp ứng Tm đặc trưng cho tính tác động nhanh của hệ

Những bộ điều chỉnh điển hình:

+ Bộ điều chỉnh tỷ lệ (P)

b)c)d)e)f)

+Bộ điều chỉnh tỷ lệ vi tích phân (PID) là bộ điều chỉnh đ−ợc kết hợp

từ ba bộ điều chỉnh khác nhau Bộ điều chỉnh giản đơn nhất là bộ điều chỉnh

tỷ lệ (P) Tác dụng của nó nh− một khâu khuếch đại với hệ số thay đổi đ−ợc Thay đổi hệ số khuếch đại có thể làm thay đổi đ−ợc sai lệch tĩnh nh−ng không thể triệt tiêu đ−ợc sai lệch tĩnh vì càng tăng hệ càng mất khả năng ổn định Tác dụng của phần tử tích phân (I) trong bộ điều chỉnh là triệt tiêu sai lệch tĩnh Vai trò của phần tử vi phân (D) là cải thiện qúa trình quá độ nếu xác định

b) Bộ điều chỉnh tỷ lệ làm giảm sai lệch nh−ng không thể triệt tiêu vì

hệ số khuyếch đại không thể quá lớn

c) Bộ điều chỉnh tích phân (I) có thể triệt tiêu sai lệch tĩnh

d) Bộ điều chỉnh tỉ lệ tích phân (PI) có thể thay đổi đ−ợc tốc độ giảm sai lệch

e) Bộ điều chỉnh tỷ lệ vi phân (PD) cải thiện chất l−ợng động nh−ng không triệt tiêu đ−ợc sai lệch tĩnh

f) Bộ điều chỉnh tỉ lệ vi tích phân (PID) kết hợp đ−ợc các đặc điểm của

ba thành phần P, I, D

● Chọn bộ điều chỉnh của các hệ ổn định và có trễ

Ví dụ đối t−ợng có hàm truyền:

.s.e1s.T11

K(s)G(s)c

T s K

1 s T

e K

s

+

− τ

│W(jω)│=

1ω.TK

2

Với độ dự trữ ổn định trên ta chọn K sao cho:

τ

π T1.41.KcK

2.2 Chọn bộ điều chỉnh và xác định thông số bộ điều chỉnh

Nh− đã đ−ợc chỉ ra ở trên, hàm truyền của đối t−ợng nh− sau:

2,15.s e

1 36,0854.s

0,0312 (s)

36,08.41KcK

400

(s)c

Hình 12: Môđun và pha hệ hở

§Ó thùc hiÖn hµm nµy trong vi ®iÒu khiÓn ta ph¶i tiÕn hµnh chuyÓn nã

vÒ ph−¬ng tr×nh sai ph©n

Chän thêi gian trÝch mÉu lµ 1 gi©y, tiÕn hµnh rêi r¹c ho¸ theo ph−¬ng ph¸p sè Tustin ta cã hµm truyÒn theo z nh− sau (thay

1z

1z.T

2s

+

−

= , víi T lµ thêi gian trÝch mÉu):

1 z

394,5 405,5.z

(z) c W

− −

=

hay:

1 z

394,5 405,5.z

z)405,5.z.U(

Y(z).z

394,5.U(z)z)

405,5.z.U(

Y(z)Y(z).z

U(z) lµ tÝn hiÖu vµo rêi r¹c

Theo tÝnh chÊt dÞch dÞch hµm gèc: zn.Y(z)=Y(k+n) (2)

Thay (2) vµo (1) ta cã:

Y(k)394,5.U(k)

1)405,5.U(k1)

Hình 13: Kết quả khảo sát hệ thống khi có bộ điều chỉnh

Với kết quả nh− trên, khi có bộ điều chỉnh thời gian quá độ là 16(s) Trong khi nếu không có bộ điều chỉnh thời gian để cho nó ổn định mất khoảng 200(s) Độ sai lệch tĩnh khi có bộ điều chỉnh bằng 0 Bộ điều chỉnh này đã đáp ứng đ−ợc yêu cầu bài toán đề ra, vì vậy chúng tôi chọn bộ điều chỉnh này để diều khiển hệ thống sấy

Chương 3: Giới thiệu chung về vi điều khiển, họ vi điều khiển

AVR và vi điều khiển ATMEGA8535

1 Tổng quan chung về vi điều khiển

1.1 Các họ vi điều khiển

Bộ vi điều khiển (Microcontroller) là một mạch tích hợp trên một chip,

có thể lập trình được với hệ thống tập lệnh để thực hiện một yêu cầu nào đó

Bộ vi điều khiển được ra đời sau Bộ vi xử lý Về thực chất thì Bộ vi điều khiển

là Bộ vi xử lý, nhưng có thêm các mạch điện hỗ trợ, các thành phần I/O ngoại

vi và bộ nhớ ( bộ nhớ chương trình và bộ nhớ dữ liệu) được tích hợp cùng nhau trên một bản mạch Bộ vi điều khiển đầu tiên ra đời năm 1971, là bộ vi

điều khiển 4 bít TMS1000 của Công ty Texas Instruments Sau khi dòng sản phẩm này ra đời, nó đã được ứng dụng vào rất nhều lĩnh vực: sản xuất máy tính bỏ túi, điều khiển lò vi sóng, sử dụng cho các bộ định thời công nghiệp

Năm 1976, Công ty Intelligen Electronics (INTEL) cho ra đời thế hệ

đầu tiên của vi điều khiển 8 bít với tên gọi 8084 Trong bộ vi điều khiển này, ngoài bộ vi xử lý trung tâm người ta tích hợp thêm các bộ nhớ dữ liệu, bộ nhớ chương trình, các cổng vào ra số, các bộ định thời Đến năm 1980, thế hệ thứ hai của bộ vi điều khiển ra đời, đó là vi điều khiển 8051 Hiện nay vi điều khiển 8051 được sản xuất và sử dụng rộng rãi Bên cạnh đó các công ty sản xuất cũng phát triển cho mình những bộ vi điều khiển có tính năng đặc biệt làm cho thị trường vi điều khiển ngày càng phong phú và đa dạng

Một số họ vi điều khiển thông dụng ngoài họ 8051 hiện nay:

+ Họ 68HC của Motorola,

+ Họ Z8 của Zilog,

+ Họ PIC của Microchip,

+ Họ H8 của Hitachi,

+ Họ AVR của Atmel,

+ Họ CY(PSOC) của Cypress Microsystem

1.2 Họ vi điều khiển AVR

Họ vi điều khiển AVR là một sản phẩm của Công ty Atmel mới được tung ra thị trường trong những năm gần đây Đối với thị trường Việt Nam thì thực sự AVR còn rất mới Nằm trong số những thế hệ vi điều khiển ra đời sau cho nên AVR có những tính năng và cấu trúc hơn hẳn những loại vi điều khiển thế hệ cũ như 8051 Những đặc tính nổi bật của AVR:

• Kiến trúc RISC với hầu hết các lệnh có chiều dài cố định, truy nhập bộ nhớ nạp - lưu trữ (load - store) và 32 thanh ghi chức năng

• Kiến trúc đường ống lệnh kiểu hai tầng (two stage instruction pipeline) cho phép tăng tóc độ thực thi lệnh

• Chứa nhiều bộ phận ngoại vi ngay trên chíp, bao gồm cổng I/O số, bộ biến đổi ADC, bộ nhớ EPROM, bộ định thời, UART, bộ định thời RTC, bộ

định thời WHATDOC, bộ điều chế độ rộng xung PWM

o Đến 48 đường dẫn vào/ra (I/O) lập trình được,

o Đến 2 bộ truyền nhận UART lập trình được,

o Một dao diện SPI đồng bộ,

o Một dao diện SPI đồng bộ tương thích I2C,

o Đến 3 bộ Timer/Counter 8 bit,

o Một bộ Timer/Counter 16 bit với chức năng so sánh và bắt mẫu,

o Đến 4 lối ra điều biến độ rộng xung PWM,

o Một đồng hồ thời gian thực RTC,

o Một bộ biến đổi ADC 10 bit có đến 8 kênh lối vào,

o Một bộ phát hiện trạng thái sụt điện áp nguồn nuôi,

Hình 14: So sánh thời gian thực hiện lệnh ở các bộ vi điều khiển khác nhau

• Bộ nhớ chương trình và bộ nhớ dữ liệu được tích hợp ngay trên chíp:

o Bộ nhớ EPROM xoá được kiểu Flash,

o Bộ nhớ EEPROM hay PROM xoá được bằng điện, nhưng nội dung nhớ vẫn giữ nguyên khi mất điện,

• Hỗ trợ cho việc lập trình bằng ngôn ngữ bậc cao, chẳng hạn như C

• Chế tạo trên công nghệ CMOS 0,6μm và tiến tới là công nghệ 0,35μm, nhằm đạt đến tốc độ xung nhịp cao hơn 50% hiện nay, còn dòng điện tiêu thụ sẽ giảm đi một phần ba

• Điện áp làm việc được phép thay đổi trong khoảng rộng, từ 2,7V đến 6,0V

• Kiến trúc đơn giản và hợp lý giúp cho người sử dụng dễ dàng làm quen

• Tập lệnh đến 133 lệnh, cho phép dễ dàng lập trình bằng hợp ngữ hoặc ngôn ngữ C

1.3 Lý do lựa chọn vi điều khiển họ AVR

Trên thị trường có tới hàng trăm loại vi xử lý và vi điều khiển vì thế việc lựa chọn một loại cụ thể phù hợp với ứng dụng của ta trở thành một công việc hết sức khó khăn Thông thường việc lựa chọn phụ thuộc vào một số yếu

tố như: yếu tố tính năng công việc, giá thành, thị trường, khả năng thiết kế Nếu xét trên phương diện số lượng thì một con vi điều khiển họ AVR có giá thành cao gấp nhiều lần so với một con vi điều khiển cùng kích cỡ loại cũ như 89C51, nhưng xét trên phương diện chức năng và ứng dụng thì giá thành của AVR lại rẻ hơn rất nhiều Để có thể có được những chức năng như của AVR thì 89C51 cần rất nhiều mạch hỗ trợ bên ngoài, giá thành của những mạch ngoài sẽ làm tăng giá thành chung và kích cỡ mạch, công suất tiêu thụ vì thế cũng tăng lên rất nhiều Ngược lại, với AVR do được tích hợp nhiều thành phần ngoại vi trên cùng một vỏ chíp nên kết cấu mạch nhỏ gọn hơn nhiều, theo đó giá thành và công suất tiêu thụ cũng giảm đi

Ngày nay những ứng dụng điện tử và điều khiển đòi hỏi phải thật nhỏ gọn và có trình độ công nghệ cao Người làm kĩ thuật phải luôn luôn tìm tòi, khám phá những thành tựu công nghệ Vì những lý do trên, chúng em quyết

định chọn họ vi điều khiển AVR mà cụ thể là vi điều khiển ATMEGA8535 làm đối tượng nghiên cứu và công cụ thiết kế mạch phục vụ cho đề tài

2 Cấu trúc vi điều khiển ATMEGA8535

2.1 Tổng thể

* ATMEGA8535 là một thành viên của họ điều khiển AVR 8 bit:

• Hoạt động với mức tích cực cao, công suất thấp

• Dải điện áp hoạt động từ 2,7V đến 5,5V

* Được xây dựng dựa trên cấu trúc RISC với 130 lệnh, phần lớn lệnh

được thực hiện trong một chu kỳ xung nhịp:

• 32 thanh ghi đa năng 8 bit

• Khả năng xử lý lên tới 16 MPIS ở tần số đồng hồ 16 MHz

* Bộ nhớ chương trình và bộ nhớ dữ liệu:

• 8 Kbytes bộ nhớ Flash

• Khả năng ghi xoá đến 10 000 lần

• Lựa chọn mã vùng khởi động, khả năng khoá bit độc lập, cho phép

đọc khi vẫn ghi dữ liệu

• 512 Bytes EEPROM có thể ghi xoá đến 100 000 lần

• 512 Bytes RAM có thể khoá chương trình bằng phần mềm

* Các chức năng ngoại vi:

• Hai bộ định thời / bộ đếm 8 bit với khả năng bắt mẫu và so sánh

• Một bộ định thời / bộ đếm 16 bit với khả năng bắt mẫu và so sánh

• Đồng hồ thời gian thực với bộ dao động riêng

• 4 kênh điều rộng xung (PMW)

• 8 kênh chuyển đổi tương tự / số (ADC) 10 bit, trong đó:

8 kênh đơn hoàn tất,

7 kênh khác cho kiểu vỏ vuông (TQFP),

2 kênh khác với tốc độ chương trình x1, x10, x200 cho kiểu vỏ vuông

• Hai đường giao tiếp nối tiếp định hướng byte

• Bộ lập trình truyền nhận nối tiếp USART

• Giao tiếp nối tiếp SPI chủ / tớ

• Bộ định thời Watchdoc với bộ dao động riêng trên chíp

• Bộ so sánh Analog trên chíp

* Các chức năng đặc biệt:

• Khởi động lại hệ thống, chương trình phát hiện mất nguồn

• Bộ dao động, lọc chuẩn RC bên trong

Hình 15: Sơ đồ khối của vi điều khiển ATMEGA8535

* Kiểu đóng vỏ

ATMEGA8535 có 2 kiểu đóng vỏ chính:

* PortA (PA7/ADC7 PA0/ADC0) nằm từ chân 33 đến chân 40 là

đầu vào của bộ chuyển đổi A/D

Bảng 3: Bảng chức năng các chân PortA

Nếu bộ chuyển đổi A/D không đ−ợc sử dụng thì PortA đóng vai trò nh− một cổng I/O 8 bit PortA đ−ợc nối với các điện trở treo bên trong Khi PortA đ−ợc sử dụng nh− một cổng vào mà bị kéo sụt áp thì nó sẽ đóng vai trò nh− một nguồn dòng nếu các điện trở treo hoạt động

* PortB (PB0 PB7) nằm từ chân 1 đến chân 8 PortB đóng vai trò nh− cổng I/O hai trạng thái có điện trở treo bên trong

Bảng 4: Bảng chức năng chân PortB

Khi PortB đ−ợc sử dụng nh− một cổng vào mà bị kéo sụt áp thì nó sẽ

đóng vai trò nh− một nguồn dòng nếu các điện trở treo hoạt động Ngoài ra nó còn một số chức năng phục vụ cho những biến đặc biệt khác:

+ SCK - PortB, Bit 7 là chủ khi nó đ−a ra xung đồng hồ và là tớ khi nó nhận vào xung đồng hồ của kênh SPI

+ MISO - PortB, Bit 6 nhận và đ−a dữ liệu ra của kênh SPI

+ MOSI - PortB, Bit 5 đ−a ra dữ liệu và nhận dữ liệu của kênh SPI + SS - PortB, Bit 4 lựa chọn trạng thái chủ/tớ của kênh SPI

+ AIN1/OC0 - PortB, Bit 3:

AIN1 đầu vào đảo của bộ so sánh analog,

OC0 đầu ra của bộ so sánh thuật toán Chân này cũng đ−ợc thiết kế giống nh− một đầu ra so sánh thuật toán của bộ Timer/Counter0, làm đầu ra

điều biến độ rộng xung PWM

+ AIN0/INT2 - PortB, Bit 2:

AIN0 đầu vào không đảo của bộ so sánh analog,

INT2 là chân ngắt ngoài

+ T1 - PortB, Bit 1 đầu vào của Timer/Counter1

+ T0/XCK - PortB, Bit 0 là đầu vào của Timer/Counter0, đồng thời cũng đảm nhận chức năng đầu vào tín hiệu xung Clock của giao tiếp USART

* PortC (PC0 PC7) nằm từ chân 22 đến chân 29 PortB đóng vai trò nh− cổng I/O hai trạng thái có điện trở treo bên trong Ngoài chức năng của

một cổng thông thường, một số chân của PortC có thêm các chức năng đặc biệt:

Bảng 5: Bảng chức năng đặc biệt của một số chân PortC

+ TOSC2 - PortC, Bit7 chân vào dao động 2 của bộ Timer Khi có tín hiệu cho phép thì chân PC7 không còn được sử dụng như cổng I/O thông thường mà trở thành đầu ra của tín hiệu dao động khuếch đại ngược, là điểm kết nối của bộ dao động tinh thể

+ TOSC1 - PortC, Bit6 chân vào dao động 1 của bộ Timer Khi có tín hiệu cho phép thì chân PC6 không còn được sử dụng như cổng I/O thông thường mà trở thành đầu ra của tín hiệu dao động khuếch đại thuận, là điểm kết nối của bộ dao động tinh thể

+ SDA - PortC, Bit1 giao tiếp nối tiếp dữ liệu hai chiều Chân PC1 có một bộ lọc bên trong cho phép loại bỏ những sóng vào < 50ns

+ SCL - PortC, Bit0 giao tiếp nối tiếp xung clock hai chiều Chân PC0 cũng có một bộ lọc bên trong giống như PC0

* PortD (PD0 PD7) nằm từ chân 14 đến chân 21 Một số chức năng

đặc biệt:

Bảng 6: Bảng chức năng chân PortD

+ OC2 - PortD, Bit7 đầu ra so sánh thuật toán của bộ Timer/Counter2,

đồng thời cũng có chức năng của đầu ra điều biến độ rộng xung PWM

+ ICP1 - PortD, Bit6 chân vào bắt mẫu cho Timer/Counter1

+ OC1A - PortD, Bit5 chân ra bộ so sánh thuật toán A của Timer/Counter1 và là chân điều biến độ rộng xung PWM

+ OC1B - PortD, Bit4 chân ra bộ so sánh thuật toán A của Timer/Counter1 và là chân điều biến độ rộng xung PWM

+ INT1 - PortD, Bit3 là chân nguồn ngắt ngoài 1

+ INT0 - PortD, Bit2 là chân nguồn ngắt ngoài 0

+ TXD - PortD, Bit1 chân truyền dữ liệu của giao tiếp USART

+ RXD - PortD, Bit0 chân nhận dữ liệu của giao tiếp USART

* RESET chân 9, chân vào reset hệ thống

* XTAL1, XTAL2, chân 12,13, chân kết nối với xung đồng hồ hệ thống

* AVCC chân 30, là chân cấp nguồn cho bộ chuyển đổi A/D

* AREF chân32, chân vào đối chiếu của bộ chuyển đổi A/D

Bus dữ liệu được sử dụng cho bộ nhớ dữ liệu là bus 8 bit, cho phép kết nối các bộ phận ngoại vi với tệp thanh ghi Bus dữ liệu dùng cho bộ nhớ chương trình có độ rộng 16 bit và chỉ nối với thanh ghi lệnh

Sơ đồ bộ nhớ:

Hình 19: Sơ đồ bộ nhớ của vi điều khiển ATMEGA8535

* Bộ nhớ chương trình là bộ nhớ Flash có dung lượng 8Kx16 bit Để tiện cho việc bảo vệ bằng phần mềm thì bộ nhớ chương trình được chia làm hai khu vực là khu vực ứng dụng và khu vực khởi động Bên cạnh các lệnh

được lưu trữ, bộ nhớ chương trình cũng lưu trữ các vector ngắt bắt đầu tại địa chỉ $000

* Bộ nhớ dữ liệu được bắt đầu với Tệp thanh ghi, sau đó là các Thanh ghi I/O và SRAM trong Tệp thanh ghi gồm có 32 thanh ghi (R0 R31) tương ứng với địa chỉ $0000 $001F Toàn bộ các thanh ghi này được sử dụng như những thanh ghi 8 bit Nhưng có một điều đặc biệt ở đây là các thanh ghi từ R26 R31 có thể kết hợp lại để được sử dụng như 3 thanh ghi 16 bit X-Y-Z

R30 R31

Bộ nhớ dữ liệu

$0000

$001F

EEPROM dữ liệu

Hình 20: Tổ chức thành thanh ghi X,Y,Z

Thanh ghi I/O gồm có 64 thanh ghi 8 bit nằm ở địa chỉ $020 $05F, các thanh ghi này làm nhiệm vụ trao đổi dữ liệu vào/ra Đôi khi các thanh ghi I/O cũng được truy cập như SRAM

Bộ nhớ SRAM của ATMEGA8535 có dung lượng 512 byte, được sử dụng cho các ngăn xếp cũng như để lưu trữ các biến

* Bộ nhớ EEPROM: ATMEGA8535 có 512 byte EEPROM, được tổ chức thành một vùng dữ liệu riêng biệt Việc ghi và đọc được thực hiện trên từng byte Để đọc EEPROM, CPU phải mất 4 chu kỳ đồng hồ để hoàn thành việc

đọc, tuy nhiên việc ghi EEPROM lại chỉ mất có 2 chu kỳ

2.4 Một số khối điển hình trong cấu trúc ATMEGA8535

2.4.1 Bộ định thời

Vi điều khiển ATMEGA8535 có hai bộ định thời 8 bit và một bộ định thời 16 bit Việc đặt cho phép/cấm ngắt đối với các bộ định thời được thực hiện qua các thanh ghi điều khiển bộ định thời TCCR0 và TCCR1 Sơ đồ khối của các bộ định thời được thể hiện ở dưới:

R26 R27 R28 R29 R30 R31

Byte LOW thanh ghi X Byte HIGH thanh ghi X Byte LOW thanh ghi Y Byte HIGH thanh ghi Y Byte LOW thanh ghi Z Byte HIGH thanh ghi Z

Hình 21a: Sơ đồ khối bộ định thời 8 bit

Hình 21b: Sơ đồ khối bộ định thời 16 bit

Hình 22: Sơ đồ khối bộ truyền nhận SUART

2.4.4 Bộ biến đổi A/D

Bộ biến đổi ADC được điều khiển qua bốn thanh ghi ADMUX, ADCSR, ADCH và ADCL trong vùng địa chỉ vào/ra Bộ biến đổi ADC có thể hoạt động ở hai chế độ:

+ Quá trình biến đổi được người dùng khởi động,

+ Quá trình biến đổi diễn ra liên tục

Sơ đồ khối của bộ biến đổi A/D:

Hình 24: Sơ đồ khối bộ biến đổi A/D

2.5 Hoạt động ngắt

Ngắt là một cơ cấu điều khiển dòng lệnh, cơ cấu này được thiết kế trên hầu hết các vi điều khiển Khi một hệ thống hoạt động, có rất nhiều sự kiện xảy ra đồng thời, chẳng hạn một nút ấn có tín hiệu báo hiệu xử lý công việc

nào đó, trong khi một byte dữ liệu đã đến cổng nối tiếp Điều này sẽ gây khó khăn cho cho vi xử lý khi mà phải giám sát nhiều công việc đồng thời Sự can thiệp của ngắt sẽ làm cho công việc xử lý trở nên tốt hơn Khi xuất hiện ngắt,

vi xử lý sẽ tạm thời ngừng chương trình chính và chuyển đến xử lý chương trình ngắt, quá trình xử lý ngắt hoàn thành chương trình chính lại tiếp tục

Hình 25: Sơ đồ quá trình ngắt

Trường hợp có nhiều ngắt xảy ra đồng thời, ngắt có ưu tiên cao hơn sẽ

được chấp nhận trước Mức độ ưu tiên của các ngắt thể hiện trong bảng vector ngắt:

ISR2