Khéo tay hay làm Khéo tay hay làm Khéo tay hay làmkl le teo 510753d

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP SVTH:LÊ TÈO GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI 1.ĐẶT VẤN ĐỀ Trong trình sản xuất đại,đo tốc độ động việc làm khơng thể thiếu.nó giúp cho trình gián sát sản xuất tốt hơn,cho sản phẩm ý, xác.nếu ta khơng đo tốc độ động khơng thể điều khiển tốc độ xác được.với máy móc đại ngày nay,trongq trình sản xuất ln chạy với nhiều tốc độ khác nhau,tùy theo giai đoạn làm việc nó.chính mà ta phải biết tốc độ động để điều chỉnh cho phù hợp Từ lâu người nghiên cứu chế tạo mhững máy đo tốc độ sử dụng rộng rãi.trong hệ truyền động kinh điển người ta có máy phát tốc để đo tốc độ động cơ.máy phát tốc chiều hay xoay chiều thực chất máy phát điện công suất nhỏ ,có suất điện động tỉ lệ với tốc độ cần đo.về sau sản suất cơng nghiệp ngày cịn phát triển đại người ta bắt đầu nghiên cứu cho đời máy đo tốc độ có độ xác cao máy đo góc tuyệt đối,máy đo sử dụng cảm biến quang tốc độ với đĩa giải mã,… Trong trình ngồi ghế trường đại học em trang bị số kiến thức lĩnh vực này.thấy tầm quan trọng để tìm hiểu kỹ em định chọn đề tài”Đo hiển thị tốc độ động cơ”để làm sở đánh giá cuối khóa học.đề tài khơng cịn mẽ em nghĩ cũ mà chưa nghiên cứu với thường.với lại tầm quan trọng lớn.trong q trình làm việc sau chắn gặp thường xuyên nên phải nghiên cứu nắm vững 2.MỤC ĐÍCH YÊU CẦU ĐỀ TÀI Với đề tài”đo hiển thị tốc độ động cơ”yêu cầu người làm đề tài phải nghiên cứu phương pháp đo tốc độ động từ thiết kế thi công máy đo tốc độ không tiếp xúc hiển thị tốc độ đó.từ sở buộc người làm đề tài phải làm việc sau: -tìm hiểu phương pháp đo tốc độ động -tìm hiểu linh kiện sử dụng -tìm hiểu cảm biến tốc độ -thiết kế thi công phần cứng -xây dựng lưu đồ giải thuật tiến hành lập trình cho mạch GVHD:TH.S HUỲNH VĂN KIỂM ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP SVTH:LÊ TÈO 3.CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ Trong thực tế sản xuất việc đo tốc độ thường đo tốc độ quay máy.trong trường hợp chuyển động thẳng, thường người ta chuyển đo tốc độ dài sang đo chuyển động quay.do cảm biến tốc độ gốc chiếm ưu lĩnh vực đo tốc độ.trong đề tài em chọn cảm biến thu phát hồng ngoại để đọc tốc độ roto động cơ.muốn làm điều trục roto ta phải gắng cho phận phản chiếu ánh sáng hồng ngoại.số vòng quay động cảm biến mã hoá đọc cho vi điểu khiển AT98C51 sử lý.chân ngắt 0(INT0) giao nhiệm vụ nhận giá trị cảm biến đọc 4.GIỚI HẠN ĐỀ TÀI Máy đo tốc độ thị trường ngày đa dạng đại có độ xác cao.những máy đời hoàn thiện dần chuổi thời gian lâu.các công ty sản suất bỏ nhiều thời gian tiền để nghiên cứu chế tao.với kiến thức sinh viên,và thời gian thực tương đối ngắn ngủi em đem sản phẩm mà so sánh.tuy nhiên em dành tất kiến thức thời gian mà có để hồn thiện đề tài mơt cách tốt mà có thể.và xem hội để học tâp kiểm tra lại kiến thức mà có đươc sau bao năm ngồi ghế nhà trường đề tai cịn nhiều thiếu sót mong q thầy thơng cảm GVHD:TH.S HUỲNH VĂN KIỂM ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP SVTH:LÊ TÈO CHƯƠNG 1:TÌM HIỂU VỀ CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐO TỐ ĐỘ ĐỘNG CƠ Để đo tốc độ động ta có phương pháp sau: - Sử dụng máy phát tốc - Sử dụng cảm biến quang tốc độ với đĩa giải mã - Sử dụng máy đo góc tuyệt đối - Xác định tốc độ gián tiếp qua phép đo dòng điện điện áp stato mà không cần cảm biến tốc độ 1.Đo tốc độ động sử dụng máy phát tốc có nhược điểm độ xác thấp,lại địi hỏi kèm theo chuyển đổi tương tự-số để số hóa tín hiệu đo nên phương pháp khơng ưa dùng dần vào dĩ vãng 2.Phương pháp sử dụng cảm biến quang tốc độ với đĩa giải mã để đo tốc độ động có ưa điểm: Độ phân giải cao dẫn đến kết xác Ít nhiễu với sóng điện từ 3.Phương pháp sử dụng máy đo góc tuyệt đối có ưa điểm bị ảnh hưởng nhiệt độ,ít nhiễu điện từ nhiên chúng không đạt độ phân giải cao cảm biến quang tốc độ với tín hiệu hình sin 4.Phương pháp xác định tốc độ gián tiếp qua phép đo dòng điện điện áp stato mà không cần cảm biến tốc độ Các phương pháp sử dụng máy phát tốc cảm biến tốc độ nói có số nhược điểm là:nó làm cho hệ thống truyền động khơng đồng phải lắp thêm váo trục động cảm biến,trong moat số trường hợp không thực được.Vd như hệ thống truyền động cao tốc động làm việc môi trường độc hại Phương pháp xác định tốc độ gián tiếp qua phép đo dịng điện điện áp stato mà khơng cần cảm biến tốc độ khắc phục nhược điểm GVHD:TH.S HUỲNH VĂN KIỂM ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP SVTH:LÊ TÈO CHƯƠNG 2:TÌM HIỂU VỀ VI ĐIỀU KHIỂN AT89C51 19 18 31 P1.0 P1.1 P1.2 P1.3 P1.4 P1.5 P1.6 P1.7 P3.0/RXD P3.1/TXD P3.2/INT0 P3.3/INT1 P3.4/T0 P3.5/T1 P3.6/WR P3.7/RD ALE/PROG PSEN XTAL1 XTAL2 EA/VPP RST AT89C51 GVHD:TH.S HUỲNH VĂN KIỂM P2.0/A8 P2.1/A9 P2.2/A10 P2.3/A11 P2.4/A12 P2.5/A13 P2.6/A14 P2.7/A15 21 22 23 24 25 26 27 28 10 11 12 13 14 15 16 17 30 29 GND P0.0/AD0 P0.1/AD1 P0.2/AD2 P0.3/AD3 P0.4/AD4 P0.5/AD5 P0.6/AD6 P0.7/AD7 20 39 38 37 36 35 34 33 32 VCC U2 40 2.1 Giới thiệu cấu trúc phần cứng 8051 2.1.1 Sơ đồ chân 8051 8051 IC vi điều khiển (Microcontroller) hãng Intel sản xuất IC có đặc điểm sau: - 4k byte ROM,128 byte RAM - Port I/O bit - đếm/ định thời 16 bit - Giao tiếp nối tiếp - 64k byte không gian nhớ chương trình mở rộng - 64k byte khơng gian nhớ liệu mở rộng - Một xử lý luận lý (thao tác bít đơn) - 210 bit địa hóa - Bộ nhân / chia Sơ lược chân 8051: ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP SVTH:LÊ TÈO 2.1.2 Chức chân 8051: Port 0: từ chân 32 đến chân 39 (P0.0 _P0.7) Port có chức năng: thiết kế cỡ nhỏ không dùng nhớ mở rộng có chức đường IO, thiết kế lớn có nhớ mở rộng kết hợp bus địa bus liệu Port 1: từ chân đến chân (P1.0 _ P1.7) Port port IO dùng cho giao tiếp với thiết bị cần Port 2: từ chân 21 đến chân 28 (P2.0 _P2.7) Port port có tác dụng kép dùng đường xuất nhập byte cao bus địa thiết bị dùng nhớ mở rộng Port 3: từ chân 10 đến chân 17 (P3.0 _ P3.7) Port port có tác dụng kép Các chân port có nhiều chức năng, có cơng dụng chuyển đổi có liên hệ đến đặc tính đặc biệt 8051 bảng sau : Bit Tên Chức 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\ Ngõ vào liệu nối tiếp Ngõ xuất liệu nối tiếp Ngõ vào ngắt cứng thứ Ngõ vào ngắt cứng thứ Ngõ vào TIMER/ COUNTER thứ Ngõ vào TIMER/ COUNTER thứ Tín hiệu ghi liệu lên nhớ ngồi Tín hiệu đọc nhớ liệu PSEN (Program store enable): PSEN tín hiệu ngõ có tác dụng cho phép đọc nhớ chương trình mở rộng thường nối đến chân OE\ Eprom cho phép đọc byte mã lệnh PSEN mức thấp thời gian 8051 lấy lệnh Các mã lệnh chương trình đọc từ Eprom qua bus liệu, chốt vào ghi lệnh bên 8051 để giải mã lệnh Khi 8051 thi hành chương trình ROM nội PSEN mức cao ALE (Address Latch Enable): Khi 8051 truy xuất nhớ bên ngồi, Port có chức bus địa liệu phải tách đường liệu địa Tín hiệu ALE chân thứ 30 dùng làm tín hiệu điều khiển để giải đa hợp đường địa liệu kết nối chúng với IC chốt GVHD:TH.S HUỲNH VĂN KIỂM ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP SVTH:LÊ TÈO Tín hiệu chân ALE xung khoảng thời gian port đóng vai trị địa thấp nên chốt địa hoàn toàn tự động EA (External Access): Tín hiệu vào EA chân 31 thường mắc lên mức mức Nếu mức 1, 8051 thi hành chương trình từ ROM nội Nếu mức 0, 8051 thi hành chương trình từ nhớ mở rộng Chân EA lấy làm chân cấp nguồn 21V lập trình cho Eprom 8051 RST (Reset): Khi ngõ vào tín hiệu đưa lên mức cao chu kỳ máy, ghi bên nạp giá trị thích hợp để khởi động hệ thống Khi cấp điện mạch phải tự động reset Các ngõ vào dao động X1, X2: Bộ tạo dao động tích hợp bên 8051 Khi sử dụng 8051, người ta cần nối thêm tụ thạch anh tụ Tần số tụ thạch anh thường 12 Mh 2.2 Cấu trúc bên 8051 2.2.1 Sơ đồ khối bên 8051: INT1 INT0 SERIAL PORT TIMER TIMER TIME 128 byte RAM 8051\8052 INTERRUPT CONTROL OTHER REGISTER 128 byte RAM ROM 4K: 8031 4K: 8051 EPROM 4K: 8951 TIMER TIMER1 TIMER1 CPU BUS CONTROL I/O PORT SERIAL PORT OSCILATOR EA\ RST GVHD:TH.S HUỲNH VĂN KIỂM ALE\ PSEN\ P0 P1 P2 P3 Address\Data TXD RXD ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP SVTH:LÊ TÈO 2.2.2 Khảo sát khối nhớ bên 8051: *Tổ chức nhớ: 7F RAM ĐA DỤNG 30 2F 7F 7E 7D 2E 2D 2C 2B 2A 29 28 27 26 25 24 23 22 21 20 77 6F 67 5F 57 4F 47 3F 37 2F 27 1F 17 0F 07 76 6E 66 5E 56 4E 46 3E 36 2E 26 1E 16 0E 06 75 6D 65 5D 55 4D 45 3D 35 2D 25 1D 15 0D 05 7C 7B 7A 79 78 74 73 72 71 6C 6B 6A 69 64 63 62 61 5C 5B 5A 59 54 53 52 51 4C 4B 4A 49 44 43 42 41 3C 3B 3A 39 34 33 32 31 2C 2B 2A 29 24 23 22 21 1C 1B 1A 19 14 13 12 11 0C 0B 0A 09 04 03 02 01 1F BANK 18 17 BANK 10 0F BANK 08 07 Bank ghi ( mặc định cho R0-R7) 00 70 68 60 58 50 48 40 38 30 28 20 18 10 08 00 CẤU TRÚC RAM NỘI F0 F7 F6 F5 F4 F3 F2 F1 F0 E0 E7 E6 E5 E4 E3 E2 E1 E0 D0 D7 D6 6D 6C 6B 6A 69 68 B8 - - - BC BB BA B9 B8 B0 B7 B6 B5 B4 B3 B2 B1 B0 A8 AF AE AD AC AB AA A9 A8 A0 A7 A6 A1 A0 99 98 9F Khơng có địa hóa bit 9E 9D 9C 9B 9A 99 98 90 97 96 90 8D 8C 8B 8A 89 88 87 83 82 81 80 8F 87 A5 95 A4 94 A3 93 A2 92 91 Khơng địa hóa bit Khơng địa hóa bit Khơng địa hóa bit Khơng địa hóa bit Khơng địa hóa bit 8E 8D 8C 8B 8A 89 Khơng địa hóa bit Khơng địa hóa bit Khơng địa hóa bit Khơng địa hóa bit 86 85 84 83 82 81 THANH GHI CHỨC NĂNG ĐẶC BIỆT GVHD:TH.S HUỲNH VĂN KIỂM 88 80 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP SVTH:LÊ TÈO Bộ nhớ bên 8051 bao gồm ROM RAM RAM bao gồm nhiều thành phần: phần lưu trữ đa dụng, phần lưu trữ địa hóa bit, bank ghi ghi chức đặc biệt 8051 có nhớ theo cấu trúc Harvard: có vùng nhớ riêng biệt cho chương trình liệu Chương trình liệu chứa bên 8051 8051 kết nối với 64 k byte nhớ chương trình 64 k byte nhớ liệu mở rộng Ram bên 8051 phân chia sau: - Các bank ghi có địa từ 00H đến 1Fh - Ram địa hóa bit có địa từ 20H đến 2FH - Ram đa dụng từ 30H đến 7FH - Các ghi chức đặc biệt từ 80H đến FFH -Ram đa dụng: Mọi địa vùng ram đa dụng truy xuất tự dùng kiểu địa trực tiếp hay gián tiếp Ví dụ để đọc nội dung ô nhớ địa 5FH ram nội vào ghi tích lũy A : MOV A,5FH Hoặc truy xuất dùng cách địa gián tiếp qua R0 hay R1 Ví dụ lệnh sau thi hành nhiệm vụ lệnh trên: MOV R0, #5FH MOV A , @R0 -Ram truy xuất bit: 8051 chứa 210 bit địa hóa bit, 128 bit chứa byte có địa từ 20H đến 2FH, bit cịn lại chứa nhóm ghi chức đặc biệt Ýtưởng truy xuất bit phần mềm đặc tính mạnh vi điều khiển nói chung Các bit đặt, xóa, and, or,… với lệnh đơn Ngồi port truy xuất bít làm đơn giản phần mềm xuất nhập bit Ví dụ để đặt bit 67H ta dùng lệnh sau: SETB 67H -Các bank ghi: Bộ lệnh 8051 hỗ trợ ghi có tên R0 đến R7 theo mặc định (sau reset hệ thống), ghi nàyở địa 00H đến 07H lệnh sau đọc nội dung địa 05H vào ghi tích lũy: MOV A, R5 Đây lệnh byte dùng địa ghi Tuy nhiên thi hành lệnh byte dùng địa trực tiếp nằm byte thứ 2: MOV A, 05H Lệnh dùng ghi R0 đến R7 ngắn nhanh nhiều so với lệnh tương ứng dùng địa trực tiếp GVHD:TH.S HUỲNH VĂN KIỂM ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP SVTH:LÊ TÈO Bank ghi tích cực cách thay đổi bit từ trạng thái chương trình (PSW) Giả sủ ghi thứ truy xuất, lệnh sau di chuyển nội dung ghi A vào nhớ ram có địa 18H: MOV R0, A * Các ghi có chức đặc biệt: 8051 có 21 ghi chức đặc biệt (SFR: Special Funtion Register) vùng RAM nội từ địa 80H đến FFH Chú ý: tất 128 địa từ 80H đến FFH không định nghĩa, có 21 ghi chức đặc biệt định nghĩa sẵn địa -Thanh ghi trạng thái chương trình: Thanh ghi trạng thái chương trình PSW (Program Status Word ) địa DOH chứa bít trạng thái bảng sau: Bit Ký hiệu Địa PSW.7 PSW.6 PSW.5 PSW.4 PSW.3 CY AC F0 RS1 RS0 D7H D6H D5H D4H D3H PSW.2 PSW.1 PSW.0 0V _ P D2H D1H D0H Ý nghĩa Cờ nhớ Cờ nhớ phụ Cờ Bit chọn bank ghi Bit chọn bank ghi 00=bank 0: địa 00H – 07H 01=bank 1: địa 08H – 0FH 10=bank 2: địa 10H – 1FH 11=bank 3: địa 18H –1FH Cờ tràn Dự trữ Cờ parity chẵn lẽ + Cờ nhớ: C = phép tốn cộng có tràn phép tốn trừ có mượn ngược lại C = Ví dụ ghi A có giá trị FF lệnh sau: ADD A, #1 Phép cộng có tràn nên bit C = kết ghi A = 00H Cờ nhớ xem ghi bit cho lệnh luận lý thi hành bit ANL C, 25H + Cớ nhớ phụ: Khi cộng số BCD, cờ nhớ phụ AC = kết bit thấp khoảng 0AH đến 0FH Ngược lại AC = GVHD:TH.S HUỲNH VĂN KIỂM ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP SVTH:LÊ TÈO + Cờ 0: Cờ bit cờ đa dụng dành cho ứng dụng người dùng + Các bit chọn bankthanh ghi truy xuất: Các bit chọn bank ghi (RS0 RS1) xác định bank ghi truy xuất Chúng xóa sau reset hệ thống thay đổi phần mềm cần Ví dụ lệnh sau cho phép bank ghi di chuyển nội dung bank ghi R7 (địa bye 1FH) vào ghi A: SETB RS1 SETB RS0 MOV A,R7 -Thanh ghi B: Thanh ghi B địa F0H dùng với ghi tích lũy A cho phép toán nhân chia Lệnh MUL AB nhân giá trị không dấu bit A B trả kết 16 bit A (byte thấp) B (byte cao) Lệnh DIV AB chia A cho B trả kết nguyên A phần dư B ghi xem ghi đệm đa dụng -Con trỏ ngăn xếp: Con trỏ ngăn xếp SP ghi bit địa 18H Nó chứa địa byte liệu hành đỉnh ngăn xếp Các lệnh ngăn xếp bao gồm lệnh cất liệu vào ngăn xếp lấy liệu khỏi ngăn xếp Lệnh cất liệu vào ngăn xếp làm tăng SP trước ghi liệu lệnh lấy liệu khỏi ngăn xếp làm giảm SP Ngăn xếp 8051 giữ ram nội giới hạn địa truy xuất địa gián tiếp, chúng 128 byte đầu 8051 Để khởi động SP với ngăn xếp bắt đầu địa 60 H, lệnh sau dùng: MOV SP,#5FH Khi reset 8051, SP mang giá trị mặc định 07H liệu cất vào ô nhớ ngăn xếp có địa 08 H Ngăn xếp truy xuất trực tiếp lệnh PUSH POP để lưu trữ tạm thời lấy lại liệu truy xuất ngầm lệnh gọi chương trình ACALL,LCALL lệnh trở (RET RETI) để lưu trữ giá trị đếm chương trình bắt đầu thực chương trình lấy lại kết thúc chương trình -Con trỏ liệu Con trỏ liệu DPTR dùng để truy xuất nhớ ghi 16 bit địa 82H (DPL: byte thấp) 83H (DPH: byte cao) lệnh sau ghi 55H vào ram địa 1000H: GVHD:TH.S HUỲNH VĂN KIỂM 10 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP SVTH:LÊ TÈO GIẢI THUẬT TÍNH SỐ VÒNG/PHÚT START A←21H KIỂM TRA BIT YES BITF7=0 NO MOV R7,0 DICHBIT NO R2=0 YES MOV A,39H MOV 33H,#65H MOV 32H,#A0H MOV 31H,#BCH MOV 30H,#00H YES A=1 YES NO NO A=3 A=2 NO YES MOV 33H,#03H MOV 32H,#93H MOV 31H,#87H MOV 30H,#00H MOV 33H,#23H MOV 32H,#C3H MOV 31H,#46H MOV 30H,#00H MOV 33H,#E8H MOV 32H,#47H MOV 31H,#58H MOV 30H,#00H PHEPCHIA END GVHD:TH.S HUỲNH VĂN KIỂM 41 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP SVTH:LÊ TÈO GIẢI THUẬT DỊCH BIT START YES R2=0 CALL PHEPCHIA NO DỊCH TRI 21H BIT 07=0 RET NO SETB 08 YES DỊCH TRI 2OH BIT 1F=0 NO SETB 00H YES DỊCH TRI 23H BIT 17=0 NO SETB 18H YES CLRB 17 DỊCH TRI 22H GIẢM R2 GVHD:TH.S HUỲNH VĂN KIỂM 42 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP SVTH:LÊ TÈO GIẢI THUẬT KIỂM TRA BIT START MOVA,21H R2=0 NO BIT F7=0 YES DỊCH TRI A TĂNG R2 MOV A,20H YES R2=8 NO MOV A,23H YES R2=16 NO MOV A,22H YES R2=24 NO NO R2=32 YES CLR R2 RET GVHD:TH.S HUỲNH VĂN KIỂM 43 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP SVTH:LÊ TÈO GIẢI THUẬT LÀM PHÉP CHIA 32 BIT START CLR 27H,26H,25H,24 H NO * CLR R3,R4,R5 TĂNG R7 MOV A,24H OR A,28H R0