I. Thiết kế phần cứng hệ thống điều khiển: 1 Ph−ơng án thiết kế:
2.Ghép nối cổng máy in LPT:
- Cổng máy in có 25 chân trong đó :
+ Chân 2 đến chân 9 t−ơng ứng với 8 đ−ờng dữ liệu từ D0 đến D8, với các loại Main máy tính hiện nay 8 đ−ờng dữ liệu nμy chỉ cho phép ra, nên ta không thể đọc
dữ liệu vμo trực tiếp từ đ−ờng nμy. + Các lối ra điều khiển gồm có các chân:
1_Strobe, 14_AF, 16_INIT, 17_SLCTIN trong đó các chân 1, 14, 17 đ−ợc lấy đảo. Các lối ra nμy đ−ợc sử dụng để tạo ra các tín hiệu điều khiển tới các phần tử của Card ghép nối.
+ Các lối vμo gồm các chân : 10_ACK, 11_BUSY, 12_PE, 13_SLTC, 15_ERROR chân 15 lấy đảo. Vì Bus dữ liệu của cổng không phải lμ 2 chiều nên ta sẽ sử dụng các lối vμo trạng thái nμy lμm đ−ờng vμo dữ liệu.
+ Chân 18 đến 25 đ−ợc nối đất
- Tín hiệu của cổng đều t−ơng thích chuẩn TTL (mức điện áp: 0V - 5V) - Để giao tiếp với bên ngoμi cổng LPT có 3 thanh ghi lμ:
+ Thanh ghi dữ liệu với địa chi cơ bản lμ 378 H(Hex) + Thanh ghi trạng thái với địa chỉ lμ 379H
+ Thanh ghi điều khiển với địa chỉ lμ 37AH ( Đây lμ các địa chỉ t−ơng ứng của cổng LPT1)
- Máy tính có thể có 1 đến 2 cổng song song với các địa chỉ: + Cổng LPT1 có địa chỉ 378(Hex)
+ Cổng LPT2 có địa chỉ 278(Hex)
- Sơ đồ ghép nối với cổng LPT đ−ợc cho ở hình sau:
T1 D1 ~ U ~ U T2 D2 ĐC Kt FT kt ω Giao diện ra Khuếch đại xung Giao diện vμo Khuếch đại LPT 1
Nhiệm vụ của các khối mạch:
+ Cổng LPT1: có nhiệm vụ trao đổi tín hiệu giữa máy tính vμ hệ thống mạch chấp hμnh t−ơng tự nhằm đ−a tín hiệu ra điều khiển động cơ vμ cung cấp tín hiệu phản hồi cho quá trình thực hiện thuật toán điều khiển mềm bên trong. Máy tính có chức năng thực hiện thuật toán vμ đ−a ra tín hiệu điều khiển thông qua ch−ơng trình phần mền. Ch−ơng trình điều khiển đ−ợc viết bằng ngôn ngữ lập trình C++ hay Visual C++ theo cách thức sử dụng bộ bù PID nối tiếp hoặc theo ph−ơng pháp phản hồi trạng thái .
+ Giao diện ra: gồm có bộ chốt dữ liệu vμ bộ biến đổi số thμnh t−ơng tự (DAC) nhằm tạo ra tín hiệu điện áp một chiều điều khiển t−ơng ứng cung cấp cho khối khuếch đại xung.
+ Khối khuếch đại xung: khối nμy tạo ra các tín hiệu răng c−a , đồng pha ;có các khối so sánh, khối khuyếch đại xung ... Tuỳ vμo tín hiệu điều khiển điện áp một chiều đ−ợc đ−a ra mμ xung mở Thyristor sẽ đ−ợc thay đổi qua đó thay đổi điện áp một chiều cấp cho động cơ nhờ vậy ta thay đổi đ−ợc tốc độ động cơ .
+ Cơ cấu chấp hμnh: lμ hệ thống gồm một bộ chỉnh l−u hai nửa chu kỳ bán điều khiển T1, D1, T2, D2 vμ một động cơ điện một chiều. Động cơ một chiều có thông số: P = 1,6 KW; U = 220V; n = 2000v/phút.
+ Máy phát tốc Ft: có nhiệm vụ biến tín hiệu tốc độ thμnh tín hiệu điện áp phản hồi về máy tính cung cấp cho thuật toán điều khiển.
+ Bộ khuếch đại: nhằm biến điện áp phản hồi từ máy phát tốc thμnh tín hiệu điện áp chuẩn t−ơng ứng để đi vμo bộ biến đổi ADC trong khối Giao diện vμo.
+ Giao diện vμo: Khối nμy có bộ biến đổi ADC, bộ chốt dữ liệu vμo, mạch dồn kênh để đ−a 8 bit dữ liệu vμo thông qua 4 chân vμo trạng thái của cổng máy in .Khối sẽ nhận tín hiệu tốc độ từ máy phát tốc để phản hồi về cho máy tính .