Trong PIC 16F887 cú hỗ trợ bộ chuyển đổi ADC 10 bit 8 kờnh. PIC16F887 cú 8 ngừ vào Analog (RA4:RA0) và (RE2:RE0).
Kết quả chuyển đổi từ tớn hiệu tƣơng tự sang tớn hiệu số là 10 bớt tƣơng ứng và đƣợc lƣu trong thanh ghi ADRESH:ADRESL. Khi khụng sử dụng bộ chuyển đổi ADC, cỏc thanh ghi này cú thể đƣợc sử dụng nhƣ cỏc thanh ghi thụng thƣờng. Khi quỏ trỡnh chuyển đụi hoàn tất, kết quả sẽ đƣợc lƣu vào hai thanh ghi ADRESH:ADRESL. Cờ ngắt ADIF đƣợc set.
Quỏ trỡnh chuyển đổi tƣơng tự sang số bao gốm cỏc bƣớc sau: 1. Thiết lập cỏc thụng số cho bộ chuyển đổi ADC
Chọn ngừ vào alalog, chọn điện ỏp mẫu.
Chọn kờnh chuyển đổi AD (Thanh ghi ADCON0) Chọn xung Clock cho kờnh chuyển đổi AD.
Cho phộp bộ chuyển đổi AD hoạt động. 2. Thiết lập cỏc cờ ngắt cho bộ AD.
Clear bit ADIF Set bit ADIE Set bit PEIE Set bit GIE
3. Đợi cho tới khi quỏ trỡnh lấy mẫu hoàn tất. 4. Bắt đầu quỏ trỡnh chuyển đổi.
5. Đợi cho tới khi quỏ trỡnh chuyển đổi hoàn tất. 6. Đọc kết quả chuyển đổi và xúa cờ ngắt, set bit.
7. Tiếp tục thực hiện cỏc bƣớc 1 và 2 cho quỏ trỡnh chuyển đổi tiếp theo
2.2.3. Khối cụng suất.
Ở đõy sử dụng phƣơng phỏp PWM (Pulse Width Modulation) để điều khiển tốc độ của động cơ DC. Phƣơng phỏp điều chế PWM là phƣơng phỏp điều chỉnh điện ỏp ra tải hay núi cỏch khỏc là phƣơng phỏp điều chế dựa trờn sự thay đổi độ rộng của chuỗi xung vuụng dẫn đến sự thay đổi điện ỏp ra. Cỏc xung PWM khi biến đổi thỡ cú cựng 1 tần số và khỏc nhau về độ rộng của sƣờn dƣơng hay hoặc là sƣờn õm. Điều khiển động cơ sử dụng phƣơng thức điều chế xung PWM là một trong cỏc phƣơng thức đƣợc sử dụng rất rộng rói trong điều khiển động cơ ứng dụng trong cụng nghiệp, dõn dụng cũng nhƣ trong nhiều ứng dụng khỏc, ngoài ra PWM cũn tham gia và điều chế cỏc mạch nguồn nhƣ là: boot, buck, nghịch lƣu 1 pha và 3 pha ... Điều đặc biệt là PWM chuyờn dựng để điều khiển cỏc phần tử điện tử cụng suất cú đƣờng đặc tớnh là tuyến tớnh khi cú sẵn 1 nguồn 1 chiều cố định. Nhƣ vậy PWM đƣợc ứng dụng rất nhiều trong cỏc thiết bị điện, điện tử.
Hỡnh 2.4. Xung PWM và điện ỏp đầu ra
Hỡnh 2.4. là sơ đồ đặc tả xung PWM và cỏch thức tớnh điện ỏp đầu ra đƣa tới động cơ. Nhỡn vào sơ đồ ta cú
- Chu kỳ của xung PWM là thời gian T. - Thời gian phỏt xung PWM là t1
- Thời gian nghỉ khụng phỏt xung là t2
Cụng thức tớnh giỏ trị trung bỡnh của điện ỏp ra tải : Vout = Vin*duty
Trong đú:
- Vout là điện ỏp ra - Vin là điện ỏp đầu vào
- Duty là % thời gian phỏt xung đƣợc tớnh bằng Duty = t1/T*100% Trong khối điều khiển, PIC16F887A điều khiển động cơ thụng qua quỏ trỡnh tạo xung PWM rồi đƣa vào IC Driver L298D tạo nguồn nuụi động cơ. Bản chất của IC Driver L298D là hai bộ mạch cầu H đƣợc tớch hợp trong cựng IC.
Mạch cầu H là một trong những mạch đƣợc sử dụng rộng rói cho việc điều khiển động cơ.
L298D là một chip tớch hợp 2 mạch cầu H trong gúi 15 chõn. Tất cả cỏc mạch kớch, mạch cầu đều đƣợc tớch hợp sẵn. L298D cú điện ỏp danh nghĩa cao (lớn nhất 50V) và dũng điện danh nghĩa lớn hơn 2A nờn rất thớch hợp cho cỏc cỏc ứng dụng cụng suất nhỏ nhƣ cỏc động cơ DC loại nhỏ và vừa.
Hỡnh 2.5. Sơ đồ khối bờn trong IC Driver L298D.
Hỡnh 2.5. là sơ đồ khối bờn trong Driver L298D. Cú 2 mạch cầu H trờn mỗi chip L298D nờn cú thể điều khiển 2 đối tƣợng chỉ với 1 chip. Mỗi mạch cầu bao gồm 1 đƣờng nguồn Vs (thật ra là đƣờng chung cho 2 mạch cầu), một đƣờng current sensing (cảm biến dũng), phần cuối của mạch cầu H khụng đƣợc nối với GND mà bỏ trống cho ngƣời dựng nối một điện trở nhỏ gọi là sensing resistor. Bằng cỏch đo điện ỏp rơi trờn điện trở này chỳng ta cú thể tớnh đƣợc dũng qua điện trở, cũng là dũng qua động cơ. Mục đớch chớnh của việc đo dũng điện qua động cơ là để xỏc định cỏc trƣờng hợp nguy hiểm xảy ra trong mạch (vớ dụ nhƣ quỏ tải). Nếu việc đo dũng động cơ khụng thật sự cần thiết ta cú thể nối đƣờng current sensing này với GND. Động cơ sẽ đƣợc nối với 2 đƣờng OUT1, OUT2 (hoặc OUT3, OUT4 nếu dựng mạch cầu bờn phải). Một chõn En (EnA và EnB cho 2 mạch cầu) cho phộp mạch cầu hoạt động, khi chõn En đƣợc kộo lờn mức
cao, mạch cầu sẵn sang hoạt động. Cỏc đƣờng kớch mỗi bờn của mạch cầu đƣợc kết hợp với nhau và nhƣng mức điện ỏp ngƣợc nhau do một cổng Logic NOT. Bằng cỏch này chỳng ta cú thể trỏnh đƣợc trƣờng hợp 2 transistor ở cựng một bờn đƣợc kớch cựng lỳc (ngắn mạch). Nhƣ vậy, sẽ cú 2 đƣờng kớch cho mỗi cầu H gọi là In1 và In2 (hoặc In3, In4). Để đụng cơ hoạt động chỳng ta phải kộo 1 trong 2 đƣờng kớch này lờn cao trong khi đƣờng kia giữ ở mức thấp, vớ dụ In1=1, In2=0. Khi đảo mức kớch của 2 đƣờng In, động cơ sẽ đảo chiều quay. Tuy nhiờn, do L298D khụng chỉ đƣợc dựng đề đảo chiều động cơ mà cũn điều khiển vận tốc động cơ bằng PWM, cỏc đƣờng In cần đƣợc “tổ hợp lại” bằng cỏc cổng Logic (xem phần tiếp theo). Ngoài ra, trờn chip L298D cũn cú cỏc đƣờng Vss cấp điện ỏp cho phần logic (5V) và GND chung cho cả logic và morto.
Hỡnh 2.6. Sơ đồ nối chõn L298 trong mạch
Trong thực tế, cụng suất thực mà L298D cú thể tải nhỏ hơn so với giỏ trị danh nghĩa của nú (V=50V, I=2A). Để tăng dũng điện tải của chip lờn gấp đụi, chỳng ta cú thể nối 2 mạch cầu H song song với nhau (cỏc chõn cú chức năng nhƣ nhau của 2 mạch cầu đƣợc nối chung).