intTypePromotion=1
zunia.vn Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z zunia.vn zunia.vn
ADSENSE
 » 
 » 

Đề tài: Đo tốc độ động cơ dùng 8051

Chia sẻ: Nguyen Bao Anh | Ngày: | Loại File: DOC | Số trang:42

Thêm vào BST
Báo xấu
589
lượt xem 141
download
 
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Tham khảo luận văn - đề án 'đề tài: đo tốc độ động cơ dùng 8051', luận văn - báo cáo, cơ khí - chế tạo máy phục vụ nhu cầu học tập, nghiên cứu và làm việc hiệu quả

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Đề tài: Đo tốc độ động cơ dùng 8051

  1. Bài tập lớn: Vi xử lí GVHD: Ths. NGUY ỄN THU HÀ Mục lục Nội dung Nội dung.................................................................................................................................1 Lời nói đầu..............................................................................................................................2 CHƯƠNG I: CƠ SỞ LÝ THUYẾT..........................................................................................5 1. Giới thiệu tổng quan về họ Vi điều khiển 8051..............................................................5 2. Giới thiệu tổng quan về encoder..................................................................................11 3. Giới thiều về một số linh kiện khác..............................................................................18 3.1 Sơ lược về led 7 thanh................................................................................................18 CHƯƠNG II. NỘI DUNG.....................................................................................................26 1 – Lưu đồ thuật toán chương trình..................................................................................26 2 – Phần lập trình và mô phỏng.......................................................................................28 CHƯƠNG III. KẾT LUẬN.....................................................................................................36 1. Ưu điểm........................................................................................................................36 2. Nhược điểm..................................................................................................................36 Tài liệu tham khảo................................................................................................................38 Bưởng Kận - Điện1- K6_Haui Page 1
  2. Bài tập lớn: Vi xử lí GVHD: Ths. NGUY ỄN THU HÀ Lời nói đầu Ngày nay, với những ứng dụng của khoa học kỹ thuật tiên tiến, thế giới của chúng ta đã và đang ngày một thay đổi, văn minh và hi ện đ ại h ơn. Sự phát triển của kỹ thuật điện tử đã tạo ra hàng loạt nh ững thiết bị với các đặc điểm nổi bật như sự chính xác cao, tốc độ nhanh, gọn nh ẹ là những yếu tố rất cần thiết góp phần cho hoạt động của con ng ười đạt hiệu quả cao. Các bộ điều khiển sử dụng vi điều khiển tuy đơn gi ản nh ưng đ ể vận hành và sử dụng được lại là một điều rất phức tạp. Các bộ vi đi ều khiển theo thời gian cùng với sự phát triển của công nghệ bán dẫn đã ti ến triển rất nhanh, từ các bộ vi điều khiển 4 bit đơn giản đến các bộ vi điều khiển 32 bit, rồi sau này là 64 bit. Điện tử đang trở thành một ngành khoa học đa nhiệm vụ. Điện tử đã đáp ứng được những đòi h ỏi không ng ừng t ừ các lĩnh vực công – nông – lâm – ngư nghiệp cho đến các nhu c ầu c ần thi ết trong hoạt động đời sống hằng ngày. Một trong những ứng dụng thiết thực trong đó là ứng dụng về đo và hiển thị tốc độ động cơ. Đây là một ứng dụng rất quan trọng được áp dụng trong nhiều lĩnh vực và dây chuyền sản xuất. Tốc độ đ ộng c ơ s ẽ được hiển thị trên màn hình nhờ led 7 thanh, Từ đó chúng ta có th ể giám sát đ ược tốc độ động cơ rùi có các quyết định điều khiển cho phù h ợp v ới yêu c ầu. Vì thế, với môn học Vi điều khiển này, em đã quy ết đ ịnh nh ận làm bài t ập lớn về đo tốc độ động cơ dùng 8051. Cụ thể trong bài tập này, chúng em sẽ ghép nối vi điều khiển 89C51RD2 với 4 led 7 thanh để hiển th ị tốc độ Bưởng Kận - Điện1- K6_Haui Page 2
  3. Bài tập lớn: Vi xử lí GVHD: Ths. NGUY ỄN THU HÀ động cơ, sử dụng encoder có 100(xung/vòng). Chúng em xin trình bày nội dụng cụ thể của bài tập lớn như sau. Kính mong các thầy - cô xem và cho nhận xét, đánh giá để bài tập lớn được đầy đủ hơn. Chúng em xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, Ngày 21/03/1013 Bưởng Kận - Điện1- K6_Haui Page 3
  4. Bài tập lớn: Vi xử lí GVHD: Ths. NGUY ỄN THU HÀ Đề bài: Ứng dụng họ vi điều khiển 8051 ghép nối 4 led 7 thanh dể hiển thị số đo tốc độ động cơ dùng encoder có 100(xung/vòng). Khoảng đo (0-2500)v/p. YÊU CẦU: Xây dựng mạch nguyên lí? Xây dựng thuật toán? Viết chương trình bằng hợp ngữ? Nhóm sinh viên thực hiện: 1. Nguyễn Tuấn Anh 2. Nguyễn Văn Anh 3. Nguyễn Ngọc Anh 4. Nguyễn Kim Biên 5. Trần Huy Bình 6. Lê Thanh Bình 7. Hà Văn Bình 8. Bùi Đức Chính 9. Nguyễn Quốc Chỉnh 10. Nguyễn Văn Công Bưởng Kận - Điện1- K6_Haui Page 4
  5. Bài tập lớn: Vi xử lí GVHD: Ths. NGUY ỄN THU HÀ CHƯƠNG I: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 1. Giới thiệu tổng quan về họ Vi điều khiển 8051 AT89C51 là một vi điều khiển 8 bit, chế tạo theo công nghệ CMOS chất lượng cao, công suất thấp với 4 KB PEROM (Flash Programeable and erasable read only memory). Các đặc điểm của 8951 được tóm tắt như sau: - 4KB bộ nhớ, có thể lập trình lại nhanh, có khả năng ghi xóa tới 1000 chu kỳ - Tần số hoat động từ 0 Hz đến 24 MHz - 3 mức khóa bộ nhớ lập trình - 2 bộ Timer/Counter 16 bit - 128 Byte RAM nội - 4 Port xuất/nhập (I/O) 8 bit - Giao tiếp nối tiếp - 64 KB vùng nhớ mã ngoài - 64 KB vùng nhớ dữ liệu ngoài - Xử lý Boolean (hoạt động trên bit đơn) - 210 vị trí nhớ có thể định vị bit - 4μs cho hoạt động nhân hoặc chia Bưởng Kận - Điện1- K6_Haui Page 5
  6. Bài tập lớn: Vi xử lí GVHD: Ths. NGUY ỄN THU HÀ a – Sơ đồ khối và sơ đồ chân của AT89C51 INT1\ INT0\ SERIAL PORT TEMER0 TEMER1 TEMER2 128 byte RAM 8032\8052 TEMER2 8032\8052 ROM 8032\8052 0K: TEMER1 INTERRUPT OTHER 128 byte RAM CONTROL REGISTER 8031\803 TEMER1 2 CPU 4K:8951 8K:8052 BUS CONTROL SERIAL I/O PORT PORT OSCILATOR EA\ ALE\ RST PSEN\ P0 P1 P2 P3 TXD RXD Address\Data Hình 1 – Sơ đồ khối của AT89C51 Bưởng Kận - Điện1- K6_Haui Page 6
  7. Bài tập lớn: Vi xử lí GVHD: Ths. NGUY ỄN THU HÀ Hình 2 – Sơ đồ chân của AT89C51 b – Chức năng các chân của AT89C51 + Port 0 (P0.0 – P0.7 hay chân 32 – 39): Ngoài chức năng xuất nhập ra, port 0 còn là bus đa hợp dữ liệu và địa ch ỉ (AD0 – AD7), ch ức năng này sẽ được sử dụng khi AT89C51 giao tiếp với thiết bị ngoài có kiến trúc bus. Hình 3 – Port 0 Bưởng Kận - Điện1- K6_Haui Page 7
  8. Bài tập lớn: Vi xử lí GVHD: Ths. NGUY ỄN THU HÀ + Port 1 (P1.0 – P1.7 hay chân 1 – 8): có chức năng xuất nhập theo bit và byte. Ngoài ra, 3 chân P1.5, P1.6, P1.7 được dùng để nạp ROM theo chuẩn ISP, 2 chân P1.0 và P1.1 được dùng cho bộ Timer 2. Hình 4 – Port 1 + Port 2 (P2.0 – P2.7 hay chân 21 – 28): là một port có công dụng kép. Là đường xuất nhập hoặc là byte cao của bus đ ịa ch ỉ đ ối với các thi ết kế dùng bộ nhớ mở rộng. Hình 5 – Port 2 Bưởng Kận - Điện1- K6_Haui Page 8
  9. Bài tập lớn: Vi xử lí GVHD: Ths. NGUY ỄN THU HÀ + Port 3 (P3.0 – P3.7 hay chân 10 – 17): mỗi chân trên port 3 ngoài chức năng xuất nhập ra còn có một số chức năng đặc biệt sau: Bit Tên Chức năng chuyển đổi 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/Counter 0 P3.5 T1 Ngõ vào của Timer/Counter 1 P3.6 WR Xung ghi bộ nhớ dữ liệu ngoài P3.7 RD Xung đọc bộ nhớ dữ liệu ngoài Hình 6 – Port 3 Bưởng Kận - Điện1- K6_Haui Page 9
  10. Bài tập lớn: Vi xử lí GVHD: Ths. NGUY ỄN THU HÀ + RST (Reset – chân 9): mức tích cực của chân này là mức 1, để reset ta phải đưa mức 1 (5V) đến chân này với th ời gian t ối thi ểu 2 chu kỳ máy (tương đương 2µs đối với thạch anh 12MHz.) + XTAL 1, XTAL 2: AT89S52 có một bộ dao động trên chip, nó thường được nối với một bộ dao động thạch anh có tần số lớn nh ất là 33MHz, thôn thường là 12MHz. Hình minh hoạ + EA (External Access): EA thường được mắc lên mức cao (+5V) hoặc mức thấp (GND). Nếu ở mức cao, bộ vi điều khiển thi hành ch ương trình từ ROM nội. Nếu ở mức thấp, chương trình chỉ được thi hành từ bộ nhớ mở rộng. + ALE (Address Latch Enable): ALE là tín hiệu để chốt địa chỉ vào một thanh ghi bên ngoài trong nửa đầu của chu kỳ bộ nhớ. Sau đó các đường port 0 dùng để xuất hoặc nhập dữ liệu trong nửa chu kỳ sau của b ộ nhớ. + PSEN (Program Store Enable): PSEN là điều khiển để cho phép bộ nhớ chương trình mở rộng và thường được nối với đến chân /OE Bưởng Kận - Điện1- K6_Haui Page 10
  11. Bài tập lớn: Vi xử lí GVHD: Ths. NGUY ỄN THU HÀ (Output Enable) của một EPROM để cho phép đọc các bytes mã l ệnh. PSEN sẽ ở mức thấp trong thời gian đọc lệnh. Các mã nh ị phân c ủa chương trình được đọc từ EPROM qua Bus và được chốt vào thanh ghi lệnh của bộ vi điều khiển để giải mã lệnh. Khi thi hành ch ương trình trong ROM nội, PSEN sẽ ở mức thụ động (mức cao). + Vcc, GND: AT89C51 dùng nguồn một chiều có dải điện áp từ 4V – 5.5V được cấp qua chân 40 (+Vcc) và chân 20 (GND). 2. Giới thiệu tổng quan về encoder Encoder mục đích dùng để quản lý vị trí góc của một đĩa quay, đĩa quay có thể là bánh xe, trục động cơ, hoặc bất kỳ thiết bị quay nào cần xác định vị trí góc. Encoder được chia làm 2 loại, absolute Encoder và incremental Encoder. Tạm dịch là Encoder tuyệt đối và Encoder tương đối. Chữ Encoder tuyệt đối dịch theo nguyên văn, nhưng vì tiếng Việt mình cái gì có 2 loại, thì loại còn lại được dịch ngược lại với lo ại kia. Cho nen d ịch là Encoder tương đối cho incremental Encoder. Nếu dịch sát nghĩa, khi ta đọc absolute Encoder, có nghĩa là Encoder tuyệt đối, tức là tín hiệu ta nhận được, chỉ rõ ràng vị trí của Encoder, chúng ta không cần xử lý gì thêm, cũng biết chính xác vị trí của Encoder. Còn incremental Encoder, là loại Encoder chỉ có 1, 2, hoặc tối đa là 3 vòng lỗ. Các bạn hình dung thế này, nếu bây giờ các bạn đục một lỗ trên một cái đĩa quay, thì cứ mỗi lần đĩa quay 1 vòng, các bạn s ẽ nh ận được tín hiệu, và các bạn đã biết đĩa quay một vòng. N ếu bây gi ờ các b ạn có nhiều lỗ hơn, các bạn sẽ có được thông tin chi tiết hơn, có nghĩa là đĩa quay 1/4 vong, 1/8 vòng, hoặc 1/n vòng, tùy theo số lỗ nằm trên Bưởng Kận - Điện1- K6_Haui Page 11
  12. Bài tập lớn: Vi xử lí GVHD: Ths. NGUY ỄN THU HÀ incremental Encoder. Cứ mỗi lần đi qua một lỗ, chúng ta phải lập trình để thi ết b ị đo đ ếm lên 1. Do vậy, Encoder loại này có tên incremental Encoder (Encoder tăng lên 1 đơn vị). Bưởng Kận - Điện1- K6_Haui Page 12
  13. Bài tập lớn: Vi xử lí GVHD: Ths. NGUY ỄN THU HÀ Nguyên lý hoạt động cơ bản của Encoder, LED và lỗ Nguyên lý cơ bản của Encoder, đó là một đĩa tròn xoay, quay quanh trục. Trên đĩa có các lỗ (rãnh). Người ta dùng một đèn led để chiếu lên mặt đĩa. Khi đĩa quay, chỗ không có lỗ (rãnh), đèn led không chi ếu xuyên qua đ ược, chỗ có lỗ (rãnh), đèn led sẽ chiếu xuyên qua. Khi đó, phía mặt bên kia c ủa đĩa, người ta đặt một con mắt thu. Với các tín hiệu có, hoặc không có ánh sáng chiếu qua, người ta ghi nhận được đèn led có chiếu qua lỗ hay không. Khi trục quay, giả sử trên đĩa chỉ có một lỗ duy nhất, cứ mỗi lần con mắt thu nhận được tín hiệu đèn led, thì có nghĩa là đĩa đã quay đ ược m ột vòng. Đây là nguyên lý rất cơ bản của Encoder. Tuy nhiên, những vấn đề được đặt ra là, làm sao để xác định chính xác hơn vị trí của đĩa quay (mịn hơn) và làm thế nào để xác định được đĩa đang quay theo chiều nào? Đó chính là vấn đề để chúng ta tìm hiểu về Encoder. Hình sau sẽ minh họa nguyên lý cơ bản của hoạt động Encoder. Bưởng Kận - Điện1- K6_Haui Page 13
  14. Bài tập lớn: Vi xử lí GVHD: Ths. NGUY ỄN THU HÀ Các bạn thấy trong hình, có một đĩa mask, không quay, đó là đĩa cố định, thực ra là để che khe hẹp ánh sáng đi qua, giúp cho việc đọc Encoder được chính xác hơn mà thôi. Chúng ta không để cập đến đĩa mặt nạ này ở đây. Hoạt động của Encoder Ở đây ta sẽ xét đến incremental Encoder Các bạn thấy rằng, cứ mỗi lần quay qua một lỗ, thì Encoder sẽ tăng một đơn vị trong biến đếm. Bưởng Kận - Điện1- K6_Haui Page 14
  15. Bài tập lớn: Vi xử lí GVHD: Ths. NGUY ỄN THU HÀ Tuy nhiên, một vấn đề là làm sao để biết được Encoder quay hết một vòng? Nếu cứ đếm vô hạn như thế này, thì chúng ta không thể biết được khi nào nó quay hết một vòng. Nếu bây giờ các bạn đ ếm s ố l ỗ Encoder để biết nó đã quay một vòng, thì nếu với Encoder 1000 lỗ chắc các bạn sẽ đếm đến sáng luôn. Chưa kể, mỗi lần có những rung động nào đó mà ta không quản lý được, Encoder sẽ bị sai một xung. Khi đó, nếu hoạt động lâu dài, sai số này sẽ tích lũy, ngày hôm nay sai một xung, ngày hôm sau sai một xung. Đến cuối cùng, có thể động cơ quay 2 vòng rồi các bạn mới đ ếm được 1 vòng. Để tránh điều tai hại này xảy ra, người ta đưa vào thêm một lỗ định vị để đếm số vòng đã quay của Encoder. Như vậy, cho dù có lệch xung, mà chúng ta th ấy rằng Encoder đi ngang qua lỗ định vị này, thì chúng ta sẽ biết là Encoder đã bị đếm sai ở đâu đó. Nếu vì một rung động nào đó, mà chúng ta không thấy Encoder đi qua lỗ định vị, vậy thì từ số xung, và việc đi qua lỗ định vị, chúng ta sẽ bi ết rõ hi ện t ượng sai của Encoder. Đây là hình Encoder có lỗ định vị: Bưởng Kận - Điện1- K6_Haui Page 15
  16. Bài tập lớn: Vi xử lí GVHD: Ths. NGUY ỄN THU HÀ Tuy nhiên, một vấn đề lớn nữa là, làm sao chúng ta biết Encoder đang xoay theo chiều nào? Bởi vì cho dù xoay theo chiều nào, thì tín hiệu Encoder cũng chỉ là các xung đơn lẻ và xoay theo hai chiều đều giống nhau. Bưởng Kận - Điện1- K6_Haui Page 16
  17. Bài tập lớn: Vi xử lí GVHD: Ths. NGUY ỄN THU HÀ Chính vì vậy, người ta đặt thêm một vòng lỗ ở giữa vòng lỗ thứ 1 và lỗ định vị như hình sau: Chú ý rằng, vị trí góc của các lỗ vòng 1 và các lỗ vòng 2 l ệch nhau. Các cạnh của lỗ vòng 2 nằm ngay giữa các lỗ vòng 1 và ngược lại. Chúng ta sẽ khảo sát tiếp vấn đề Encoder trong phần tín hiệu xung để hiểu rõ hơn về Encoder. Tuy nhiên, các bạn sẽ thấy một điều rằng, thay vì làm 2 vòng Encoder, và dùng 2 đèn LED đặt thẳng hàng, thì người ta ch ỉ cần làm 1 vòng lỗ, và đặt hai đèn LED lệch nhau. Kết quả, các bạn sẽ thường thấy các Encoder có dạng như hình 2: Đây là dạng Encoder phổ biến nhất hiện nay Bưởng Kận - Điện1- K6_Haui Page 17
  18. Bài tập lớn: Vi xử lí GVHD: Ths. NGUY ỄN THU HÀ 3. Giới thiều về một số linh kiện khác. 3.1 Sơ lược về led 7 thanh a. Tổng quát Led 7 đoạn có cấu tạo bao gồm 7 led đơn có dạng thanh xếp theo hình và có thêm một led đơn hình tròn nhỏ thể hiện dấu chấm tròn ở góc dưới, bên phải của led 7 đoạn. 8 led đơn trên led 7 đoạn có Anode(cực +) hoặc Cathode(cực -) được nối chung với nhau vào một điểm, được đưa chân ra ngoài để kết nối với mạch điện. 8 cực còn lại trên mỗi led đơn được đưa thành 8 chân riêng, cũng được đưa ra ngoài để kết nối với mạch điện. Nếu led 7 đoạn có Anode(cực +) chung, đầu chung này được nối với +Vcc, các chân còn lại dùng để điều khiển trạng thái sáng tắt của các led đơn, led chỉ sáng khi tín hiệu đặt vào các chân này ở mức 0. Nếu led 7 đoạn có Cathode(cực -) chung, đầu chung này được nối xuống Ground (hay Mass), các chân còn lại dùng để điều khiển trạng thái sáng tắt của các led đơn, led chỉ sáng khi tín hiệu đặt vào các chân này ở mức 1. Bưởng Kận - Điện1- K6_Haui Page 18
  19. Bài tập lớn: Vi xử lí GVHD: Ths. NGUY ỄN THU HÀ Vì led 7 đoạn chứa bên trong nó các led đơn, do đó khi kết nối cần đảm bảo dòng qua mỗi led đơn trong khoảng 10mA-20mA để bảo vệ led. Nếu kết nối với nguồn 5V có thể hạn dòng bằng điện trở 330Ω trước các chân nhận tín hiệu điều khiển. Sơ đồ vị trí các led Các điện trở 330Ω là các điện trở bên ngoài được kết nối để giới hạn dòng điện qua led nếu led 7 đoạn được nối với nguồn 5V. Bưởng Kận - Điện1- K6_Haui Page 19
  20. Bài tập lớn: Vi xử lí GVHD: Ths. NGUY ỄN THU HÀ Chân nhận tín hiệu a điều khiển led a sáng tắt, ngõ vào b để điều khiển led b. Tương tự với các chân và các led còn lại. b. Kết nối với Vi điều khiển Ngõ nhận tín hiệu điều khiển của led 7 đoạn có 8 đường, vì vậy có thể dùng 1 Port nào đó của Vi điều khiển để điều khiển led 7 đoạn. Như vậy led 7 đoạn nhận một dữ liệu 8 bit từ Vi điều khiển để điều khiển hoạt động sáng tắt của từng led led đơn trong nó, dữ liệu được xuất ra điều khiển led 7 đoạn thường được gọi là "mã hiển thị led 7 đoạn". Có hai kiểu mã hiển thị led 7 đoạn: mã dành cho led 7 đoạn có Anode(cực +) chung và mã dành cho led 7 đoạn có Cathode(cực -) chung. Chẳng hạn, để hiện thị số 1 cần làm cho các led ở vị trí b và c sáng, nếu sử dụng led 7 đoạn có Anode chung thì phải đặt vào hai chân b và c điện áp là 0V(mức 0) các chân còn lại được đặt điện áp là 5V(mức 1), nếu sử dụng led 7 đoạn có Cathode chung thì điện áp(hay mức logic) hoàn toàn ngược lại, tức là phải đặt vào chân b và c điện áp là 5V(mức 1). Bảng mã hiển thị led 7 đoạn: • Phần cứng được kết nối với 1 Port bất kì của Vi điều khiển, để thuận tiện cho việc xử lí về sau phần cứng nên được kết nối như sau: Px.0 nối với chân a, Px.1 nối với chân b, lần lượt theo thứ tự cho đến Px.7 nối với chân h. • Dữ liệu xuất có dạng nhị phân như sau : hgfedcba Bảng mã hiển thị led 7 đoạn dành cho led 7 đoạn có Anode chung (các led đơn sáng ở mức 0): Bưởng Kận - Điện1- K6_Haui Page 20
ADSENSE

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

LV.09: Bộ Luận Văn Tốt Nghiệp Chuyên Ngành Quản Trị Kinh Doanh
81 tài liệu
1643 lượt tải
THÔNG TIN
TRỢ GIÚP
HỖ TRỢ KHÁCH HÀNG
Theo dõi chúng tôi

Chịu trách nhiệm nội dung:

Nguyễn Công Hà - Giám đốc Công ty TNHH TÀI LIỆU TRỰC TUYẾN VI NA

LIÊN HỆ

Địa chỉ: P402, 54A Nơ Trang Long, Phường 14, Q.Bình Thạnh, TP.HCM

Hotline: 093 303 0098

Email: support@tailieu.vn

Giấy phép Mạng Xã Hội số: 670/GP-BTTTT cấp ngày 30/11/2015 Copyright © 2022-2032 TaiLieu.VN. All rights reserved.

 

Đồng bộ tài khoản
3=>0