HỌC PHẦN: THÍ NGHIỆM CƠ SỞ ĐIỆN - ĐIỆN TỬ

Chia sẻ: Me Tran | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:154

Thêm vào BST

Báo xấu

84
lượt xem 13
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

VI XỬ LÝ VÀ VI ĐIỀU KHIỂN BÀI 1 THỰC HÀNH LẬP TRÌNH CHO VI ĐIỀU KHIỂN 5 Phần 2: KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ MẠCH BẢO VỆ QUÁ DÒNG TÁC ĐỘNG NHANH SỬ DỤNG BỘ PHÁT XUNG, BỘ MÃ HÓA ĐỂ XÂY DỰNG HỆ THỐNG ĐÈN TRANG TRÍ ĐO LƯỜNG VÀ THÔNG TIN CÔNG NGHIỆP

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: HỌC PHẦN: THÍ NGHIỆM CƠ SỞ ĐIỆN - ĐIỆN TỬ

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP TÀI LIỆU THÍ NGHIỆM HỌC PHẦN: THÍ NGHIỆM CƠ SỞ ĐIỆN - ĐIỆN TỬ - SPKT MÃ SỐ HỌC PHẦN: LAB302 SỐ TÍN CHỈ: 01 TC THÁI NGUYÊN – 2011
KHOA ĐIỆN – KHOA ĐIỆN TỬ TÀI LIỆU THÍ NGHIỆM HỌC PHẦN: THÍ NGHIỆM CƠ SỞ ĐIỆN - ĐIỆN TỬ - SPKT MÃ SỐ HỌC PHẦN: LAB302 SỐ TÍN CHỈ: 01 TC TRƯỞNG KHOA ĐIỆN TRƯỞNG KHOA ĐIỆN TỬ 2
MỤC LỤC Phần 1: VI XỬ LÝ VÀ VI ĐIỀU KHIỂN ........................................................................... 4 BÀI 1 ......................................................................................................................... 5 THỰC HÀNH LẬP TRÌNH CHO VI ĐIỀU KHIỂN ............................................. 5 Phần 2: KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ ......................................................................................... 20 BÀI 2 ....................................................................................................................... 21 MẠCH BẢO VỆ QUÁ DÒNG TÁC ĐỘNG NHANH .......................................... 21 BÀI 3 ....................................................................................................................... 31 SỬ DỤNG BỘ PHÁT XUNG, BỘ MÃ HÓA ĐỂ XÂY DỰNG HỆ THỐNG ĐÈN TRANG TRÍ ................................................................................... 31 Phần 3: ĐO LƯỜNG VÀ THÔNG TIN CÔNG NGHIỆP ............................................... 43 BÀI 4 ....................................................................................................................... 44 ĐO DÒNG ÁP, TẦN SỐ, GÓC PHA, ĐIỆN TRỞ CÁCH ĐIỆN VÀ ĐIỆN TRỞ TIẾP ĐẤT ............................................................................................................... 44 BÀI 5 ....................................................................................................................... 63 ĐÁNH GIÁ SAI SỐ CỦA CÔNG TƠ DÙNG BÀN KIỂM ĐỊNH ....................... 63 Phần 4: LÝ THUYẾT MẠCH ........................................................................................... 68 BÀI 6 ....................................................................................................................... 69 MẠCH ĐIỆN CÓ HỖ CẢM .................................................................................. 69 BÀI 7 ....................................................................................................................... 75 MẠCH ĐIỆN BA PHA ........................................................................................... 75 Phần 5: MÁY ĐIỆN, KHÍ CỤ ĐIỆN ................................................................................ 81 BÀI 8 ....................................................................................................................... 82 THÍ NGHIỆM VỀ KHÍ CỤ ĐIỆN ........................................................................ 82 Bài 2 THÍ NGHIỆM RƠLE ĐIỆN ÁP CỰC TIỂU ......................................................... 86 BÀI 9 ....................................................................................................................... 91 THÍ NGHIỆM VỀ MÁY BIẾN ÁP ....................................................................... 91 BÀI 10 ..................................................................................................................... 97 THÍ NGHIỆM VỀ ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ 3 PHA ROTOR LÒNG SÓC........................................................................................................... 988 Phần 6: ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT VÀ TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN ...................................... 104 BÀI 11 ................................................................................................................... 105 THÍ NGHIỆM ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT ............................................................. 105 BÀI 12 ................................................................................................................... 128 THÍ NGHIỆM LẤY ĐẶC TÍNH ĐỘNG CƠ MỘT CHIỀU KÍCH TỪ ĐỘC LẬP ............................................................................................ 128 BÀI 13 ................................................................................................................... 145 THÍ NGHIỆM LẤY ĐẶC TÍNH ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ 3 PHA ROTOR DÂY QUẤN ........................................................................................... 145 3
Phần 1: VI XỬ LÝ VÀ VI ĐIỀU KHIỂN 4
BÀI 1 THỰC HÀNH LẬP TRÌNH CHO VI ĐIỀU KHIỂN SỐ TIẾT: 02 TIẾT 5
Phần I. THÍ NGHIỆM 1.1. Mục đích thí nghiệm: - Giúp sinh viên củng cố các kiến thức về thiết kế và lập trình cho các hệ thống Vi xử lý – Vi điều khiển. - Giúp Sinh viên chuyển đổi tư duy từ kiến thức lý thuyết đến tiếp cận với kiến thức thực tế - Giúp cho SV hiểu rõ được thí nghiệm là một bộ phận công việc của người làm công tác khoa học kỹ thuật. 1.2. Cơ sở lý thuyết: 1.3. Thí nghiệm: 1.3.1. Nội quy an toàn thí nghiệm: - Người thực hiện thí nghiệm kể cả Hướng dẫn viên và sinh viên đề phải nắm vững các nội quy an toàn do phòng thí nghiệm quy định, thông qua việc học nội quy có kiểm tra sát hạch. - Các thiết bị thí nghiệm chịu sự kiểm soát an toàn theo phân cấp của nhà nước phải đảm bảo có đầy đủ biên bản kiểm định an toàn của cấp có thẩm quyền. Ví dụ: Thiết bị điện cao thế (trên 1 kV), các thiết bị áp lực, chất hóa học đặc biệt... 1.3.2. Nội dung bài thí nghiệm: - Làm quen với Kit thí nghiệm 8051. - Làm quen với phần mềm lập trình 8051 - Nhúng mã nguồn HDL vào project - Cấu hình chân tín hiệu và nạp vào Nanoboard 2 - Kiểm tra hoạt động và đánh giá kết quả 1.3.3. Phương pháp và cách thức thí nghiệm: I. Giới thiệu thiết bị và dụng cụ thí nghiệm I. KIT KTCT_μp8951: KIT thí nghiệm gồm 10 module được bố trí như trên hình 1. 1/- MICROCONTROLLER WITH EXTERNAL RAM: Là khối điều khiển trung tâm gồm một vi điều khiển AT89C51 có nối kết với RAM ngoài và một vi điều khiển AT89C2051. AT89C51 có thể chạy bằng bộ nhớ trong (internal memory, dung lượng 4Kb) hoặc chạy bằng bộ nhớ ngoài (external memory, dung lượng 8Kb). Các socket trên module này bao gồm: 6
TÊN CHỨC NĂNG JP7: P1_CPU PORT 1, CPU 89C51 JP8: P3_CPU PORT 3, CPU 89C51 JP3: P2_ADDRESS PORT 2, CPU 89C51 JP1: DATA_CPU PORT 0, CPU 89C51 JP2: DECODE2_LCD PORT 0, CPU 89C51 JP4: DECODE1_8255 Tín hiệu giải mã cho PPI 8255A JP3: P1_89C2051 PORT 1, CPU 89C2051 JP4: P3_89C2051 PORT 3, CPU 89C2051 2/- PPI 8255A: Module giao tiếp song song, gồm các socket sau: TÊN CHỨC NĂNG JP9: DATA_8255 DATA BUS, 8255A JP10: CTRL_8255 Các tín hiệu điều khiển 8255A JP11: PA_8255 PORT A, 8255A JP12: PB_8255 PORT B, 8255A JB13: PC1_8255 PORT C, 8255A JB14: PC2_8255 PORT C, 8255A 7
8
3/- COUNTER: Gồm một socket: JP15: COUNTER, cung cấp xung cho mạch đếm, dùng để mô phỏng cho bài thí nghiệm đếm sản phẩm. 4/- MATRIX LED 8x5: Module ma trận LED 8 hàng, 5 cột, các bit hàng và cột đều tác động ở mức cao . Các socket bao gồm: TÊN CHỨC JP24: DATA_MATRIX 8 ĐƯỜNG DATA MATRẬN LED JP25: CATHOD BLUE 5 ĐƯỜNG ĐIỀU KHIỂN CỘT LED XANH JP26: CATHOD RED 5 ĐƯỜNG ĐIỀU KHIỂN CỘT LED ĐỎ 5/- LED _ LCD TC1602A: Gồm 8 led đơn, 5 ly màu đỏ, tác động ở mức cao và một LCD TC1602A, module gồm các socket sau: TÊN CHỨC JP27: DATA LED 8 BIT ĐIỀU KHIỂN LED ĐƠN JP22: DATA LCD 8 BIT DATA CỦA LCD JP23: CONTROL_LCD ĐƯỜNG ĐIỀU KHIỂN ĐỌC/ GHI LCD 6/- LED 7 ĐOẠN: Module gồm 8 led 7 đoạn cathod chung, các đường DATA và điều khiển đều tác động ở mức cao. Các socket: TÊN CHỨC NĂNG JP20: DATA_LED7S. 8 BIT DATA CỦA LED 7 ĐOẠN JP21: CONTROL_LED7S 8 BIT ĐIỀU KHIỂN LED 7/- STEP MOTOR: Gồm một động cơ bước và mạch điều khiển, có một socket: JP28: STEP_MOTOR, các đường điều khiển tác động cao. 8/- CONTROL_KEYBOARD: Gồm 4 phím nhấn, có một socket: JP29: DATA_SW 9
9/- DAC0808: Gồm một mạch DAC 8 bit sử dụng IC DAC0808, ngõ ra của mạch được nối với một LED 5 ly, dùng để điều khiển độ sáng của LED theo giá trị số ở ngõ vào. Module có một socket: JP18: DATA_DAC, gồm 8 bit data của bộ biến đổi số – tương tự. 10/- ADC0804: Gồm mộ ADC 8 bit sử dụng IC ADC0804, ngõ vào tương tự là bộ cảm biến nhiệt độ dùng LM335, module gồm 2 socket: TÊN CHỨC NĂNG JP16: DATA_ADC 8 BIT NGÕ RA SỐ JP17: CONTROL_ADC CÁC ĐƯỜNG TÍN HIỆU ĐIỀU II. Phân nhóm thí nghiệm 5 SV/ 1 nhóm, làm việc trên 1 Kit thí nghiệm 8051. 25 SV/ 1 ca thí nghiệm. 10
III. Sơ đồ và cách thức tiến hành TN Lập trình điều khiển đọc phím bấm và hiển thị lên LED 7 thanh theo sơ đồ sau: 11
IV. Trình tự tiến hành thí nghiệm - Nối JP29(DATA_SW) của bàn phím với P3_CPU (port 3 của 8951) - Nối P1_CPU với JP20 (DATA_LED7S) - Nối P2_ADDRESS với JP21 (CONTROL_LED7S) 1/- Viết chương trình hiển thị thông tin trên led 7 đoạn: Chương trình 2.1: viết chương trình hiển thị số 5 trên LED1: SỐ D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 Giá trị p G f e D c b a HEX 0 1 2 3 4 5 0 1 1 0 1 1 0 1 6DH 6 7 8 9 MAIN: MOV P2,#00H ; tắt các led MOV P1,#6DH ; đặt DATA số 5 ra P1 MOV P2,#01H ; mở nguồn led1 SJMP $ END Chương trình 2.2: viết chương trình hiển thị số 54 trên 2 LED 7 và 8 HƯỚNG DẪN: theo sơ đồ nguyên lý ở trên, ta thấy không thể hiển thị 2 thông tin khác nhau trên 2 led tại cùng thời điểm. Do đó: tại mỗi thời điểm (khoảng vài ms) ta hiển thị thông tin trên 1 led, sau đó tắt led và chuyển sang hiển thị thông tin khác trên led kế tiếp. Thực hiện quá trình này liên tục, do hiện tượng lưu ảnh của mắt sẽ thấy hai thông tin được hiển thị đồng thời. 12
MAIN: MOV P2,#00H ; tắt các led BEGIN: MOV P1,#6DH ; đặt DATA 5 ra P1 SETB P2.6 ; mở nguồn led 7 CALL DELAY ; trì hoãn để mắt lưu ảnh thông tin CLR P2.6 ; tắt nguồn led 7 MOV P1,#66H ; đặt thông tin DATA 4 ra P1 SETB P2.7 ; mở nguồn led 8 CALL DELAY ; trì hoãn để mắt lưu ảnh CLR P2.7 ; tắt nguồn led 8 LJMP BEGIN ; lặp lại quá trình vô hạn DELAY: ; chương trình DELAY ~ 1ms PUSH 07H MOV R7,#100 DJNZ $ POP 07H RET END Chương trình 2.3: viết chương trình hiển thị các số tăng dần từ 0 - 9 trên led 8 HƯỚNG DẪN: MOVC A,@A+DPTR ; là lệnh gán vào thanh ghi A nội dung ô nhớ chương trình có địa chỉ = (nội dung hiện tại của A + nội dung thanh ghi DPTR), ví dụ: A = 20 và DPTR = 1000 => A  (1020); lệnh này trong chương trình sau dùng để đổi nội dung một ô nhớ (có giá trị từ 0 đến 9) sang mã 7 đoạn của số đó. CNT EQU 127 ; khai báo biến CNT tại ô nhớ RAM 127 MAIN: MOV P2,#00H ; tắt các led MOV CNT,#0 ; khởi động biến đếm = 0 MOV DPTR,#MA_7S ; lấy địa chỉ đầu bảng mã 7 đoạn BEGIN: MOV A,CNT MOVC A,@A+DPTR ; đổi nội dung CNT ra mã 7 đoạn 13
MOV P1,A ; đặt mã 7 đoạn ra P1 SETB P2.7 ; mở nguồn led8 CALL DELAY ; trì hoãn INC CNT ; tăng nội dung biến MOV A,CNT CJNE A,#10,BEGIN ; nếu biến < 10 thì tiếp tục hiện thi MOV CNT,#0 ; nếu biến = 10 thì gán về 0 LJMP BEGIN DELAY: LAP: PUSH 06 ; cất nội dung R6 vào ngăn xếp PUSH 07 ; cất nội dung R7 vào ngăn xếp MOV R6,#255 MOV R7,#255 DJNZ R7,$ ; DJNZ R6, LAP POP 07 ; lấy lại giá trị cũ của R7 trong ngăn xếp POP 06 ; lấy lại giá trị cũ của R6 trong ngăn xếp RET ; kết thúc chương trình con. MA_7S: DB 3FH,06H,5BH,4FH,66H,6DH,7DH,07H,7FH,6FH END BÀI TẬP: Chương trình 2.4: viết chương trình hiển thị: 15-10-06 trên 8 led Chương trình 2.5: viết chương trình hiển thị các số tăng dần từ 00 – 99 trên 2 led 1 và 2. HƯỚNG DẪN: dùng 1 ô nhớ chứa số đếm, trước khi hiển thị nội dung ô nhớ, ta phải đổi ra thành 2 số thập phân (0 -9), sau đó lần lượt đổi từng số thập phân sang mã 7 đoạn và quét trên 2 led : CNT EQU 127 DONVIEQU 126 14
CHUC EQU 125 . . . DOI_SO: PUSH ACC PUSH B MOV A,CNT MOV B,#10 DIV AB MOV CHUC,A MOV DONVI, B POP B POP ACC RET 2/- Thực hành điều khiển các phím: phím SW1 nối chân P3.0; SW2 nối chân P3.1; SW3 nối chân P3.2; SW4 nối chân P3.3 Chương trình 2.6: Viết chương trình thực hiện: - Nhấn SW1: hiển thị số 3 trên led8 - Nhấn SW2: hiển thị số 7 trên led8 - Nhấn SW3: tắt các thông tin đang hiển thị HƯỚNG DẪN: dùng lệnh JNB bit, để kiểm tra phím nhấn; ví dụ: JNB P3.0, HIENTHI3 ; nếu SW1 nhấn thì logic tại P3.0 là 0, nên lệnh này thỏa điều kiện nhảy đến nhãn HIENTHI3, ngược lại sẽ thực hiện lệnh kế tiếp. SW1 BIT P3.0 ; khai báo kiểu BIT: SW1  P3.0 SW2 BIT P3.1 SW3 BIT P3.2 15
MAIN: MOV P2,#00H ; tắt các led SETB P2.7 ; mở nguồn led8 BEGIN: JNB SW1,HT3 ; nếu SW1 nhấn thì Æ HT3 JNB SW2,HT7 JNB SW3,TAT LJMP BEGIN SW1: MOV P1,#4FH ; hiển thị số 7 LJMP BEGIN ; trở về tiếp tục kiểm tra phím SW2: MOV P1,#07H LJMP BEGIN SW3: MOV P2,#00H LJMP BEGIN END Chương trình 2.7: Viết chương trình thực hiện: - Nhấn SW1: tăng nội dung hiển thị một đơn vị trên led1 (0-1-2-3-4- 5…9-0) - Nhấn SW2: giảm nội dung hiển thị một đơn vị trên led1 (9-8-7…2-1-0- 9) HƯỚNG DẪN: dùng một ô nhớ chứa số đếm, khi nhấn SW1, tăng nội dung ô nhớ, sau đó trì hoãn một thời gian (chờ nhấc tay khỏi phím, thời gian này thường chọn từ 100ms -> 500ms); khi nhấn SW2, giảm nội dung ô nhớ 1 đơn vị, sau đó trì hoãn; nếu không phím nào được nhấn thì đổi nội dung ô nhớ sang mã led 7 đoạn và hiển thị. CNT EQU 127 SW1 BIT P3.0 SW2 BIT P3.1 MAIN: MOV P2,#00 H SETB P2.0 16
MOV CNT,#0 BEGIN: JNB SW1,TANG JNB SW2,GIAM MOV A,CNT MOVC A,@A+DPT R MOV P1,A LJMP BEGIN TANG: INC CNT MOV A,CNT CJNE A,#10,TROV E MOV CNT,#0 TROVE: CALL DELAY LJMP BEGIN GIAM: DEC CNT MOV A,CNT CJNE A,#255,TROV E MOV CNT,# 0 LJMP TROV E DELAY: PUSH 05 ; cất nội dung R5 vào ngăn xếp PUSH 06 ; cất nội dung R6 vào ngăn xếp PUSH 07 ; cất nội dung R7 vào ngăn xếp MOV R5,#2 LAP1: 17
MOV R6,#255 LAP: MOV R7,#255 DJNZ R7,$ ; DJNZ R6, LAP DJNZ R5,LAP1 POP 07 ; lấy lại giá trị cũ của R7 trong ngăn xếp POP 06 ; lấy lại giá trị cũ của R6 trong ngăn xếp POP 05 ; lấy lại giá trị cũ của R5 trong ngăn xếp RET ; kết thúc chương trình con. MA_7S: DB 3FH,06H,5BH,4FH,66H,6DH,7DH,07H,7FH,6FH END 1.4. Chuẩn bị của sinh viên: - Đọc và nghiên cứu bài thí nghiệm - Đọc và nghiên cứu lý thuyết có liên quan đến nội dung bài thí nghiệm - Chuẩn bị các vật dụng, giấy vở ghi chép số liệu thí nghiệm - Sự chuẩn bị của sinh viên phải được thông qua kiểm tra của người hướng dẫn thí nghiệm. Nếu không đạt, sẽ không được tham gia thí nghiệm và có được thí nghiệm tiếp vào buổi khác hay không sẽ do Bộ môn và Ban chủ nhiệm khoa giải quyết. Phần II. VIẾT BÁO CÁO THÍ NGHIỆM 2.1. Quy định chung: Báo cáo thí nghiệm được viết một mặt trên khổ giấy A4, đóng quyển, bìa mềm (theo mẫu .........). Mỗi sinh viên có một quyển báo cáo riêng. 2.2. Nội dung báo cáo: 2.2.1. Cơ sở lý thuyết - Trình bày cơ sở lý thuyết giao tiếp giữa vi điều khiển với nút bấm và LED 7 thanh. - Trình bày cơ chế điều khiển hiển thị nhiều LED 7 đoạn đồng thời. 2.2.2. Báo cáo kết quả thí nghiệm - Tổng hợp những kết quả chính cho nội dung báo cáo - Phân tích sơ đồ nguyên lý, mã lệnh - Bài tập: 1/- Cho biết mức tác động của led 7 đoạn trong mạch thí nghiệm: - Mức tác động của data: 18
- Mức tác động của tín hiệu điều khiển nguồn 2/- Thành lập bảng mã 7 đoạn từ 0 – F: SOÁ D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 Giaù trò p G f e D c b a HEX 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 A b C d E F 3/- Hoàn thành chương trình 2.5 trong giáo trình thí nghiệm: - Kiến nghị. Phần III. ĐÁNH GIÁ CHẤM ĐIỂM, BẢO VỆ THÍ NGHIỆM Bộ môn hay tập thể hướng dẫn thí nghiệm tổ chức đánh giá điểm thí nghiệm thông qua lựa chọn một trong những hình thức sau: - Chấm điểm dựa trên nội dung bản báo cáo thí nghiệm của từng sinh viên - Chấm điểm theo hình thức bảo vệ vấn đáp. Điểm thí nghiệm của sinh viên được tổng hợp theo lớp có chữ ký xác nhận Trưởng bộ môn chuyên môn. 19
Phần 2: KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ 20