Đ án chuyên ngành

ố gvhd: D ng T n Qu c

ươ

M C L C

L I NÓI Đ U

Ngày nay th gi i đã b ế ớ ướ ậ c vào m t cu c cách m ng khoa h c k thu t ạ ộ ộ ọ ỹ

trong m i lĩnh v c. Con ng i bi t ng d ng khoa h c kĩ thu t vào s n xu t đ ự ọ ườ ế ứ ấ ể ụ ậ ả ọ

nâng cao năng su t ch t l ấ ượ ấ ng rút ng n th i gian s n xu t. ờ ắ ả ấ

Trong nh ng năm g n đây, công ngh vi đi n t phát tri n. s ra đ i c a các vi ệ ử ữ ệ ầ ờ ủ ự ể

ng l n, c c l n v i giá thành h p v i kh m ch v i u đi m nh g n dung l ể ỏ ọ ớ ư ạ ượ ự ớ ớ ớ ợ ớ ả

i s d ng... đã mang l i nh ng thay đ i sâu s c cho ngành k năng c a ng ủ ườ ử ụ ạ ữ ắ ổ ỹ

thu t đi n t . M ch s đã và đang thâm nh p vào t t c các thi ệ ử ậ ậ ạ ố ấ ả ế ị ệ ử t b đi n t

thông d ng và chuyên d ng. ụ ụ

ặ S phát tri n h i h c a n n đ i công nghi p nên s c nh tranh c a các m t ố ả ủ ự ạ ự ủ ể ề ệ ạ

hàng trên th tr ị ườ ọ ng di n ra càng m nh. Do đó chúng em đã ch n đ tài môn h c ễ ề ạ ọ

là “THI T K M CH ĐI U KHI N Đ NG C ĐI N M T Ơ Ệ Ế Ạ Ộ CHI UỀ “ nh mằ Ộ Ể Ế Ề

1

ph c v cho th c t c a đ i s ng. ụ ụ ự ế ủ ờ ố

Sv: Tr n Tu n Vũ

Đ c s h ng d n t n tình c a th y ượ ự ướ ẫ ậ ầ D ng T n Qu c ươ ố chúng em đã th cự ấ ủ

hi n đ tài c a mình v i h t kh năng c a mình. ớ ế ủ ủ ệ ề ả

Cùng v i s l ớ ự ỗ ự ủ ả ệ l c c a b n thân nh ng do th i gian, ki n th c và kinh nghi m ờ ư ứ ế

còn h n h p nên s không tránh kh i nh ng sai sót. Chúng em r t mong đ ỏ ữ ẹ ẽ ấ ạ ượ ự c s

giúp đ và tham kh o ý ki n c a th y cô cùng các b n nh m đóng góp đ phát ế ủ ể ầ ạ ằ ả ỡ

tri n thêm đ tài. ể ề

NHI M V C A Đ TÀI Ụ Ủ

Đ ÁN MÔN H C Khoá h c : 2010-2013

Ngành h : Đi n T Vi n Thông ệ ử ễ ọ

K16ECD1

L p : ớ

Ộ TÊN Đ TÀI : THI T K M CH ĐI U KHI N Đ NG C ĐI N M T Ơ Ệ Ế Ạ Ộ Ề Ể Ề Ế

CHI UỀ

- Vi Đi u Khi n AT89C51, các linh ki n c n thi

ữ ệ ử ụ : I.D li u s d ng

- H th ng có th đi u khi n đ

t liên quan. ệ ầ ể ề ế

c các đ ng c có công su t <=60W, đi n áp ể ề ệ ố ể ượ ệ ấ ộ ơ

<=24VDC.

ậ - Thao tác đi u khi n bao g m đ o chi u, tăng gi m t c đ b ng k thu t ộ ằ ề ể ề ả ả ồ ố ỹ

- H th ng có các phím nh n đi u khi n vi c đ o chi u, tăng gi m t c đ . ố ộ

đi u ch đ r ng xung (PWM). ế ộ ộ ề

2

ệ ả ệ ố ề ể ề ả ấ

Đ án chuyên ngành

ố gvhd: D ng T n Qu c

ươ

- H th ng có cách ly v đi n gi a m ch đi u khi n và m ch đ ng l c đ

ề ệ ệ ố ữ ự ề ể ạ ạ ộ ể

đ m b o ch ng nhi u cho b đi u khi n. ễ ả ộ ề ể ả ố

N i dung c n hoàn thành: ộ ầ

ừ - B n báo cáo v ti n đ th c hi n các công vi c theo t ng tu n, t ng ệ ộ ự ề ế ừ ệ ầ ả

- Thuy t minh đ tài (Phân tích yêu c u, trình bày các gi

tháng.

ế ề ầ ả ệ i pháp th c hi n, ự

t k và thi công m ch, h ng phát tri n và c s lý thuy t, quá trình thi ế ơ ở ế ế ạ ướ ể

ph m vi ng d ng c a đ tài). ụ ủ ề ứ ạ

- Các b n v thi ả

t k cho t ng kh i, cho toàn b module, đ y đ và chính ẽ ế ế ừ ủ ầ ố ộ

- S n ph m ph i ho t đ ng t

xác.

ạ ộ ả ẩ ả ố ứ t, đ m b o tính k thu t, m thu t, đáp ng ậ ả ả ậ ỹ ỹ

- N p thuy t minh và hoàn thành s n ph m đúng th i gian quy đ nh.

đúng các yêu c u c a giáo viên h ầ ủ ướ ng d n. ẫ

ế ả ẩ ộ ờ ị

Ý T

NG THI T K

ƯỞ

Thi ế ế ộ ể t k đ ng c m t chi u có ch c năng th c hi n các yêu c u đi u khi n ơ ộ ứ ự ệ ề ề ầ

đ o chi u và đi u ch nh t c đ đ ng c đi n m t chi u. ả ố ộ ộ ơ ệ ề ề ề ộ ỉ

- Đi u khi n đ ng c DC

Các yêu c u :ầ

ề ể ộ ơ

- Đi u ề ch nh t c đ đ ng c DC b ng ph ố ộ ộ

ng pháp PWM ằ ơ ỉ ươ

ạ - M ch có h th ng có cách ly v đi n gi a m ch đi u khi n và m ch ề ệ ệ ố ữ ề ể ạ ạ

đ ng l c đ đ m b o ch ng nhi u cho b đi u khi n nên ta s d ng IC ộ ự ể ả ộ ề ử ụ ễ ể ả ố

- Đi u khi n chính xác, tin c y và n đ nh.

opto đ cách ly quang ể

- Thi

ề ể ậ ổ ị

3

t k đ n gi n ế ế ơ ả

Sv: Tr n Tu n Vũ

CH

NG I

: C S LÝ THUY T

ƯƠ

Ơ Ở

ụ ộ : 1.1 Các linh ki n th đ ng

1.1.1 Đi n trệ

ở:

ộ ậ ẫ

ệ ủ

ự ả

ế

đi n t

t thì đi n tr nh , v t d n đi n kém thì đi n tr l n, v t cách đi n thì đi n tr

ệ ố

ỏ ậ ẫ

ở ớ

là vô cùng l n.ớ

-Hình dáng và ký hi u : Trong thi

t b đi n t

là m t linh ki n quan

ế ị ệ ử đi n tr

tr ngọ ,

chúng đ

c làm t

h p ch t cacbon và kim lo i tuỳ theo t

i ta

ượ

ừ ợ

l ỷ ệ

pha tr n mà ng ộ

ườ

c các lo i đi n tr có tr s khác nhau.

t o ra đ ạ

ượ

ị ố

4

-Khái ni mệ : ộ ậ ẫ Đi n tr :Đi n tr là s c n tr dòng đi n c a m t v t d n đi n, n u m t v t d n

Đ án chuyên ngành

ố gvhd: D ng T n Qu c

ươ

Hình1.1: Hình d ng c a đi n tr trong thi t b đi n t . ủ ệ ạ ở ế ệ ị ử

ơ

- Đ n v c a đi n tr ị ủ Đ n v đi n tr là Ω (Ohm) , KΩ , MΩ ơ

ệ ở trên các s đ nguyên lý. ơ ồ

1KΩ = 1000 Ω

1MΩ = 1000 K Ω = 1000.000 Ω

c nh đ

c ghi tr s b ng các v ch

Các đi n tr có kích th ở

ướ

ỏ ượ

ị ố ằ

-Phân lo i đi n tr . ở

Ký hi u c a đi n tr ủ ệ ị ệ ệ ở ở

• Đi n tr ệ

ng : ng là các đi n tr có công xu t nh t th ở ườ Đi n tr ệ th ở ườ ệ ở ỏ ừ ấ

0,125W đ n 0,5W ế

• Đi n tr công su t ở

1W, 2W, 5W, ấ : Là các đi n tr có công xu t l n h n t ấ ớ ơ ừ ệ ệ ở

• Đi n tr s , đi n tr nhi

10W.

t ở ứ ệ ệ ở ấ ệ : Là cách g i khác c a các đi n tr công xu t , ủ ệ ọ ở

đi n tr này có v b c s , khi ho t đ ng chúng to nhi ỏ ọ ứ ạ ộ ệ ả ở ệ . t

5

Hình1.2: Các đi n tr : 2W – 1W – 0,5W – 0,25W ệ ở

Sv: Tr n Tu n Vũ

Hình 1.3: Đi n tr s hay tr nhi

ở ứ

t ệ

t áp

:

1.1.2 Bi n tr , tri ế

ế

Bi n trế ở Là đi n tr có th ch nh đ thay đ i giá tr , có ký hi u là VR chúng có ổ ể ỉ ệ ể ệ ở ị

hình d ng nh sau : ư ạ

Hình1.4: Hình d ng bi n tr ký hi u trên s đ ơ ồ ế ệ ạ ở

Bi n tr th ng ráp trong máy ph c v cho quá trình s a ch a, cân ch nh c a k ở ườ ế ụ ụ ủ ỹ ử ữ ỉ

thu t viên, bi n tr có c u t o nh hình bên d i. ấ ạ ư ế ậ ở ướ

t áp cũng t

ư

ươ c m t máy cho ng

ế ặ

t áp : Tri ướ

ế

ủ ế bi n tr nh ng có thêm c n ch nh và th

ế

ỉ i s d ng đi u ch nh. Ví d nh – Tri ỉ ừ ầ

ng b trí ố ườ t ế t áp Volume, tri ứ đ u vào tuỳ theo m c

ụ ệ

ế

Tri ế phía tr áp Bass, Tress v.v.. , tri đ ch nh. ộ ỉ

6

ấ ng t ự ế ườ ử ụ t áp nghĩa là tri Hình1.5: C u t o c a bi n tr ở ạ ầ ở ư ề t ra m t ph n đi n áp t ầ

Đ án chuyên ngành

ố gvhd: D ng T n Qu c

ươ

Hình 1.6: Hình d ng tri t áp ạ ế t áp, c u t o trong tri ạ ấ ế

ụ ệ : 1.1.3 T đi n

- C u t o c a t đi n ấ ạ ủ ụ ệ :

ấ ẩ

C u t o c a t đi n g m hai b n c c đ t song song, gi a có m t l p cách ấ ạ ủ ụ ệ ự ả ặ ồ ở ữ ộ ớ

ư ụ ấ

ọ ủ

ấ ạ

ụ ụ

ệ ng dùng gi y, g m , mica, gi y t m hoá ch t làm ch t đi n môi và t ườ c phân lo i theo tên g i c a các ch t đi n môi này nh T gi y, T ượ đi n g i là đi n môi. ệ ọ Ng i ta th ườ đi n cũng đ ệ g m, T hoá. ố

Hình 1.7: C u t o t hoá ạ ụ ố

7

ấ - Hình dáng th c t g m, c u t o t ụ ạ ấ ự ế ủ ụ ệ đi n. c a t

Sv: Tr n Tu n Vũ

đi n:

- Đi n dung đ n v và ký hi u c a t ị

ệ ủ ụ ệ

ơ

* Đi n dung

: Là đ i l

ng nói lên kh năng tích đi n trên hai b n c c c a t

ạ ượ

ự ủ ụ ệ đi n,

đi n dung c a t

ủ ụ ệ

đi n ph thu c vào di n tích b n c c, v t li u làm ch t đi n môi và ả ự

ậ ệ

kho ng cách gi

hai b n c c theo công th c ứ

ả ự

C = ξ . S / d

Trong đó C : là đi n dung t

ụ ệ

đi n , đ n v là Fara (F) ị

ơ

ξ : Là h ng s đi n môi c a l p cách đi n.

ố ệ

ủ ớ

d : là chi u dày c a l p cách đi n.

ủ ớ

S : là di n tích b n c c c a t

đi n.

ả ự ủ ụ ệ

* Đ n v đi n dung c a t

ị ệ

ủ ụ : Đ n v là Fara (F), 1Fara là r t l n do đó trong th c t

ấ ớ

ự ế

ơ

ơ

th

ng dùng các đ n v nh h n nh MicroFara (µF), NanoFara (nF), PicoFara (pF).

ườ

ỏ ơ

ư

ơ

1 Fara = 1.000.000 µ Fara = 1.000.000.000 n F = 1.000.000.000.000 p F

1 µ Fara = 1.000 n Fara

1 n Fara = 1.000 p Fara

8

Hình1.8: Hình d ng c a t g m. ủ ạ ụ ố

Đ án chuyên ngành

ố gvhd: D ng T n Qu c

ươ

* Ký hi uệ : T đi n có ký hi u là C (Capacitor)

ụ ệ

Ký hi u c a t

ệ ủ ụ ệ

đi n trên s đ nguyên lý. ơ ồ

– Phân lo i t

đi n

ạ ụ ệ

T gi y, T g m, T mica. (T không phân c c )

ụ ấ

ụ ố

Các lo i t

này không phân bi

t âm d

ng và th

ng có đi n dung nh t

0,47 µF tr

ạ ụ

ươ

ườ

ỏ ừ

xu ng, các t

này th

ng đ

ườ

ượ ử ụ

ạ c s d ng trong các m ch đi n có t n s cao ho c m ch ệ

ầ ố

l c nhi u. ọ

T hoá ( T có phân c c )

T hoá là t

có phân c c âm d

ng, t

hoá có tr s l n h n và giá tr t

ươ

ị ố ớ

ị ừ

ơ

ế 0,47µF đ n

kho ng 4.700 µF, t

hoá th

ng đ

ườ

ượ ử ụ

ặ c s d ng trong các m ch có t n s th p ho c ạ

ố ấ

dùng đ l c ngu n, t

ể ọ

hoá luôn luôn có hình tr .. ụ

Hình 1.9: T g m – là t không phân c c. ụ ố ụ ự

T xoay

9

có phân c c âm d ng. Hình 1.10: T hoá – Là t ụ ụ ự ươ

Sv: Tr n Tu n Vũ

T xoay là t

có th xoay đ thay đ i giá tr đi n dung, t

này th

ng đ

c l p trong

ị ệ

ườ

ượ ắ

Radio đ thay đ i t n s c ng h

ng khi ta dò đài.

ổ ầ ố ộ

ưở

1.1.4 Diode:

– Diode (Đi

t) Bán d n

ẫ :

Ti p giáp P – N và C u t o c a Diode bán d n.

ấ ạ ủ

ế

Khi đã có đ

c hai ch t bán d n là P và N, n u ghép hai ch t bán d n theo

ượ

ế

m t ti p giáp P – N ta đ

c m t Diode, ti p giáp P -N

ộ ế

ượ

ế

có đ c đi m ặ

: T i b m t ti p xúc, các đi n t

d th a trong bán d n N khuy ch tán sang vùng bán

ạ ề ặ ế

ệ ử ư ừ

ế

tr ng => t o thành m t l p Ion trung hoà v đi n =>

l p Ion

d n P đ l p vào các l ẫ

ể ấ

ỗ ố

ề ệ

ộ ớ

này t o thành mi n cách đi n gi a hai ch t bán d n.

Hình 1.11: M i ti p xúc P – N => C u t o c a Diode . ế ố ủ ấ ạ

- Ở ủ hình trên là m i ti p xúc P – N và cũng chính là c u t o c a ế ấ ạ ố

Diode bán d n.ẫ

Hình 1.12: Ký hi u và hình dáng c a Diode bán d n. ủ ệ ẫ

10

- ng d ng c a Diode bán d n Ứ ẫ : ụ ủ

Đ án chuyên ngành

ố gvhd: D ng T n Qu c

ươ

* Do tính ch t d n đi n m t chi u nên Diode th ng đ c s ề ệ ẫ ấ ộ ườ ượ ử ụ d ng

trong các m ch ch nh l u ngu n xoay chi u thành m t chi u, các ư ề ề ạ ộ ồ ỉ

m ch tách sóng, m ch gim áp phân c c cho transistor ho t đ ng. ự ạ ạ ạ ộ

c tích h p thành Diode có trong m ch ch nh l u Diode có th đ ư ể ượ ạ ỉ ợ

d ng . ạ

Hình 1.13: Diode c u trong m ch ch nh l u đi n xoay chi u . ạ ư ệ ề ầ ỉ

Các lo i Diode ạ

- Diode Zener

ạ : * C u t o ấ

Diode Zener có c u t o t ng t Diode th ng nh ng có hai l p bán ấ ạ ươ ự ườ ư ớ

d n P - N ghép v i nhau, Diode Zener đ c ng d ng trong ch đ ẫ ớ ượ ứ ế ộ ụ

11

phân c c ng c, khi phân c c thu n Diode zener nh diode th ng ự ượ ự ư ậ ườ

Sv: Tr n Tu n Vũ

nh ng khi phân c c ng c Diode zener s gim l ư ự ượ ẽ ạ i m t m c đi n áp ứ ệ ộ

c đ nh b ng giá tr ghi trên diode. ố ị ằ ị

Hình 1.14: Hình dáng Diode Zener ( Dz ) không đ i.ổ

- Diode Thu quang. ( Photo Diode )

Diode thu quang ho t đ ng ch đ phân c c ngh ch, v diode có ạ ộ ở ế ộ ự ỏ ị

ệ m t mi ng thu tinh đ ánh sáng chi u vào m i P – N, dòng đi n ế ế ể ộ ố ỷ

ng c qua diode t thu n v i c ng đ ánh sáng chi u vào diode. ượ l ỷ ệ ớ ườ ậ ế ộ

- Diode Phát quang ( Light Emiting Diode : LED )

Diode phát phang là Diode phát ra ánh sáng khi đ ượ ậ c phân c c thu n, ự

ả đi n áp làm vi c c a LED kho ng 1,7 => 2,2V dòng qua Led kho ng ủ ệ ệ ả

t ừ 5mA đ n 20mA ế

Led đ c s ượ ử ụ d ng đ làm đèn báo ngu n, đèn nháy trang trí, báo ồ ể

tr ng thái có đi n . vv… ệ ạ

12

– Diode Varicap ( Diode bi n dung ) ế

Đ án chuyên ngành

ố gvhd: D ng T n Qu c

ươ

Diode bi n dung là Diode có đi n dung nh t đi n, và đi n dung ư ụ ế ệ ệ ệ

bi n đ i khi ta thay đ i đi n áp ng c đ t vào Diode. ế ệ ổ ổ ượ ặ

- Diode xung

Trong các b ngu n xung thì ộ ồ ở ầ ả đ u ra c a bi n áp xung , ta ph i ủ ế

dùng Diode xung đ ch nh l u. diode xung là diode làm vi c t n s ệ ở ầ ư ể ỉ ố

cao kho ng vài ch c KHz , diode n n đi n thông th ng không th ụ ệ ắ ả ườ ể

thay th vào v trí diode xung đ c l i diode xung có ế ị ượ c, nh ng ng ư ựơ ạ

th thay th cho v trí diode th ể ế ị ườ ơ ng, diode xung có giá thành cao h n

diode th ng nhi u l n.V đ c đi m, hình dáng thì Diode xung ườ ề ề ể ặ ầ

không có gì khác bi t v i Diode th ng, tuy nhiên Diode xung ệ ớ ườ

th ng có vòng dánh d u đ t nét ho c đánh d u b ng hai vòng ườ ứ ặ ấ ằ ấ

Hình 1.15: Ký hi u c a Diode xung ệ ủ

– Diode tách sóng.

Là lo i Diode nh v b ng thu tinh và còn g i là diode ti p đi m vì ỏ ở ằ ế ể ạ ọ ỷ

13

m t ti p xúc gi a hai ch t bán d n P – N t i m t đi m đ tránh đi n ữ ế ẫ ặ ấ ạ ể ể ệ ộ

Sv: Tr n Tu n Vũ

dung ký sinh, diode tách sóng th ườ ầ ng dùng trong các m ch cao t n ạ

dùng đ tách sóng tín hi u. ệ ể

– Diode n n đi n. ệ ắ

ồ Là Diode ti p m t dùng đ n n đi n trong các b ch nh l u ngu n ể ắ ư ệ ế ặ ộ ỉ

AC 50Hz, Diode này th ng có 3 lo i là 1A, 2A và 5A. ườ ạ

Hình 1.16: Diode n n đi n 5A ệ ắ

:

1. 2 B Vi Đi u Khi n 89C51 ề

B t đ u xu t hi n vào năm 1980, tr i qua g n 30 năm, hi n đã có t i hang ắ ầ ệ ệ ả ầ ấ ớ

trăm bi n th (derrivatives) đ c s n xu t b i h n 20 hãng khác nhau, trong đó ể ế ượ ả ấ ở ơ

ph i k đ n các đ i gia trong làng bán d n (Semiconductor) nh ATMEL, Texas ả ể ế ư ẫ ạ

Instrument, Philips, Analog Devices… T i Vi ạ ệ t Nam, các bi n th c a hãng ế ể ủ

ệ ATMEL là AT89C51, AT89C52, AT89S51, AT89S52… đã có th i gian xu t hi n ấ ờ

trên th tr ng khá lâu và có th nói là đ ị ườ ể ượ ử ụ ạ c s d ng r ng rãi nh t trong các lo i ấ ộ

14

vi đi u khi n 8 bit. ể ề

Đ án chuyên ngành

ố gvhd: D ng T n Qu c

ươ

15

Các thanh nghi đ c bi t SFR ặ ệ

Sv: Tr n Tu n Vũ

Ngắt (Interrupt)

8051 chỉ có một số lượng khá ít các nguồn ngắt (interrupt source) hoặc có thể

gọi là các nguyên nhân ngắt. Mỗi ngắt có một vector ngắt riêng, đó là một địa chỉ

cố định nằm trong bộ nhớ chương trình, khi ngắt xảy ra, CPU sẽ tự động nhảy

đến thực hiện lệnh nằm tại địa chỉ này.

Với 8052, ngoài các ngắt trên còn có thêm ngắt của timer2 (do vi điều

khiểnnày có thêm timer2 trong số các ngoại vi onchip).

Mỗi ngắt được dành cho một vector ngắt kéo dài 8byte. Về mặt lý thuyết,

nếu chương trình đủ ngắn, mã tạo ra chứa đủ trong 8 byte, người lập trình hoàn

toàn có thể đặt phần chương trình xử lý ngắt ngay tại vector ngắt. Tuy nhiên

16

trong hầu hết các trường hợp, chương trình xử lý ngắt có dung lượng mã tạo ra

Đ án chuyên ngành

ố gvhd: D ng T n Qu c

ươ

lớn hơn 8byte nên tại vector ngắt, ta chỉ đặt lệnh nhảy tới chương trình xử lý

ngắt nằm ở vùng nhớ khác. Nếu không làm vậy, mã chương trình xử lý ngắt này

sẽ lấn sang, đè vào vector ngắt kế cận.

Bảng tóm tắt các ngắt trong 8051 như sau:

Đ cho phép m t ng t, bit t ng ng v i ng t đó và bit EA ph i đ ể ắ ộ ươ ả ượ ặ c đ t ứ ắ ớ

17

b ng 1. Thanh ghi IE là thanh ghi đánh đ a ch bit, do đó có th dùng các l nh tác ị ằ ể ệ ỉ

Sv: Tr n Tu n Vũ

ng đ n giá tr đ ng bit đ tác đ ng riêng r lên t ng bit mà không làm nh h ộ ừ ể ẽ ả ộ ưở ế ị

các bit khác. C ng t ho t đ ng đ c l p v i vi c cho phép ng t, đi u đó có nghĩa ờ ắ ạ ộ ộ ậ ệ ề ắ ớ

là c ng t s t ắ ẽ ự ộ đ ng đ t lên b ng 1 khi có s ki n gây ng t x y ra, b t k s ự ệ ấ ể ự ắ ả ằ ặ ờ

ki n đó có đ c cho phép ng t hay không. Do v y, tr ệ ượ ậ ắ ướ ắ c khi cho phép m t ng t, ộ

ắ ta nên xóa c c a ng t đó đ đ m b o sau khi cho phép, các s ki n gây ng t ự ệ ể ả ờ ủ ả ắ

trong quá kh không th gây ng t n a. ắ ữ ứ ể

8051 có 2 ng t ngoài là INT0 và INT1. Ng t ngoài đ c hi u là ng t đ ắ ắ ượ ắ ượ c ể

gây ra b i s ki n m c lôgic 0 (m c đi n áp th p, g n 0V) ho c s ở ự ệ ặ ườ ứ ứ ệ ấ ầ n xu ng (s ố ự

m c cao v m c th p) x y ra chân ng t t chuy n m c đi n áp t ứ ể ệ ừ ứ ề ứ ấ ả ở ắ ươ ứ ng ng

(P3.2 v i ng t ngoài 0 và P3.3 v i ng t ngoài 1). Vi c l a ch n ki u ng t đ ắ ệ ự ắ ượ c ể ắ ớ ớ ọ

th c hi n b ng các bit IT (Interrupt Type) n m trong thanh ghi TCON. Đây là ự ệ ằ ằ

thanh ghi đi u khi n timer nh ng 4 bit LSB (bit0..3) đ ư ề ể ượ ắ c dùng cho các ng t

ngoài

Khi bit ITx = 1 thì ngắt ngoài tương ứng được chọn kiểu là ngắt theo sườn

xuống, ngược lại nếu bit ITx = 0 thì ngắt ngoài tương ứng được sẽ có kiểu ngắt

là ngắt theo mức thấp. Các bit IE là các bit cờ ngắt ngoài, chỉ có tác dụng trong

trường hợp kiểu ngắt được chọn là ngắt theo sườn xuống. Khi kiểu ngắt theo

sườn xuống được chọn thì ngắt sẽ xảy ra duy nhất một lần khi có sườn xuống

của tín hiệu, sau đó khi tín hiệu ở mức thấp, hoặc có sườn lên, hoặc ở mức cao

thì cũng không có ngắt xảy ra nữa cho đến khi có sườn xuống tiếp theo. Cờ ngắt

IE sẽ dựng lên khi có sườn xuống và tự động bị xóa khi CPU bắt đầu xử lý ngắt.

Khi kiểu ngắt theo mức thấp được chọn thì ngắt sẽ xảy ra bất cứ khi nào tín

hiệu tại chân ngắt ở mức thấp. Nếu sau khi xử lý xong ngắt mà tín hiệu vẫn ở

18

mức thấp thì lại ngắt tiếp, cứ như vậy cho đến khi xử lý xong ngắt lần thứ n ,

Đ án chuyên ngành

ố gvhd: D ng T n Qu c

ươ

tín hiệu đã lên mức cao rồi thì thôi không ngắt nữa. Cờ ngắt IE trong trường hợp

này không có ý nghĩa gì cả.Thông thường kiểu ngắt hay được chọn là ngắt theo

sườn xuống.

Bộ định thời/Bộ đếm (Timer/Counter)

8051 có 2 timer tên là timer0 và timer1. Các timer này đều là timer 16bit, giá

trị đếm max do đó bằng 216 = 65536 (đếm từ 0 đến 65535).

Hai timer có nguyên lý hoạt động hoàn toàn giống nhau và độc lập. Sau khi cho

phép chạy, mỗi khi có thêm một xung tại đầu vào đếm, giá trị của timer sẽ tự

động được tăng lên 1 đơn vị, cứ như vậy cho đến khi giá trị tăng lên vượt quá giá

trị max mà thanh ghi đếm có thể biểu diễn thì giá trị đếm lại được đưa trở về giá

trị min (thông thường min = 0). Sự kiện này được hiểu là sự kiện tràn timer

(overflow) và có thể gây ra ngắt nếu ngắt tràn timer được cho phép (bit ETx trong

thanh ghi IE = 1). Việc cho timer chạy/dừng được thực hiện bởi các bit TR trong

Khi bit TRx = 1, timerx sẽ đếm, ngược lại khi TRx = 0, timerx sẽ không đếm

thanh ghi TCON (đánh địa chỉ đến từng bit).

mặc dù vẫn có xung đưa vào. Khi dừng không đếm, giá trị của timer được giữ

nguyên. Các bit TFx là các cờ báo tràn timer, khi sự kiện tràn timer xảy ra, cờ sẽ

được tự động đặt lên bằng 1 và nếu ngắt tràn timer được cho phép, ngắt sẽ xảy

ra. Khi CPU xử lý ngắt tràn timerx, cờ ngắt TFx tương ứng sẽ tự động được xóa

về 0. Giá trị đếm 16bit của timerx được lưu trong hai thanh ghi THx (byte cao) và

TLx (byte thấp). Hai thanh ghi này có thể ghi/đọc được bất kỳ lúc nào. Tuy nhiên

nhà sản xuất khuyến cáo rằng nên dừng timer (cho bit TRx = 0) trước khi ghi/đọc

19

các thanh ghi chứa giá trị đếm. Các timer có thể hoạt động theo nhiều chế độ,

Sv: Tr n Tu n Vũ

được quy định bởi các bittrong thanh ghi TMOD (không đánh địa chỉ đến từng

Để xác định thời gian, người ta chọn nguồn xung nhịp (clock) đưa vào đếm

bit).

trong timer là xung nhịp bên trong (dành cho CPU). Nguồn xung nhịp này thường

rất đều đặn (có tần số ổn định), do đó từ số đếm của timer người ta có thể nhân

với chu kỳ xung nhịp để tính ra thời gian trôi qua. Timer lúc này được gọi chính

xác với cái tên “timer”, tức bộ định thời.

Để đếm các sự kiện bên ngoài, người ta chọn nguồn xung nhịp đưa vào đếm

trong timer là tín hiệu từ bên ngoài (đã được chuẩn hóa về dạng xung vuông

0V/5V). Các tín hiệu này sẽ được nối với các bit cổng có dồn kênh thêm các tính

năng T0/T1/T2. Khi có sự kiện bên ngoài gây ra thay đổi mức xung ở đầu vào

đếm, timer sẽ tự động tăng lên 1 đơn vị giống như trường hợp đếm xung nhịp

bên trong. Lúc này, timer được gọi chính xác với cái tên khác: “counter”, tức bộ

đếm (sự kiện). Nhìn vào bảng mô tả thanh ghi TMOD bên trên, ta có thể nhận

thấy có 2 bộ 4 bit giống nhau (gồm GATEx, C/Tx, Mx0 và Mx1) dành cho 2

timer0 và 1. Ý nghĩa các bit là như nhau đối với mỗi timer.

Bit GATEx quy định việc cho phép timer đếm (run timer). Nếu GATEx =

0,timerx sẽ đếm khi bit TRx bằng 1, dừng khi bit TRx bằng 0. Nếu GATEx = 1,

timerx sẽ chỉ đếm khi bit TRx = 1 và tín hiệu tại chân INTx = 1, dừng khi một

trong hai điều kiện trên không còn thỏa mãn. Thông thường người ta dùng timer

với GATE = 0, chỉ dùng timer với GATE = 1 trong trường hợp muốn đo độ rộng

xung vì lúc đó timer sẽ chỉ đếm thời gian khi xung đưa vào chân INTx ở mức cao.

Bit C/Tx quy định nguồn clock đưa vào đếm trong timer. Nếu C/Tx = 0, timer sẽ

được cấu hình là bộ định thời, nếu C/Tx = 1, timer sẽ được cấu hình là bộ đếm

sự kiện. Hai bit còn lại (Mx0 và Mx1) tạo ra 4 tổ hợp các giá trị (00,01,10 và 11)

ứng với 4 chế độ hoạt động khác nhau của timerx. Trong 4 chế độ đó thường chỉ

20

dùng chế độ timer/counter 16bit (Mx1 = 0, Mx0 = 1) và chế độ Auto Reload 8bit

Đ án chuyên ngành

ố gvhd: D ng T n Qu c

ươ

timer/counter (Mx1 = 1, Mx0 = 0).Trong chế độ timer/counter 16bit, giá trị đếm

(chứa trong hai thanh ghi THx và TLx) tự động được tăng lên 1 đơn vị mỗi lần

nhận được thêm một xung nhịp. Khi giá trị đếm tăng vượt quá giá trị max =

65535 thì sẽ tràn về 0, cờ ngắt TFx được tự động đặt = 1. Chế độ này được

dùng trong các ứng dụng đếm thời gian và đếm sự kiện. Trong chế độ Auto

Reload 8bit, giá trị đếm sẽ chỉ được chứa trong thanh ghi TLx, còn giá trị của

thanh ghi THx bằng một số n (từ 0 đến 255) do người lập trình đưa vào. Khi có

thêm 1 xung nhịp, giá trị đếm trong TLx đương nhiên cũng tăng lên 1 đơn vị như

bình thường. Tuy nhiên trong trường hợp này, giá trị đếm lớn nhất là 255 chứ

không phải 65535 như trường hợp trên vì timer/counter chỉ còn 8bit. Do vậy sự

kiện tràn lúc này xảy ra nhanh hơn, chỉ cần vượt quá 255 là giá trị đếm sẽ tràn.

Cờ ngắt TFx vẫn được tự động đặt = 1 như trong trường hợp tràn 16bit. Điểm

khác biệt là thay vì tràn về 0, giá trị THx sẽ được tự động nạp lại (Auto Reload)

vào thanh ghi TLx, do đó timer/counter sau khi tràn sẽ có giá trị bằng n (giá trị

chứa trong THx) và sẽ đếm từ giá trị n trở đi. Chế độ này được dùng trong việc

tạo Baud rate cho truyền thông qua cổng nối tiếp.

Để sử dụng timer của 8051, hãy thực hiện các bước sau:

- Quy định chế độ hoạt động cho timer bằng cách tính toán và ghi giá trị cho

các bit trong thanh ghi TMOD.

- Ghi giá trị đếm khởi đầu mong muốn vào 2 thanh ghi đếm THx và TLx. Đôi

khi ta không muốn timer/counter bắt đầu đếm từ 0 mà từ một giá trị nào đó để

thời điểm tràn gần hơn, hoặc chẵn hơn trong tính toán sau này. Ví dụ nếu cho

timer đếm từ 15535 thì sau 50000 xung nhịp (tức 50000 micro giây với thạch anh

12MHz) timer sẽ tràn, và thời gian một giây có thể dễ dàng tính ra khá chính xác

= 20 lần tràn của timer (đương nhiên mỗi lần tràn lại phải nạp lại giá trị 15535).

- Đặt mức ưu tiên ngắt và cho phép ngắt tràn timer (nếu muốn).

21

- Dùng bit TRx trong thanh ghi TCON để cho timer chạy hay dừng theo ý muốn.

Sv: Tr n Tu n Vũ

ộ Opto là lo i linh ki n tích h p có c u t o g m m t led và m t photo diode hay m t

ấ ạ

photo transitor. Đ c s d ng đ cách ly gi a các kh i chênh l ch nhau v đi n hay

ượ ử ụ

ề ệ

công su t nh kh i công su t nh (dòng nh , đi n áp 5V) v i kh i đi n áp l n dòng

ư

l n và áp l n. ớ

-

Hình 1.18: Hình v và s đ chân c a IC opto (lo i pc817)

ơ ồ

khi cung c p 5V vào chân s 1, LED phía trong Opto

Nguyên lý ho t đ ng c a opto: ạ ộ

ứ n i gi a chân s 1 và 2 sáng, x y ra hi u ng quang đi n d n đ n 3-4 thông, m c ệ ứ

ế

logic s b chuy n t

IC.

ẽ ị

ể ừ

1 sang 0 mà không c n tác đ ng tr c ti p t ầ

ự ế ừ

1.3 IC Opto (lo i PC817C) : ạ

1.4. IC L7805T:

78xx là lo i linh ki n dùng đ bi n đ i t ệ

ể ế

ổ ừ ệ

ộ đi n áp cao xu ng đi n áp th p tùy thu c ệ

vào đ c đi m c a t ng lo i h 78. ủ ừ

ạ ọ

- L7805T là lo i linh ki n dùng đ t o ra đi n áp 5V.

ể ạ

22

Đ án chuyên ngành

ố gvhd: D ng T n Qu c

ươ

U 2

D

1

3

V I N

V O U T

N

G

2

L 7 8 0 5 / T O 3

S đ chân c a 7805: chân 1 là chân đi n áp vào(V in), chân 2 (chân mass GND), chân

ơ ồ

3(chân đi n áp ra V out).

Hình 1.20: Hình v th c t

c a 78xx n

ẽ ự ế ủ

Hình1.19: S đ chân c a IC 78xx ơ ồ ủ

1.5 MOSFET:

Giới thiệu về Mosfet

Mosfet là Transistor hi u ng tr

ng ( Metal Oxide Semiconductor Field Effect

ệ ứ

ườ

t có c u t o và ho t đ ng khác v i Transistor

Transistor ) là m t Transistor đ c bi ộ

ạ ộ

ấ ạ

thông th

ng mà ta đã bi

t, Mosfet có nguyên t c ho t đ ng d a trên hi u ng t

ườ

ế

ạ ộ

ệ ứ

tr

ườ

ng đ t o ra dòng đi n, là linh ki n có tr ệ

ể ạ

kháng đ u vào l n thích h p cho ớ

khu ch đ i các ngu n tín hi u y u, Mosfet đ

ế

ế

ượ ử ụ

ồ c s d ng nhi u trong các m ch ngu n

Monitor, ngu n máy tính . ồ

23

Sv: Tr n Tu n Vũ

Hình 1.22: Hình v th c t c a Mosfet ự ế ủ ẽ

24

ủ ệ ấ ạ  C u t o và ký hi u c a Mosfet

Đ án chuyên ngành

ố gvhd: D ng T n Qu c

ươ

ng đ ng gi a Mosfet và Hình 1.23: Ký hi u và s đ chân t ệ ơ ồ ươ ươ ữ

Transistor

ủ ấ ạ  C u t o c a Mosfet

25

Hình 1.24: C u t o c a mosfet ấ ạ ủ

Sv: Tr n Tu n Vũ

G : Gate g i là c c c ng ự ổ ọ

S : Source g i là c c ngu n ồ ọ ự

D : Drain g i là c c máng ự ọ

Mosfet k n N có hai mi ng bán d n lo i P đ t trên n n bán d n N, gi a hai ữ ệ ế ề ạ ặ ẫ ẫ

c cách đi n b i l p SiO2 hai mi ng bán d n P đ c n i ra thành l p P-N đ ớ ượ ở ớ ế ệ ẫ ượ ố

c n i v i l p màng m ng trên sau đó c c D và c c S, n n bán d n N đ ự ự ề ẫ ượ ố ớ ớ ỏ ở

đ c d u ra thành c c G. ượ ấ ự

Mosfet có đi n tr gi a c c G v i c c S và gi a c c G v i c c D là vô ớ ự ữ ự ữ ự ớ ự ệ ở

cùng l n , còn đi n tr gi a c c D và c c S ph thu c vào đi n áp chênh ở ữ ự ụ ự ệ ệ ớ ộ

l ch gi a c c G và c c S ( UGS ) ệ ữ ự ự

Khi đi n áp UGS = 0 thì đi n tr RDS r t l n, khi đi n áp UGS > 0 => do ấ ớ ệ ệ ệ ở

hi u ng t ệ ứ tr ừ ườ ng làm cho đi n tr RDS gi m, đi n áp UGS càng l n thì ả ệ ệ ớ ở

đi n tr RDS càng nh . ỏ ệ ở

ạ ộ ủ ắ  Nguyên t c ho t đ ng c a Mosfet

26

M ch đi n thí nghi m: ệ ệ ạ

Đ án chuyên ngành

ố gvhd: D ng T n Qu c

ươ

Hình 1.25: M ch đi n thí nghi m ho t đ ng c a mosfet ạ ộ ủ ệ ệ ạ

Thí nghi m : C p ngu n m t chi u UD qua m t bóng đèn D vào hai c c D và ự ệ ề ấ ộ ồ ộ

c) ta th y bóng đèn không S c a Mosfet Q (Phân c c thu n cho Mosfet ng ự ủ ậ ượ ấ

sáng nghĩa là không có dòng đi n đi qua c c DS khi chân G không đ ự ệ ượ ấ c c p

đi n.ệ

Khi công t c K1 đóng, ngu n UG c p vào hai c c GS làm đi n áp UGS > 0V ự ệ ấ ắ ồ

C1 (t

Khi công t c K1 ng t, đi n áp tích trên t ắ

ụ ố

ẫ g m) v n duy trì cho đèn Q d n

=> ch ng t ứ

không có dòng đi n đi qua c c GS. ệ

Khi công t c K2 đóng, đi n áp tích trên t

C1 gi m b ng 0 => UGS= 0V => đèn

tắ t

=> T th c nghi m trên ta th y r ng : đi n áp đ t vào chân G không t o ra dòng

ấ ằ

ừ ự

GS nh trong Transistor thông th

ng mà đi n áp này ch t o ra t

ng => làm

ư

ườ

ỉ ạ

tr ừ ườ

cho đi n tr RDS gi m xu ng .

27

=> đèn Q1 d n => bóng đèn D sáng. ẫ

Sv: Tr n Tu n Vũ

IRF540: là mosfet lo i Nạ

- Đi n áp ho t đ ng c c đ i 100v, dòng t

i đa 22A

ự ạ

ạ ộ

- Nh ng ng d ng:

ữ ứ

+B bi n đ i DC - DC hi u qu cao

ộ ế

+UPS và đi u khi n mô t ề

ơ

IRF9540: Là mosfet lo i Pạ

- Ho t đ ng v i đi n áp VDSSMAX = -100V, RDS(ON) = 0,20Ω, ID = -19A

ạ ộ

ề : 1.6. Đ ng c m t chi u

ơ ộ

-Khái ni mệ :

Đ ng c đi n nói chung và đ ng c đi n m t chi u nói riêng là thi ộ ơ ệ ơ ệ ề ộ ộ ế ị t b

đi n t quay, làm vi c theo nguyên lý đi n t , khi đ t vào trong t ệ ừ ệ ừ ệ ặ tr ừ ườ ộ ng m t

dây d n và cho dòng đi n ch y qua dây d n thì t ệ ẫ ẫ ạ tr ừ ườ ng s tác d ng m t l c t ụ ộ ự ừ ẽ

ế vào dòng đi n (vào dây d n) và làm dây d n chuy n đ ng. Đ ng c đi n bi n ơ ệ ệ ể ẫ ẫ ộ ộ

đ i đi n năng thành c năng. ổ ệ ơ

ề : - u đi m c a đ ng c m t chi u Ư ể ủ ộ ơ ộ

u đi m c a đ ng c đi n m t chi u là có th dùng làm đ ng c đi n hay Ư ể ủ ộ ơ ệ ơ ệ ể ề ộ ộ

ấ máy phát đi n trong nh ng đi u ki n làm vi c khác nhau. Song u đi m l n nh t ư ữ ệ ề ệ ệ ể ớ

c a đ ng c đi n m t chi u là đi u ch nh t c đ và kh năng quá t ề ủ ộ ố ộ ơ ệ ề ả ộ ỉ ả i. N u nh ế ư

b n thân đ ng c không đ ng b không th đáp ng đ ồ ả ứ ể ộ ơ ộ ượ ứ c ho c n u đáp ng ế ặ

đ c thì ph i chi phí các thi ượ ả ế ị ế ấ ắ t b bi n đ i đi kèm (nh b bi n t n....) r t đ t ư ộ ế ầ ổ

ti n thì đ ng c đi n m t chi u không nh ng có th đi u ch nh r ng và chính ơ ệ ể ề ữ ề ề ộ ộ ộ ỉ

xác mà c u trúc m ch l c, m ch đi u khi n đ n gi n h n đ ng th i l ề ờ ạ ạ ấ i đ t ch t ự ể ả ấ ạ ạ ơ ơ ồ

ng cao. l ượ

ả Ngày nay hi u su t c a đ ng c đi n m t chi u công su t nh kho ng ơ ệ ấ ủ ề ệ ấ ỏ ộ ộ

‚ 75% ‚ 85%, đ ng c đi n công su t trung bình và l n kho ng 85% 94% ở ộ ơ ệ ấ ả ớ

28

.Công su t l n nh t c a đ ng c đi n m t chi u vào kho ng 100000kw đi n áp ấ ủ ộ ơ ệ ấ ớ ề ệ ả ộ

Đ án chuyên ngành

ố gvhd: D ng T n Qu c

ươ

ậ vào kho ng vài trăm cho đ n 1000v. H ng phát tri n là c i ti n tính nâng v t ướ ả ế ế ể ả

li u, nâng cao ch tiêu kinh t ệ ỉ ế ủ ộ ấ ớ c a đ ng c và ch t o nh ng máy công su t l n ế ạ ữ ơ

h n đó là c m t v n đ r ng l n và ph c t p vì v y v i v n ki n th c còn ơ ả ộ ấ ớ ố ứ ạ ề ộ ứ ế ậ ớ

h n h p c a mình trong ph m vi đ tài này em không th đ c p nhi u v n đ ạ ể ề ậ ẹ ủ ề ề ấ ạ ề

i v n đ thi l n mà ch đ c p t ớ ỉ ề ậ ớ ấ ề ế ế ộ ề ề ủ t k b đi u ch nh t c đ có đ o chi u c a ả ố ộ ỉ

đ c l p. Ph ng pháp đ đ ng c m t chi u kích t ộ ơ ộ ề ừ ộ ậ ươ ượ c ch n là b băm xung ... ộ ọ

ng pháp mang l i hi u qu kinh t cao nh t nh ng nó đây có th ch a là ph ể ư ươ ạ ệ ả ế ư ấ

đ c s d ng r ng rãi b i nh ng tính năng và đ c đi m mà ta s phân tích và đ ượ ử ụ ữ ể ẽ ặ ộ ở ề

c p sau này. ậ

C u t o c a đ ng c đi n m t chi u: ấ ạ ủ ộ ơ ệ ộ ề

Đ ng c đi n m t chi u có th phân thành hai ph n chính: ph n tĩnh (stato) ơ ệ ề ể ầ ầ ộ ộ

và ph n đ ng (roto). ộ ầ

- ph n tĩnh hay stato : hay còn g i là ph n kích t ầ ầ ọ ừ ộ đ ng c , là b ph n sinh ra ộ ậ ơ

ng. G m có m ch t và dây cu n kích thích l ng ngoài m ch t t tr ừ ườ ạ ồ ừ ạ ố ồ ừ ế (n u

c kích t b ng nam châm đi n). đ ng c đ ộ ơ ượ ừ ằ ệ

(thép đúc, thép đ c )

-

m ch t ạ đ ừ ượ c làm b ng s t t ằ ắ ừ ặ

- Dây qu n kích thích hay còn g i là dây qu n kích t

ấ ấ ọ đ ừ ượ c làm b ng dây ằ

 C c t

đi n t (êmay).Các cu n dây đi n t này đ c n i ti p v i nhau. ệ ừ ệ ừ ộ ượ ố ế ớ

chính : ự ừ

ng g m có lõi s t c c t và dây qu n kích t Là b ph n sinh ra t ậ ộ tr ừ ườ ắ ự ừ ồ ấ ừ

. Lõi s t c c t l ng ngoài lõi s t c c t ồ ắ ự ừ ắ ự ừ ệ làm b ng nh ng lá thép k thu t đi n ữ ằ ậ ỹ

hay thép cacbon dày 0,5 đ n 1mm ép l i và tán ch t. Trong đ ng c đi n nh có ế ạ ơ ệ ặ ộ ỏ

th dùng thép kh i. C c t đ ự ừ ượ ắ ấ c g n ch t vào v máy nh các bulông. Dây qu n ể ặ ố ỏ ờ

29

kích t c qu n b ng dây đ ng b c cách đi n và m i cu n dây đ u đ đ ừ ượ ề ượ ọ c b c ệ ấ ằ ồ ọ ỗ ộ

Sv: Tr n Tu n Vũ

cách đi n k thành m t kh i t m s n cách đi n tr c khi đ t trên các c c t ố ẩ ệ ệ ộ ơ ỹ ướ ự ừ . ặ

 C c t

Các cu n dây kích t c đ t trên các c c t đ này đ c n i ti p v i nhau. ộ ừ ượ ặ ự ừ ượ ố ế ớ

ph ự ừ ụ:

C c t c đ t trên các c c t ph đ ự ừ ụ ượ ặ ự ừ ề chính và dùng đ c i thi n đ i chi u. ể ả ệ ổ

Lõi thép c a c c t ph th ủ ự ừ ụ ườ ng làm b ng thép kh i và trên thân c c t ố ự ừ ằ ụ ph có

chính. C c t ph đ đ t dây qu n mà c u r o gi ng nh dây qu n c c t ặ ấ ự ừ ấ ạ ư ấ ố ự ừ ụ ượ c

 Gông từ:

g n vào v máy nh nh ng bulông. ắ ờ ữ ỏ

Gông t dùng làm m ch t n i li n các c c t , đ ng th i làm v máy. ừ ạ ừ ố ề ự ừ ồ ờ ỏ

ng dùng thép dày u n và hàn l i. Trong máy Trong đ ng c đi n nh và v a th ơ ệ ừ ộ ỏ ườ ố ạ

đi n l n th ệ ớ ườ ng dùng thép đúc. Có khi trong đ ng c đi n nh dùng gang làm v ộ ơ ệ ỏ ỏ

máy.

 Các b ph n khác. ộ ậ

Bao g mồ :

- N p máy ắ : Đ b o v máy kh i nh ng v t ngoài r i vào làm h h ng dây ậ ư ỏ ể ả ữ ệ ỏ ơ

qu n và an toàn cho ng ấ ườ ừ ắ i kh i ch m vào đi n. Trong máy đi n nh và v a n p ệ ệ ạ ỏ ỏ

máy còn có tác d ng làm giá đ ph n quay ra ngoài. C c u ch i than bao g m có ơ ấ ụ ầ ổ ồ ỡ

ổ ch i than đ t trong h p ch i than nh m t lò xo tì ch y lên c góp. H p ch i ờ ộ ặ ặ ổ ộ ổ ổ ộ

than đ c c đ nh trên giá ch i than và cách đi n v i giá. Giá ch i than có th ượ ố ị ệ ổ ớ ổ ể

quay đ c đ đi u ch nh v trí ch i than cho đúng ch . Sau khi đi u ch nh xong ượ ể ề ề ổ ỗ ỉ ị ỉ

thì dùng vít c đ nh l i. ố ị ạ

. - Ph n quay hay rôto ầ

Là ph n sinh ra su t đi n đ ng . G m có m ch t ệ ạ ấ ầ ộ ồ đ ừ ượ ậ ệ ắ c làm b ng v t li u s t ằ

i v i nhau. Trên m ch t t (lá thép kĩ thu t ) x p l ừ ế ạ ớ ạ ậ ừ ấ có các rãnh đ l ng dây qu n ể ồ

30

ph n ng (làm b ng dây đi n t ). ầ ứ ệ ừ ằ

Đ án chuyên ngành

ố gvhd: D ng T n Qu c

ươ

ấ Cu n dây ph n ng g m nhi u b i dây n i v i nhau theo m t qui lu t nh t ố ớ ầ ứ ề ậ ồ ộ ộ ố

c n i v i các đ nh .M i b i dây g m nhi u vòng dây các đ u dây c a b i dây đ ị ủ ố ỗ ố ề ầ ồ ượ ố ớ

phi n đ ng g i là phi n góp . ọ ế ế ồ

Các phi n góp đó đ c ghép cách đi n v i nhau và cách đi n v i tr c g i là c ế ượ ớ ụ ọ ệ ệ ớ ổ

góp hay vành góp.

Tỳ trên c góp là c p tr i than làm b ng than graphit và đ c ghép sát vào thành ằ ặ ổ ổ ượ

c góp nh lò xo. ổ ờ

Nguyên lý làm vi c c a đ ng c đi n m t chi u ệ ủ ộ ơ ệ ộ ề

Đ ng c đi n ph i có hai ngu n năng l ng . ơ ệ ả ồ ộ ượ

- Ngu n kích t ồ

- Ngu n ph n ng đ

c p vào cu n kích t đ sinh ra t thông kích t ừ ấ ộ ừ ẻ ừ ừ

c đ a vào hai ch i than đ đ a vào hai ầ ứ ồ ượ ể ư ư ổ

c góp c a ph n ng . ổ ầ ứ ủ

ệ Khi cho đi n áp m t chi u vào hai ch i đi n trong dây qu n ph n ng có đi n. ầ ứ ệ ề ệ ấ ộ ổ

Các thanh d n có dòng đi n n m trong t ng s ch u l c tác d ng làm rôto ệ ằ ẫ tr ừ ườ ị ự ụ ẽ

quay. Chi u c a l c đ c xác đ nh b ng qui t c bàn tay trái ề ủ ự ượ ằ ắ ị

Khi ph n ng quay đ c n a vòng, v trí các thanh d n đ i ch cho nhau. Do có ầ ứ ượ ử ẫ ổ ỗ ị

tác d ng không thay phi u góp nhi u dòng đi n d nguyên làm cho chi u l c t ữ ề ự ừ ệ ề ế ụ

đ i.ổ

Khi quay các thanh d n c t t tr ẫ ắ ừ ườ ề ng s c m ng v i su t đi n đ ng E chi u ấ ẽ ả ứ ư ệ ớ ộ

c xác đ nh theo qui t c bàn tay ph i, c a su t đi n đ ng đ ệ ủ ấ ộ ượ ả ở ộ ơ ộ đ ng c m t ắ ị

chi u sđđ E ng c chi u dòng đi n I nên E đ ư ượ ế ệ ư ư ượ ọ ộ c g i là s c ph n đi n đ ng ứ ề ệ ả

.

Ph ươ ng trình cân b ng đi n áp : ằ ệ

31

U = Eư + Rư.Iư +Iư.

Sv: Tr n Tu n Vũ

Hình 1.26: Hình nh đ ng c đi n m t chi u có encoder ộ ơ ệ ề ả ộ

Hình 1.27: Hình d ng th c t c a đ ng c m t chi u có encoder ự ế ủ ộ ơ ộ ề ạ

Đ c tính c c a đ ng c đi n m t chi u: ơ ủ ộ ơ ệ ộ ề ặ

đ c tính c c a đ ng c đi n m t chi u là quan h gi a t c đ quay và mômen ặ ệ ữ ố ộ ơ ủ ộ ơ ệ ề ộ

32

quay c a đ ng c : ơ ủ ộ

Đ án chuyên ngành

ố gvhd: D ng T n Qu c

ươ

v = f(M) ho c n = f(M) ặ

trong đó : v - t c đ góc(rad/s) ố ộ

n – t c đ quay (v/ph) ố ộ

M – momen(Nm)

Có hai lo i đ c tính c : đ c tính c t nhiên và đ c tính c nhân t o: ạ ặ ơ ự ặ ơ ạ ặ ơ

Hình 1.28: đ c tính c ặ ơ

nhiên và đ c tính c nhân t o t ự ặ ạ ơ

Phân lo i:ạ

ề Khi xem xét đ ng c đi n m t chi u cũng nh máy phát đi n m t chi u ề ơ ệ ư ệ ộ ộ ộ

ng i ta phân lo i theo cách kích thích t các đ ng c . Theo đó ng v i m i cách ườ ạ ừ ứ ộ ơ ớ ỗ

ta có các lo i đ ng c đi n lo i: ơ ệ ạ ộ ạ

- Đ ng c đi n m t chi u kích t

Có 4 lo i đ ng c đi n m t chi u th ơ ệ ạ ộ ề ộ ườ ng s d ng : ử ụ

- Đ ng c đi n m t chi u kích t

đ c l p . ơ ệ ề ộ ộ ừ ộ ậ

- Đ ng c đi n m t chi u kích t

song song. ơ ệ ề ộ ộ ừ

n i ti p . ơ ệ ề ộ ộ ừ ố ế

h n h p . - Đ ng c đi n m t chi u kích t ơ ệ ề ộ ộ ừ ỗ ợ

ộ ậ : - Kích thích đ c l p

ạ khi ngu n m t chi u có công su t ko đ l n, m ch đi n ph n ng và m ch ầ ứ ủ ớ ệ ề ạ ấ ộ ồ

kích t m c vào hai ngu n m t chi u đ c l p nhau nên : ừ ắ ộ ậ ề ồ ộ

I = Iư.

- Kích thích song song:

khi ngu n m t chi u có công su t vô cùng l n và đi n áp ko đ i, m ch kích ệ ề ạ ấ ộ ồ ổ ớ

c m c song song v i m ch ph n ng nên t đ ừ ượ ầ ứ ạ ắ ớ

I = Iu +It

ố ế : - Kích thích n i ti p

cu n kích t m c n i ti p v i cu n dây ph n ng cu n kích t có ti ộ ừ ắ ố ế ầ ứ ớ ộ ộ ừ ế ệ t di n

33

: l n, đi n tr nh , s vòng ít, ch t o d dàng nên ta có ớ ế ạ ễ ỏ ố ệ ở

Sv: Tr n Tu n Vũ

I = I =It. ư

ỗ ợ : - Kích thích h n h p

Ta có: I = Iu +It

V i m i lo i đ ng c trênlà t ạ ộ ơ ớ ỗ ươ ng ng v i các đ c tính, đ c đi m k ặ ứ ể ặ ớ ỹ

thu t đi u khi n và ng d ng là t ứ ụ ể ề ậ ươ ng đ i khác nhau ph thu c vào nhi u nhân ụ ề ố ộ

đ tài này ta ch xét đên đ ng c đi n m t chi u k , ích t t ố ở ề ơ ệ ề ộ ộ ỉ ừ ộ ậ ệ đ c l p và bi n

pháp h u hi u nh t đ đi u khi n lo i đ ng c này ấ ể ề ạ ộ ữ ệ ể ơ

: 1.7.Lý thuy t v đi u ch đ r ng xung PWM ế ề ề ế ộ ộ

khái ni mệ :

Tr c khi tìm hi u sâu chúng ta hãy tìm hi u đ nh nghĩa c a PWM là gì? Ph ướ ủ ể ể ị ươ ng

pháp đi u ch PWM có tên ti ng anh là Pulse Width Modulation là ph ng pháp ế ề ế ươ

đi u ch nh đi n áp ra t i hay nói cách khác là ph ng pháp đi u ch d a trên s ề ệ ỉ ả ươ ế ự ề ự

thay đ i đ r ng c a chu i xung vuông d n đ m s thay đ i đi n áp ra ổ ộ ộ ủ ự ệ ế ẫ ỗ ổ

Các PWM khi bi n đ i thì có cùng 1 t n s và khác nhau v đ r ng c a s ề ộ ộ ầ ố ủ ườ n ế ổ

34

ng hay ho c là s n âm d ươ ặ ườ

Đ án chuyên ngành

ố gvhd: D ng T n Qu c

ươ

Hình 1.29: Đ th d ng xung đi u ch PWM ồ ị ạ ề ế

Hình 1.30: nguyên t c đi u khi n t

- S đ nguyên t c đi u khi n t i dùng PWM ơ ồ ể ả ề ắ

Trên là đ th d ng xung khi đi u khi n b ng PWM. V i đ r ng xung đ u ra t

ớ ộ ộ

ồ ị ạ

ươ ng

ng và đ

c tính b ng %. Tùy thích do chúng ta đi u khi n.

ượ

i dùng PWM ể ả ề ắ

Nguyên lý c a PWM:

Đây là ph

ng pháp đ

ươ

ượ

c th c hi n theo nguyên t c đóng ng t ngu n c i t ắ

ớ ả

ộ i và m t

cách có chu kì theo lu t đi u ch nh th i gian đóng c t. Ph n t

th c hi n nhi m v đó

ầ ử ự

trong m ch các van bán d n.

Xét ho t đ ng đóng c t c a m t van bán d n. dùng van đóng c t b ng Mosfet

ắ ằ

ạ ộ

ắ ủ

35

Gi n đ xung : ồ ả

Sv: Tr n Tu n Vũ

ề i b ng PWM và gi n đ xung c a chân đi u

ể ả ằ

Hình 1.31: Gi n đ xung. ả

ạ ạ

Trên là m ch nguyên lý đi u khi n t khi n và d ng đi n áp đ u ra khi dùng PWM. ệ * Nguyên lý : Trong kho ng th i gian 0 - to ta cho van G m toàn b đi n áp ngu n Ud

ộ ệ

ầ ả

đ

c đ a ra t

ượ ư

ấ i. Còn trong kho ng th i gian to - T cho van G khóa, c t ngu n cung c p

cho t

i. Vì v y v i to thay đ i t

ổ ừ

0 cho đ n T ta s cung c p toàn b , m t ph n hay ấ

ế

i.

khóa hoàn toàn đi n áp cung c p cho t ệ

+ Công th c tính giá tr trung bình c a đi n áp ra t

i :

n d

ng (khóa m ) còn T là th i gian c a c s

n âm

G i t1 là th i gian xung ờ

s ở ườ

ươ

ủ ả ườ

và d

ng, Umax là đi n áp ngu n cung c p cho t

i.

ươ

==> Ud = Umax.( t1/T) (V)

hay Ud = Umax.

c tính b ng % t c là PWM v i D = t1/T là h s ớ ệ ố đi u ch nh và đ ỉ ề ượ ứ ằ

Nh v y ta nhìn trên hình đ th d ng đi u ch xung thì ta có : Đi n áp trùng bình ề ồ ị ạ ư ậ ệ ế

trên t i s là : ả ẽ

+ Ud = 12.20% = 2.4V ( v i D = 20%) ớ

+ Ud = 12.40% = 4.8V (Vói D = 40%)

36

+ Ud = 12.90% = 10.8V (V i D = 90%) ớ

Đ án chuyên ngành

ố gvhd: D ng T n Qu c

ươ

CH

NG 2

ƯƠ

: TÍNH TOÁN VÀ THI T KẾ

ơ ồ ố : 2.1 S đ kh i

Hình 2.1 S đ kh i ơ ồ ố

Tín hi u đi u khi n đi ra t b đi u khi n đ c đi đ n m ch giao ti p công ề ệ ể ừ ộ ề ể ượ ế ế ạ

ệ su t đ tăng t c đông c và đ o chi u. Sau khi đ ng c ho t đ ng thì tín hi u ấ ể ạ ộ ề ả ơ ố ơ ộ

ph i h i đ c đ a tr l ả ồ ượ ư ở ạ i kh i đi u khi n đ n đ nh t c đ đ ng c . ơ ố ộ ộ ể ổ ể ề ố ị

ồ : 2.2 S đ kh i ngu n

ơ ồ ố

37

Sv: Tr n Tu n Vũ

Hình 2.2: S đ kh i ngu n ơ ồ ố ồ

Đi n áp xoay chi u 220V đ c h áp xu ng còn 12v xoay chi u. đi n áp 12v ề ệ ượ ề ệ ạ ố

xoay chi u đ c ch nh l u thanh đi n áp m t chi u r i đ a vào IC n áp 7805 ề ượ ề ồ ư ư ệ ộ ổ ỉ

ư đ l y ra đi n đi n áp 5V đ đ a vào m ch đi u khi n. Đi n áp sau ch nh l u ể ấ ể ư ệ ệ ệ ể ề ạ ỉ

đ nu i đ ng c . ơ ể ố ộ

Ch n IC 7805 cho ra 5v nuôi cho vi đi u khi n. Đi n áp qua c u ch nh l u 24v ề ư ệ ể ầ ọ ỉ

c p cho kh i đ ng l c. Các đi n áp l y ra chu n đ đ m b o các linh ki n và ấ ố ộ ể ả ự ệ ệ ấ ẩ ả

đ ng c ch y t ộ ơ ạ ố t nh t. ấ

ự : 2.3. khôi đ ng l c

38

Đ án chuyên ngành

ố gvhd: D ng T n Qu c

ươ

Hình 2.3: S đ kh i đ ng l c ự ơ ồ ố ộ

Tín hi u đi u khi n đ ề ể ệ ượ c cách li quang v i kh i đ ng l c. khi chân PC1 ố ộ ự ớ ở ứ m c

cao, PC2 m c th p thì Q4,Q6 khóa Q3 d n thông qua c u phân áp R6, R7 làm ở ứ ầ ẫ ấ

s t áp trên c c G c a Q7 làm Q7 d n đ ng c quay thu n. ụ ủ ự ẫ ậ ộ ơ

Khi PC2 m c cao PC1 m c th p thì Q3, Q7 khóa, Q4 d n thông qua c u phân ở ứ ở ứ ấ ẫ ầ

áp R8, R9 làm s t áp trên c c G c a Q6 làm đ ng c quay ng c. ụ ự ủ ộ ơ ượ

Tính toán: Đ ng c m t chi u dùng encoder . ơ ộ ề ộ

ệ Công su t c a đ ng c là = <60w. V i ngu n nuôi là 24V v y giá tr dòng đi n ấ ủ ộ ậ ơ ớ ồ ị

kho ng 3A. Vì v y ch n Mosfet có dòng đ nh m c kho ng 7A-10A, nh ng trên ứ ư ả ả ậ ọ ị

39

th tr ng có IRF 540 va IRF 9540 có tr s I ị ườ ị ố ĐM=22A có giá thành th p. ấ

Sv: Tr n Tu n Vũ

Các đi n tr là các c u phân áp cho Mosfet. Các diode ệ ầ ở ở ạ ố m ch có tác d ng ch ng ụ

ng c dòng. ượ

t nh t. UG=12v đ đ m b o IRF d n t ể ả ẫ ố ả ấ

Tín hi u t enconder đ c đ a vào c a đ o c a b so sánh, so sánh v i đi n áp ệ ừ ượ ư ử ả ủ ộ ệ ớ

ở ử c a thu n c a b so sánh. khi đ ng c quay econder đ m s vòng đ a ra tín ơ ậ ủ ộ ư ế ố ộ

hi u xung , tín hi u này t o ra đi n áp trung bình trên c a đ o c a b so sánh .khi ử ả ủ ộ ệ ệ ệ ạ

đi n áp c a enconder đ a v l n h n đi n áp c a thu n thì đ u ra l ư ề ớ ủ ệ ệ ơ ở ử ậ ầ ậ ạ t tr ng

thái t ừ ứ ậ m c “1” v m c “0”. Khâu này làm t c đ đ ng c quay nhanh hay ch m ố ộ ộ ề ứ ơ

khi ta v n bi n tr . ở ế ặ

ể : 2.4.Kh i đi u khi n ố ề

40

Hình2.4: S đ kh i đi u khi n ể ơ ồ ề ố

Đ án chuyên ngành

ố gvhd: D ng T n Qu c

ươ

c nh p t bàn phím sau đó xu t ra xung đi u khi n ra hai D li u đi u khi n đ ề ữ ệ ể ượ ậ ừ ể ề ấ

chân P3.0 và P3.1. tín hi u ph n h i đ c đ a vào chân P3.2 sau đó đ c VDK ồ ượ ư ệ ả ượ

x lý xu t tín hi u đi u khi n đ n đ nh t c đ đ ng c . ơ ể ử ố ộ ộ ể ổ ề ệ ấ ị

Khi nh n nút start l n 1 thì tín hi u vào chân PC2=1 và PC1=0 Đ ng c quay ệ ấ ầ ộ ơ

thu n. Khi nh n nut start l n 2 thì tín hi u vào chân PC1=1,PC2=0 Đ ng c quay ệ ậ ầ ấ ộ ơ

ng ượ c. Khi v n bi n tr làm đ ng c thay đ i t c đ . ổ ố ộ ế ặ ở ơ ộ

Vcc=5v c p ngu n cho vi đi u khi n. ề ể ấ ồ

2.5 S đ nguyên lý chung:

ơ ồ

2.6 S đ board m ch:

ơ ồ

41

Sv: Tr n Tu n Vũ

Hình 2.6: S đ board m ch

ơ ồ

2.7. ch

ng trình

:

ươ

42

Đ án chuyên ngành

ố gvhd: D ng T n Qu c

ươ

#include sbit PWM = P2^3; sbit TANG = P1^2; sbit GIAM = P1^5; unsigned char dem=0,tocdo=50;

bit TANG1=1,TANG0=1,GIAM0=1,GIAM1=1;

void timer0(void) interrupt 1 { TR0 = 0; TF0 = 0; dem++; if(dem > 100) dem = 0; if(dem

void phimnhan() { ////////////////////////// TANG0=TANG1;TANG1=TANG; if((TANG0==1)&&(TANG1==0)) tocdo=tocdo+10; if(tocdo==110)tocdo=100;

///////////////////////////////// GIAM0=GIAM1;GIAM1=GIAM; if((GIAM0==1)&&(GIAM1==0)) tocdo=tocdo-10; if(tocdo==-10)tocdo=0; }

43

Sv: Tr n Tu n Vũ

void main(void) { TMOD = 0x02; IE = 0x82; TH0=TL0=-100; // tao tan so 0.1 ms TR0 = 1; PWM=0; while(1) { phimnhan(); } }

CH

NG 3

: K T LU N

ƯƠ

ế

ở ế ộ ơ ơ ề

c ả ạ ượ : ứ ể ố

ề ế ở ả ề ằ

ứ ề ấ ề ề ệ

ự ề ế ố ụ ứ ề ể ậ

ể ệ ế ế ệ ờ

ồ ụ ể

1.K t qu đ t đ Sau quá trình nghiên c u và thi công,em đã hoàn thành các n i dung đ tài nêu ra. Đ ng c đi u khi n t c đ tr n b i bi n tr , đ o chi u gián ti p b ng nút ộ nh n.ấ ầ Sau khi th c hi n xong đ tài này đã có thêm nhi u ki n th c v c u trúc ph n ự c ng vi đi u khi n, l p trình vi đi u khi n và ghép n i cho các ng d ng th c ứ t k và l p trình các . Đ ng th i có thêm nh ng kinh nghi m trong vi c thi t ậ ữ ế ng d ng cho vi đi u khi n. ề ứ ả : 2.Tài li u tham kh o

1. C u trúc và l p trình h vi đi u khi n 8051 c a Nguy n Tăng C ng và Phan ườ ủ ề ễ ể ấ ậ ọ

Ng c Th ng (NXB Khoa H c và K Thu t) ậ ắ ọ ọ ỹ

ộ 2. H vi đi u khi n 8051 c a T ng Văn On và Hoàng Đ c H i (NXB Lao Đ ng ủ ứ ể ề ả ọ ố

Xã H i)ộ

3. Tài li u trên m ng: ệ ạ

http://www.tailieu.vn/

http://www.dientuvietnam.net/

44

- Website: http://www.ebook.edu.vn/

Đ án chuyên ngành

ố gvhd: D ng T n Qu c

ươ

NH N XÉT C A GIÁO VIÊN

………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………

Đà N ng, ngày … tháng … năm 2012 ẵ

45

Ch ký c a giáo viên ủ ữ

Sv: Tr n Tu n Vũ

46