angel_sleep_zzzz
New Member
Download miễn phí Điều khiển tốc độ động cơ điện một chiều
Chương 1: Động cơ điện một chiều 1
1.1. Giới thiệu chương 1
1.2. Nội dung 1
1.2.1 Giới thiệu động cơ DC 1
1.2.2 Mô hình hóa động cơ DC 1
1.2.3 Phương pháp điều khiển tốc độ động cơ: 3
1.2.4 Khảo sát hàm truyền 4
1.2.4.1 Hàm truyền lý tưởng: 4
1.2.4.2 Hàm truyền gần đúng tìm được bằng thực nghiệm 5
1.2.5 Phương pháp ổn định động cơ dùng thuật toán PID 6
1.2.5.1 Thuật toán PID 6
1.2.5.2 Phương pháp hiệu chỉnh thông số bộ PID Ziegler-Nichols: 7
1.3. Kết chương 8
Chương 2 : Giới thiệu vi điều khiển PIC16F887 9
2.1. Giới thiệu chương 9
2.2. Nội dung 9
2.2.1 Một vài chi tiết chính của vi điều khiển PIC16F887 9
2.2.2 Bộ dao động của PIC16F887 11
2.2.3 Các Port I/O 12
2.2.4 Hoạt động của khối giao tiếp EUSART 13
2.2.5 Cấu tạo và hoạt động của khối điều xung PWM 15
2.2.6 Ngắt ngoài trên chân RB0 17
2.2.7 Cấu tạo và hoạt động của bộ Timer1 18
2.2.8 Cách nạp cho PIC16F887 18
2.3. Kết chương 20
Chương 3: Thiết kế và thi công phần cứng 21
3.1. Mở chương 21
3.2. Nội dung 21
3.2.1 Sơ đồ khối phần cứng 21
3.2.2 Sơ đồ nguyên lý và hoạt động của các khối mạch 22
3.2.3 Tính toán các thông số của mạch 24
3.2.3.1 Mạch đảo chiều động cơ 24
3.2.3.2 Tính toán cho FET 25
3.2.3.3 Tính toán mạch lái cho FET 27
3.3.4 Layout và thi công mạch 30
3.3. Kết chương 31
Chương 4 : Thiết kế phần mềm 32
4.1. Mở chương 32
4.2. Nội dung 32
4.2.1 Phần mềm cho vi điều khiển PIC16F887 32
4.2.1.1 Thuật toán chương trình chính 32
4.2.1.2 Thuật toán chương trình xử lý phím 35
4.2.1.3 Thuật toán chương trình đo tốc độ động cơ 37
4.2.1.4 Thuật toán chương trình phục vụ ngắt nhận UART 39
4.2.2 Phần mềm trên máy vi tính giao tiếp với mạch điều khiển 41
4.3. Kết luận chương 46
4.4. Nhận xét đánh giá hệ thống 46
4.5. Hướng phát triển đề tài 46
Để tải bản Đầy Đủ của tài liệu, xin Trả lời bài viết này, Mods sẽ gửi Link download cho bạn sớm nhất qua hòm tin nhắn.
Ai cần download tài liệu gì mà không tìm thấy ở đây, thì đăng yêu cầu down tại đây nhé:
Nhận download tài liệu miễn phí
Tóm tắt nội dung tài liệu:
i mạch điều khiển. Phần này sẽ được giới thiệu trong chương 4.Kết chương
Chương này đã giới thiệu cơ sở lý thuyết về động cơ, phương pháp điều khiển động cơ và thuật toán điều khiển PID.
Chương tới sẽ giới thiệu vi điều khiển PIC16F887, trong đề tài này PIC16F887 được sử dụng làm khối điều khiển trung tâm, điều khiển động cơ dùng thuật toán PID và giao tiếp với máy tính theo chuẩn giao tiếp RS232 cho phép người sử dụng giám sát trạng thái của động cơ.
Chương 2 : Giới thiệu vi điều khiển PIC16F887
Giới thiệu chương
Chương này giới thiệu cơ bản về vi điều khiển PIC16F887 của hãng Microchip và hoạt động của nó bao gồm nội dung về cách cấu hình xung clock, hoạt động khối giao tiếp UART, khối PWM, ngắt ngoài trên chân RB, cấu tạo và hoạt động của các bộ timer, và cách nạp chương trình cho PIC16F887.
Nội dung
2.2.1 Một vài chi tiết chính của vi điều khiển PIC16F887
PIC16F887 là vi điều khiển 8-bit có kiến trúc Harvard của Microchip có những thông số kỹ thuật như sau:
Clock hoạt động tối đa 20MHz.
Chu kỳ máy bằng bốn lần chu kỳ xung clock.
Chip có nhiều dạng vỏ khác nhau, loại chip được sử dụng trong đề tài là loại 40 chân PDIP.
Điện áp hoạt động rộng từ 2V đến 5.5V.
Bộ nhớ dữ liệu và bộ nhớ chương trình tách biệt nhau, bus địa chỉ cũng như bus dữ liệu là riêng biệt. Bộ nhớ chương trình Flash 8K ô nhớ cho phép ghi 100,000 lần. Mỗi ô nhớ có 14 bit. Bộ nhớ dữ liệu RAM có 512 Byte gồm các thanh ghi chức năng đặc biệt và các thanh ghi đa mục đích. Ngoài ra PIC16F887 được tích hợp 256 Byte EEPROM cho phép ghi đến 1,000,000 lần.
35 chân I/O của 5 port điều khiển là PortA, PortB, PortC, PortD, PortE.
Bộ chuyển đổi ADC 10-bit với 14 kênh.
3 bộ timer. Bộ timer0 8-bit, bộ timer1 16-bit và bộ timer2 8-bit.
Module Capture, Compare và PWM
Module Enhanced USART hỗ trợ RS-485, RS-232.
Những chi tiết trên được thể hiện cụ thể trong hình 2.1.
Hình 2.1 Sơ đồ khối của PIC16F887
2.2.2 Bộ dao động của PIC16F887
Sơ đồ khối của bộ dao động được minh họa trong hình 2.2.
Hình 2.2 Sơ đồ khối bộ dao động của PIC16F887
Clock hệ thống của PIC16F887 có thể được chọn từ hai nguồn dao động nội (Internal Oscillator) hay dao động ngoại (External Oscillator) nhờ bộ chọn kênh MUX. Bộ MUX được điều khiển bởi các bit FOSC (bit 2, bit 1, bit 0 của thanh ghi CONFIG1 16-bit định vị tại địa chỉ 2007H và 2008H trong bộ nhớ chương trình) và bit SCS (bit 0 của thanh ghi OSCCON). Nếu SCS = 1, clock hệ thống được chọn từ INTOSC. Nếu SCS = 0, clock hệ thống được chọn từ bộ dao động ngoại. Các bit FOSC được sử dụng để cấu hình bộ dao động ngoại là LP, XT, HS, RC, RCIO hay EC.
Bộ dao động nội gồm 2 bộ dao động HFINTOSC 8MHz và LFINTOSC 31kHz. Clock 8MHz của bộ HFINTOSC được chia thành các tần số 8MHz, 4MHz, 2MHz, 1MHz, 500kHz, 250kHz, 125kHz nhờ bộ chia tần số postscaler. Các bit IRCF điều khiển bộ MUX chọn kênh cho INTOSC.
Bộ dao động ngoại (được tích hợp bên trong PIC) cần được kết nối với các bộ lọc tại các chân OSC1, OSC2. Trong đề tài, tui sử dụng thạch anh 12MHz và 2 tụ 33pF kết nối như hình 2.3. Bộ dao động ngoại được hoạt động ở chế độ HS. Tín hiệu dao động được qua bộ đệm Trigger theo sườn xuống và tạo thành xung clock HS 12MHz cung cấp cho clock hệ thống.
Hình 2.3 Bộ dao động ngoại ở chế độ HS.
2.2.3 Các Port I/O
PIC16F887 tất cả 35 chân I/O mục đích thông thường (GPIO: General Purpose Input Ouput) có thể được sử dụng. Tùy theo những thiết bị ngoại vi được chọn mà một vài chân có thể không được sử dụng ở chức năng GPIO. Thông thường, khi một thiết bị ngoại vi được chọn, những chân liên quan của thiết bị ngoại vi có thể không được sử dụng ở chức năng GPIO. 35 chân GPIO được chia cho 5 Port: PortA gồm 8 chân, PortB gồm 8 chân, PortC gồm 8 chân, PortD gồm 8 chân và PortE gồm 3 chân.
Mỗi port được điều khiển bởi 2 thanh ghi 8-bit, thanh ghi Port và thanh ghi Tris. Thanh ghi Tris được sử dụng để điều khiển port là nhập hay xuất. Mỗi bit của Tris sẽ điều khiển mỗi chân của port đó, nếu giá trị của bit là 1 thì chân liên quan là nhập, ngược lại nếu giá trị của bit là 0 thì chân liên quan là xuất. Thanh ghi Port được sử dụng để chứa giá trị của port liên quan. Mỗi bit của thanh ghi Port sẽ chứa giá trị của chân liên quan.
Cấu trúc của chân GPIO được thể hiện trong hình 2.4
Hình 2.4 Cấu tạo của chân GPIO
2.2.4 Hoạt động của khối giao tiếp EUSART
Khối giao tiếp nối tiếp EUSART (Enhanced Universal Synchronous Asynchronous Receiver Transmitter) cho phép cấu hình hoạt động ở chế độ giao tiếp nối tiếp đồng bộ và không đồng bộ. Trong đề tài này, chế độ giao tiếp không đồng bộ được sử dụng. Phần này sẽ tập trung mô tả hoạt động của module EUSART ở chế độ không đồng bộ.
Hoạt động truyền:
Sơ đồ khối bộ truyền được thể hiện trong hình 2.5.
Hình 2.5 Sơ đồ khối bộ truyền của module EUSART
Bộ phận chính của khối truyền là thanh ghi truyền TSR. Thanh ghi này không thể truy cập bằng phần mềm, mà được truy cập gián tiếp qua thanh ghi đệm truyền TXREG. Bộ truyền được kích hoạt khi cấu hình các bit TXEN=1, SYNC=0, SPEN=1. TXEN=1 kích hoạt bộ truyền của EUSART. SYNC=0 cấu hình EUSART hoạt động ở chế độ không đồng bộ. SPEN=1 cho phép bộ EUSART hoạt động và cấu hình chân TX/CK là chân xuất.
Quá trình truyền được khởi tạo bằng cách ghi dữ liệu truyền vào thanh ghi TXREG. Nếu đây là dữ liệu truyền đầu tiên hay dữ liệu truyền trước đã truyền hoàn tất thì dữ liệu trong TXREG ngay lập tức sẽ được truyền vào thanh ghi TSR. Nếu thanh ghi TSR vẫn còn chứa dữ liệu của ký tự truyền trước thì dữ liệu mới trong TXREG sẽ được giữ cho đến khi bit Stop của ký tự đang truyền hoàn tất. Sau đó dữ liệu chờ trong TXREG sẽ được truyền vào TSR.
Các bước thiết lập quá trình truyền:
Khởi tạo cặp thanh ghi SPBRGH, SPBRG và các bit BRGH, BRG16 để cấu hình tốc độ Baud.
Thiết lập bit SYNC=0, và bit SPEN=1.
Gởi dữ liệu cần truyền vào TXREG, quá trình truyền sẽ bắt đầu.
Hoạt động nhận:
Sơ đồ khối bộ nhận được thể hiện trong hình 2.6.
Dữ liệu được nhận trên chân RX/DT và đẩy vào khối Data Recovery. Khi tất cả 8 hay 9 bit của ký tự nhận đã được dịch vào, chúng sẽ ngay lập tức được chuyển vào bộ đệm 2 ký tự FIFO. Bộ đệm FIFO và thanh ghi RSR không thể truy cập trực tiếp bằng phần mềm mà được truy cập gián tiếp thông qua thanh ghi RCREG. Dữ liệu trong bộ đệm nhận được đọc bằng cách đọc thanh ghi RCREG. Bộ nhận được kích hoạt khi cấu hình các bit CREN=1, SYNC=0, SPEN=1. CREN=1 kích hoạt bộ nhận của EUSART. SYNC=0 cấu hình EUSART hoạt động ở chế độ không đồng bộ. SPEN=1 cho phép bộ EUSART hoạt động và cấu hình chân RX/DT là chân nhập.
Cờ ngắt nhận RCIF=1 khi bộ nhận EUSART được kích hoạt và có một ký tự đã được nhận trong bộ đệm nhận FIFO và chưa được đọc. Bit RCIF là bit chỉ đọc, không thể ghi bằng phần mềm. Ngắt nhận được kích hoạt khi cấu hình các bit sau: RCIE=1, PEIE=1 và GIE=1. Sau khi đã thiết lập các bit như trên, ngắt nhận xảy ra ngay khi nhận xong một ký tự trong bộ đệm nhận. Cờ RCIF được xóa bằng phần cứng khi không có ký tự nào chưa đọc trong bộ đệm nhận.
Hình 2.6 Sơ đồ khối bộ nhận USAR...