Báo cáo điều khiển tốc độ đọng cơ

Báo cáo đo lường và điều khiển máy tính
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI
KHOA ĐIỆN TỬ
****    ****
BÁO CÁO
ĐỒ ÁN ĐO LƯỜNG VÀ ĐIỀU KHIỂN MÁY TÍNH
Đề tài : 14 Thiết kế bộ điều khiển động cơ điện một chiều
sử dụng cổng nối tiếp
Giáo viên: VŨ THỊ THU HƯƠNG
Sinh viên thực hiện: Lê Đình Thảo
Nguyễn Đăng Trang


1
Báo cáo đo lường và điều khiển máy tính

Mục Lục
Lời nói đầu
A. LÍ THUYẾT
I. sơ lược họ 8051…
a. Sơ lược 8051
b. Sơ lược 89S52
II. Động cơ một chiều….
a. Cấu tạo máy điện một chiều
b. Nguyên lý hoạt động động cơ một chiều
III. Cổng Com ……
IV. Phương pháp điều chế độ rộng xung điều khiển tốc độ
động cơ (PWM)
V. Tổng quan về visual basic….
B.MẠCH MÔ PHỎNG, CODE
C.KẾT LUẬN

2
Báo cáo đo lường và điều khiển máy tính
Lời nói đầu
Trong các ngành công nghiệp ,công tác điều khiển vận hành các
thiết bị theo một quy trình nhằm nâng cao hiệu quả sản xuất ,nâng
cao chất lượng sản phẩm đồng thời tiết kiệm chi phí sản xuất giữ
một vị trí quan trọng.
Với ưu điểm là điều khiển tốc độ động cơ dễ dàng , độ ổn định tốc độ
cao nên động cơ một chiều đã được sử dụng khá phổ biến như:
truyền động cho một số máy như máy nghiền ,máy nâng vận chuyển,
điều khiển băng tải, điều khiển các robot…
Để điều khiển tốc độ của động cơ một chiều thì có rất nhiều phương
pháp,trong đồ án của mình chúng em xin trình bày điều khiển động
cơ dùng họ vi điều khiển 8051 bằng phương pháp điều chỉnh độ rộng
xung PWM.Trong đồ án của mình chúng em chúng em 89S52 để lập
trinhd điều khiển động cơ một chiều DC 24V
Chúng em xin chân thành cảm ơn các thầy cô trong khoa Điện Tử đã
giúp đỡ chúng em trong quá trình làm bài tập lơn và cô Vũ thị Thu
Hương đã trực tiếp giảng dạy và hướng dẫn chúng em làm bài tập
lớn.
Mặc dù đã có nhiều cố gắng nhưng trong quá trình làm, chưa có kinh
nghiệm nên còn có nhiều nhiều khiếm khuyết trong cách trình bày
cũng như phần thể hiện đồ án của mình mong các thầy góp ý và bổ
sung thêm.
Chúng em xin chân thành cảm ơn!
A. LÍ THUYẾT
3
Báo cáo đo lường và điều khiển máy tính
I) giới thiệu về vi điều khiển 8051
a. Sơ lược 8051

8051 ra đời năm 1981 do hãng Intel sản xuất.
Họ điều khiển này có 128 byte RAM,4kbyte ROM,hai bộ đnh thời ,một
cổng nối tiếp và 4 cổng ra\vào song song và là 1 bộ vi xử lý 8 bit.
Sau khi Intel cho các nhà sản xuất khác sản xuất và bán các dạng biến
thể của 8051 thì họ 8051càng ngày càng phổ biến và ngày càng có
nhiều phiên bản khác nhau của 8051 nhưng tất cả đều tương thích
với 8051 ban đầu.
Sau đây là bảng so sánh các họ khác nhau:
4
Số hiệu sản
xuất
Bộ nhớ
chương
trình
Bộ nhớ dữ
liệu
Số bộ định
thời
(bộ
đếm)
8031
8051
8571
8951
8032
8052
8752
8952
0K
4K ROM

4K EPROM
4K FLASH
0K
8K ROM
8K EPROM
8K FLASH
128 BYTE
128 BYTE
128 BYTE
128 BYTE
256 BYTE
256 BYTE
256 BYTE
256 BYTE
2
2
2
2
3
3
3
3
Báo cáo đo lường và điều khiển máy tính


Chức năng các chân của họ 8051

1. Port 0 (P0.0 _ P0.7)
Port 0 gồm 8 chân .
Với chức năng xuất nhập dữ liệu ,ngoài ra Port 0 còn là bus đa hợp dữ

liện và địa chỉ(AD0_AD7).Port 0 cũng nhận các byte mã khi lập trình
Flas và xuất các byte mã khi kiểm tra chương trình .Chú y trong
trường hợp này cần có thêm điện trở trước khi nối vào chân Port 0.

2. Port 1 (P1.0_P1.7)
Cũng như Port 0 ,Port 1 cũng có 8 chân. Chức năng của Port 1 chỉ là
xuất nhập dữ liệu .Port 1 cũng có thể xuất nhập theo bit và theo byte.
3. Port 2
Port 2 là port 8 bit ,cũng có chức năng xuất nhập dữ liệu như 2 port
trên.Khi làm nhiệm vụ là port nhập, các chân của port 2 đang được
kéo xuống mức thấp do tác động của bên ngoài sẽ cấp dòng do các
điện trở kéo lên từ bên trong .Port 2 tạo ra byte cao của bus điạ chỉ
trong thời gian tìm nạp lệnh từ bộ nhớ chương trình ngoài và trong
thời gian truy xuất bộ nhớ dữ liệu ngoài sử dụng các địa chỉ 16 bit.
Port 2 cũng nhận các bit địa chỉ cao và tín hiệu điều khiển trông thời
gian lập trình Flash và kiểm tra chương trình.
4. Port 3
Cũng là port xuất nhập dữ liệu 8 bit ,ngoài ra port 3 còn có các chức
năng khác cụ thể như sau:
5
Báo cáo đo lường và điều khiển máy tính
Bit Tên Chức năng
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/counter0
P3.5 T1 Ngõ vào của timer/counter1
P3.6 /WR Xung ghi bộ nhớ dữ liệu ngoài
P3.7 /RD Xung đọc bộ nhớ dữ liệu ngoài

5. RST
Khi tín hiệu vào chân này được đưa lên mức cao ( trong ít 2 chu
kỳ),các thanh ghi trong bộ vi điều khiển được tải lên nhưng giá trị
thích hợp để khởi động hệ thống.
6. Chân /PSEN
PSEN(program store enable) là chân đọc chương trình ở bộ nhớ
ngoài ./PSEN sẽ ở mức thấp trong thời gian đọc mã lệnh.Khi thực hiện
chương trình trong ROM nội thì /PSEN ở mức caoChân này được kích
hoạt 2 lần mỗi chu kỳ máy và hai hoạt đông này sẽ được bỏ qua khi
truy cập bộ nhớ ngoài .
7. Chân ALE
ALE(address latch enable) là một xung ngõ ra để chốt byte thấp của
địa chỉ trong khi truy cập bộ nhớ ngoài .Đây cũng là chân truy cập
xung lập trình khyi lập trình Flash.Bình thường khi hoạt động chân
ALE sẽ được phát với một tỷ lệ không đổi 1/6 tần số dao đông của vi
điều khiển .Tuy nhiên chân này cũng sẽ bỏ qua mỗi khi truy cập bộ
nhớ ngoài .
8. Chân EA
6
Báo cáo đo lường và điều khiển máy tính
EA(external access) là chân cho phép chọn bộ nhớ trong hay bộ nhớ
ngoài của vi điều khiển .Khi EA ở mức tích cực cao(nối với VCC) thì
vi điều khiển thi hành chương trình ROM nội,ngược lại(nối với GND)
thì vi điều khiển thi hành bộ nhớ ngoài.

9. XTAL1 và XTAL2
Đây là 2 ngỏ vào và ra của 1 bộ khuyếch đại dao động nghịch được
cấu hình để dùng như một bộ dao động trên chip.Nó thường được nối
với bộ dao đông thạch anh có dải tần thường là 12MHz-33MHz.
10. Vcc và GND

Đây là 2 chân dùng để cấp nguồn cho IC, dải điện áp thích hợp là 4-
5V.Với Vcc nối với dương nguồn ,GND nối với âm nguồn
b, Sơ lược về Vi điều khiển AT89S52.
1). Cấu tạo.
AT89S52 là Vi Điều Khiển có 8 Kbyte ROM, 253 byte RAM, 3 bộ
định thời, 1 cổng nối tiếp, 6 nguồn ngắt, bộ nạp ISP tích hợp và 32 chân
vào ra. Dạng phổ biến của AT89S52 là đóng gói sạng DIP 40 chân. Dưới
7
Báo cáo đo lường và điều khiển máy tính
đây là sơ đồ khối và chức năng của AT89S52.
8
Báo cáo đo lường và điều khiển máy tính
Hình 1: Sơ đồ khối của AT89S52
Sơ đồ chân và chức năng các chân của AT89S52 như sau:
Hình 2: Sơ đồ chân của AT89S52
 VCC (chân 40): Chân cấp nguồn.
 GND (chân 20: Chân nối đất.
 Port 0 (chân 32 ÷ 39): Port 0 là một port xuất/nhập song 8 bit.
Ngoài ra, Port 0 có thể được định cấu hình để hợp kênh giữa bus địa chỉ
và bus dữ liệu (phần byte thấp) khi truy cập đến bộ nhớ dữ liệu và bộ nhớ
chương trình ngoài. Ở chế độ này, P0 có các điện trở pullup bên trong.
Khi xuất dữ liệu, P0 cần có các điện trở pullup.
 Port 1 (chân 1 ÷ 8): Port 1 là một port xuất/nhập song hướng 8 bit
có các điện trở pullup bên trong. Port 1 có thể xuất nhập theo bit hoặc
theo byte. Ba chân P1.5 P1.6 P1.7 dùng để nạp ROM theo chuẩn ISP.
Còn chân P1.0 và P1.1 dùng cho bộ Timer 2.
9
Báo cáo đo lường và điều khiển máy tính
 Port 2 (chân 21 ÷28: Port 2 là một port xuất/nhập song hướng 8 bit
có các điện trở pullup bên trong. Đồng thời, P2 còn là byte cao của bus

địa chỉ khi sử dụng bộ nhớ ngoài.
 Port 3 (chân 10 ÷17): Port 3 là một port xuất/nhập song hướng 8
bit có điện trở pullup nội bên trong. Ngoài chức năng xuất nhập, các chân
của P3 còn có các chức năng đặc trưng đặc biệt như được liệt kê dưới
đây:
Bảng 1: Các chức năng chuyển đổi trên Port 3

Chân Tên Các chức năng chuyển đổi
P3.0
P3.1
P3.2
P3.3
P3.4
P3.5
P3.6
P3.7
RXD
TXD
INT0
INT1
T0
T1
WR
RD
Port nhập tiếp nối
Port xuất tiếp nốt
Ngắt không bên ngoài
Ngắt một bên ngoài
Ngõ vào Timer/Counter 0
Ngõ vào Timer/Counter 1

Xung ghi bộ nhớ dữ liệu ngoài
Xung đọc bộ nhớ dữ liệu ngòai

 RST (chân 9): Ngõ vào reset. Một mức cao trên chân này khoảng
hai chu kỳ máy trong khi bộ dao động đang chạy sẽ reset thiết bị.
 ALE/PROG: ALE là tín hiệu điều khiển chốt địa chỉ có tần số bằng
1/6 tần số dao động của vi điều khiển. Tín hiệu ALE được dùng để cho
phép mạch chốt bên ngoài chốt byte địa chỉ thấp ra khỏi bus đa hợp địa
chỉ/ dữ liệu (P0).
 PSEN (Program Store Enable): là chân điều khiển đọc chương trình
ở bộ nhớ ngoài, nó được nối với chân OE của ROM ngoài. PSEN ở mức
thấp khi đọc mã lệnh. Dữ liệu đọc vào qua cổng P0, khi thực hiện chương
trình trong ROM nội, thì PSEN ở mức cao
 EA/Vpp: EA (External Access Enable) là tín hiệu cho phép chọn bộ
nhớ là bộ nhớ trong hay ngoài vi điều khiển. Nếu ở mức cao (nối Vcc) thì
vi điều khiển thi hành chương trình trong ROM nội. Nếu ở mức thấp (nối
GND) thì vi điều khiển thi hành chương trình ở bộ nhớ ngoài.
 XTAL1 và XTAL2 (chân 18 và 19): AT89S52 có một bộ dao động
trên chip. Nó thường được nối với bộ dao động thạch anh có tần số lớn
nhất là 33MHz, hoặc 12MHz.
2). Kiểu dữ liệu và hàm sử dụng trong bản thiết kế.
10
Báo cáo đo lường và điều khiển máy tính
• Kiểu dữ liệu.
− Unsigned int: là kiểu số nguyên 16 bit với khoảng giá trị từ 0 ÷
65535.
− Long int: kiểu số nguyên 32 bit với khoảng giá trị từ 0 ÷
±2.147483648 *109.
− Unsigned char: có độ dài 8 bit với khoảng giá trị từ 0 ÷ 255.
− Kiểu mảng: là kiểu dữ liệu gồm nhiều phần tử có cùng kiểu và phân

biệt với nhau bằng chỉ số.
• Hàm sử dụng.
− While (điều kiện): lệnh trong while được thực hiện nhiều lần cho
tới khi biểu thức điều kiện trả về kết quả sai thì thoát.
− For(khởi tạo, điều kiện, cập nhật giá trị): lệnh trong For được thực
hiện lặp đi lặp lại cho đến khi nào biến chạy không thỏa mãn điều kiện thì
dừng.
− If(điều kiện) lệnh 1 else lệnh 2: khi điều kiện đúng lệnh 1 được
thực hiện, nếu điều kiện sai thì thực hiện lệnh 2.
− Phép gán: Biến= giá trị;
− Phép AND: biến = tham_số_1 & tham_số_2; trong đó AND với 1
thì giữ nguyên tham số, AND với 0 thì kết quả = 0;
• Timer và Ngắt ngoài.
AT89S52 có 6 nguồn ngắt, ở đây chúng ta quan tâm đến ngắt do
Timer 0 và ngắt ngoài đến từ chân INT1. Để sử dụng ngắt, chúng ta khai
báo ngắt sẽ sử dụng trên thanh ghi cho phép ngắt IE (Interrupt Enable).
Để sử dụng cả 2 ngắt trên thì trên thanh IE (8 bit) có những bit sau là 1:
bit IE.7 (EA), bit IE.1 (ET0), bit IE.2 (EX1). Như vậy, thanh ghi IE cần
gán giá trị là 0x86.
Để thiết lập cho ngắt nào được ưu tiên, ta gán giá trị cho thanh ghi
ưu tiên ngắt IP theo ngắt muốn ưu tiên hoặc để 0x00 để cho các ngắt có
ưu tiên như nhau. Ví dụ ta cho ngắt ngoài 1 là ngắt được ưu tiên. Khi đó,
11
Báo cáo đo lường và điều khiển máy tính
thanh ghi IP (8bit) sẽ chỉ có 1 bit có giá trị là 1 và bit đó tương ứng với
ngắt ngoài 1 là bit IP.2 (PX1).
Để sử dụng Timer nói chung và Timer 0 nói riêng thì trước khi sử
dụng chúng ta cần khai báo Timer ở thanh ghi chế độ định thời TMOD.
TMOD là thanh ghi 8 bit, 4 bit thấp dùng cho khai báo Timer 0. Bit 3
(GATE 0) bằng 1 thì Timer 0 chỉ chạy khi INT 0 ở mức cao và bằng 1 thì

Timer 0 chạy mà không quan tâm đến INT0. Bit 2 (C/T0) bằng 0 thì
Timer 0 hoạt động theo kiểu định khoảng thời gian còn nếu bằng 1 thì
hoạt động theo kiểu đếm sự kiện. Hai bit còn lại là bit 1 và bit 0 (M1 và
M0) dùng để chọn chế độ hoạt động của Timer 0 là chế độ 13 bit (chế độ
0) hoặc 16 bit (chế độ 1) hay 8 bit tự nạp lại (chế độ 2) hay tách Timer
(chế độ 3). Ví dụ ta cho Timer 0 chỉ định khoảng thời gian khi INT ở mức
cao và đếm tới 10.000 (chế độ 16 bit) thì TMOD cần gán giá trị là 0x09.
II . _____ĐỘNG CƠ MỘT CHIỀU_____
a. Cấu tạo máy điện một chiều
Sau đây là một số sơ đồ của máy điện 1 chiều:
Sơ đồ của một máy điện 1 chiều với bộ phận kích từ song song
12
Báo cáo đo lường và điều khiển máy tính


Mạch từ của một máy điện 2 cực


Cuộn dây kích từ trên một cực từ

Cấu tạo cổ góp
13
Báo cáo đo lường và điều khiển máy tính

Cấu tạo chổi than
Máy điện một chiều cơ bản gồm 2 phần mạch điện : mạch kích từ và
mạch phần ứng.
Mạch kích từ hay còn hay gọi là stator gồm phần tĩnh là cuộn dây
quấn quanh các cực từ của stator.
Số cực từ là chẵn chúng sắp xếp xen kẽ theo cực tính nam-bắc.Cuộn

kích từ ,dòng điện cũng như thông lương của các cực từ la như nhau
Các cuộn dây kích từ nối tiếp với nhau.
Dòng điện cung cấp cho cuộn kích từ nhằm tạo ra từ thông trong đông
cơ.
Mạch kích từ không phải là mạch tiêu thụ công suất nguồn chính trong
động cơ.
Mạch phần ứng là mạch tiêu thụ công suất chính trong động cơ và nó
nằm trên phần roto.Các cuộn của dây của phần ứng đặt trong đặt trong
các rảnh phân bố trên bề mặt của roto, độ rộng của một cuộn dây gọi là
bước cuộn .Các cuộn dây trên phần mạch ứng nối với nhau thành một
mạch kín ,kết thúc của cuộn này sẽ là bắt đầu của cuộn tiếp theo và kết
thúc của cuộn cuối cùng sẽ là bắt đầu của cuộn đầu tiên,dòng một
chiều đưa vào hay lấy ra từ dây cuốn phần ứng thông qua các chổi
than tỳ lên cổ góp .Cổ góp là một kết cấu hình trụ trên bề mặt có nhiều
phiến góp ,số phiến góp bằng số cuộn dây và chúng được cách điện
với nhau bằng mica.
b,Nguyên lý hoạt động của động cơ một chiều
14
Báo cáo đo lường và điều khiển máy tính
Khi đặt vào trong từ trường một giây dẫn và cho dòng điện chạy qua
dây dẫn thì từ trường sẽ tác dụng một lựcvào dòng điện và làm dây
dẫn chuyển động .Chiều của lực được xác định bằng quy tắc bàn tay
trái. Đây chính là nguyên lý làm việc của động cơ nói chung
Về động cơ một chiều :
Từ trường trong động cơ tạo ra từ các cuộn dây gọi là cuộn cảm hay
cuộn kích từ .Do stator của động cơ có đặt các cuộn cảm nên thường
gọi là phần cảm .Từ trường do cuộn cảm tạo ra sẽ tác dụng một lực
vào các dây dẫn rotor đặt trong các rảnh của rotor khi có dòng điện
chạy qua. Cuộn dây này gọi là cuộn ứng .Dòng điện đưa vào cuộn ứng
qua các chổi than và cổ góp.Phần rotor mang phần ứng nên gọi là phần

ứng

Giả sử các dây dẫn cuộn ứng nữa trên của rotorcos dòng điện hướng
vào còn các dây dẫn của cuộn ứng ở nửa dưới rotor có dòng điện
hướng ra như hình vẽ.Từ lực F tác dụng vào các dây dẫn rotor có
chiều xác định theo quy tắc bàn tay trái sẽ tạo ra một mômen làm rotor
quay ngược chiều kim đồng hồ.
15
Báo cáo đo lường và điều khiển máy tính
Từ trường trong động cơ một chiều:
Khi động cơ làm việc cuộn cảm tạo ra một từ trường Φd dọc trục
cực từ và phân bố đối xứng với cực từ .Mặt phẳng 00’ trên đó có đặt
chổi than ,vừa là mặt phẳng trung tính hình học và cũng là mặt phẳng
trung tính vật lý . Đồng thời dòng điện trong cuộn ứng cũng tạo ra một
từ trường riêng Φn hướng ngang trục cực từ.Từ trường tổng trong
động cơ mất đi tính đối xứng dọc trục và khi này mặt phẳng trung tính
vật lý quay đi một góc β( ngược chiều quay của rotor )so với mặt
phẳng trung tính hình học.
Dòng điện cuộn ứng càng lớn thì Фn càng mạnh đồng thời góc quay
β càng lớn.
III. Cổng COM
A - Tổng quan chuẩn RS232
1) Đặt vấn đề
Vấn đề giao tiếp giữa PC và vi điều khiển rất quan trọng trong các ứng
dụng điều khiển, đo lường Ghép nối qua cổng nối tiếp RS232 là một
16
Báo cáo đo lường và điều khiển máy tính
trong những kỹ thuật được sử dụng rộng rãi để ghép nối các thiết bị ngoại
vi với máy tính.Nó là một chuẩn giao tiếp nối tiếp dùng định dạng không
đồng bộ, kết nối nhiều nhất là 2 thiết bị , chiều dài kết nối lớn nhất cho

phép để đảm bảo dữ liệu là 12.5 đến 25.4m, tốc độ 20kbit/s đôi khi là tốc
độ 115kbit/s với một số thiết bị đặc biệt. Ý nghĩa của chuẩn truyền thông
nối tiếp nghĩa là trong một thời điểm chỉ có một bit được gửi đi dọc theo
đường truyền.
Có hia phiên bản RS232 được lưu hành trong thời gian tương đối dài là
RS232B và RS232C. Nhưng cho đến nay thì phiên bản RS232B cũ thì ít
được dùng còn RS232C hiện vẫn được dùng và tồn tại thường được gọi là
tên ngẵn gọn là chuẩn RS232
Các máy tính thường có 1 hoặc 2 cổng nối tiếp theo chuẩn RS232C được
gọi là cổng Com. Chúng được dùng ghép nối cho chuột, modem, thiết bị
đo lường Trên main máy tính có loại 9 chân hoặc lại 25 chân tùy vào đời
máy và main của máy tính. Việc thiết kế giao tiếp với cổng RS232 cũng
tương đối dễ dàng, đặc biệt khi chọn chế độ hoạt động là không đồng bộ
và tốc độ truyền dữ liệu thấp.
2) Ưu điểm của giao diện nối tiếp RS232
+ Khả năng chống nhiễu của các cổng nối tiếp cao
+ Thiết bị ngoại vi có thể tháo lắp ngay cả khi máy tính đang được cấp
điện
+ Các mạch điện đơn giản có thể nhận được điện áp nguồn nuôi qua công
nối tiếp
3) Những đặc điểm cần lưu ý trong chuẩn RS232
+ Trong chuẩn RS232 có mức giới hạn trên và dưới (logic 0 và 1) là +-
12V. Hiện nay đang được cố định trở kháng tải trong phạm vi từ 3000 ôm
- 7000 ôm
+ Mức logic 1 có điện áp nằm trong khoảng -3V đến -12V, mức logic 0 từ
+-3V đến 12V
+ Tốc độ truyền nhận dữ liệu cực đại là 100kbps ( ngày nay có thể lớn
hơn)
+ Các lối vào phải có điện dung nhỏ hơn 2500pF
+ Trở kháng tải phải lớn hơn 3000 ôm nhưng phải nhỏ hơn 7000 ôm

+ Độ dài của cáp nối giữa máy tính và thiết bị ngoại vi ghép nối qua cổng
nối tiếp RS232 không vượt qua 15m nếu chúng ta không sử model
+ Các giá trị tốc độ truyền dữ liệu chuẩn :
50,75,110,750,300,600,1200,2400,4800,9600,19200,28800,38400 5660
0,115200 bps
4) Các mức điện áp đường truyền
RS 232 sử dụng phương thức truyền thông không đối xứng, tức là sử
dụng tín hiệu điện áp chênh lệch giữa một dây dẫn và đất. Do đó ngay từ
17
Báo cáo đo lường và điều khiển máy tính
đầu tiên ra đời nó đã mang vẻ lỗi thời của chuẩn TTL, nó vấn sử dụng các
mức điện áp tương thích TTL để mô tả các mức logic 0 và 1. Ngoài mức
điện áp tiêu chuẩn cũng cố định các giá trị trở kháng tải được đấu vào bus
của bộ phận và các trở kháng ra của bộ phát.
Mức điện áp của tiêu chuẩn RS232C ( chuẩn thường dùng bây giờ) được
mô tả như sau:
+ Mức logic 0 : +3V , +12V
+ Mức logic 1 : -12V, -3V
Các mức điện áp trong phạm vi từ -3V đến 3V là trạng thái chuyển tuyến.
Chính vì từ - 3V tới 3V là phạm vi không được định nghĩa, trong trường
hợp thay đổi giá trị logic từ thấp lên cao hoặc từ cao xuống thấp, một tín
hiệu phải vượt qua quãng quá độ trong một thơì gian ngắn hợp lý. Điều
này dẫn đến việc phải hạn chế về điện dung của các thiết bị tham gia và
của cả đường truyền. Tốc độ truyền dẫn tối đa phụ thuộc vào chiều dài
của dây dẫn. Đa số các hệ thống hiện nay chỉ hỗ trợ với tốc độ 19,2 kBd .
5) Cổng RS232 trên PC
Hầu hết các máy tính cá nhân hiện nay đều được trang bị ít nhất là 1 cổng
Com hay cổng nối tiếp RS232. Số lượng cổng Com có thể lên tới 4 tùy
từng loại main máy tính. Khi đó các cổng Com đó được đánh dấu là Com
1, Com 2, Com 3 Trên đó có 2 loại đầu nối được sử dụng cho cổng nối

tiếp RS232 loại 9 chân (DB9) hoặc 25 chân (DB25). Tuy hai loại đầu nối
này có cùng song song nhưng hai loại đầu nối này được phân biệt bởi
cổng đực (DB9) và cổng cái (DB25)
Ta xét sơ đồ chân cổng Com 9 chân

Trên là các kí hiệu chân và hình dạng của cổng DB9
Chức năng của các chân như sau:
+ chân 1 : Data Carrier Detect (DCD) : Phát tín hiệu mang dữ liệu
18
Báo cáo đo lường và điều khiển máy tính
+ chân 2: Receive Data (RxD) : Nhận dữ liệu
+ chân 3 : Transmit Data (TxD) : Truyền dữ liệu
+ chân 4 : Data Termial Ready (DTR) : Đầu cuối dữ liệu sẵn sàng được
kích hoạt bởi bộ phận khi muốn truyền dữ liệu
+ chân 5 : Singal Ground ( SG) : Mass của tín hiệu
+ chân 6 : Data Set Ready (DSR) : Dữ liệu sẵn sàng, được kích hoạt bởi
bộ truyền khi nó sẵn sàng nhận dữ liệu
+ chân 7 : Request to Send : yêu cầu gửi,bô truyền đặt đường này lên mức
hoạt động khi sẵn sàng truyền dữ liệu
+ chân 8 : Clear To Send (CTS) : Xóa để gửi ,bô nhận đặt đường này lên
mức kích hoạt động để thông báo cho bộ truyền là nó sẵn sàng nhận tín
hiệu
+ chân 9 : Ring Indicate (RI) : Báo chuông cho biết là bộ nhận đang nhận
tín hiệu rung chuông
Còn DB28 bây giờ hầu hết các main mới ra đều không có cổng này nữa.
Nên tôi không đề cập đến ở đây.
6) Quá trình dữ liệu
a) Quá trình truyền dữ liệu
Truyền dữ liệu qua cổng nối tiếp RS232 được thực hiện không đồng bộ.
Do vậy nên tại một thời điểm chỉ có một bit được truyền (1 kí tự). Bộ

truyền gửi một bit bắt đầu (bit start) để thông báo cho bộ nhận biết một kí
tự sẽ được gửi đến trong lần truyền bit tiếp the . Bit này luôn bắt đầu bằng
mức 0 Tiếp theo đó là các bit dữ liệu (bits data) được gửi dưới dạng mã
ASCII( có thể là 5,6,7 hay 8 bit dữ liệu) Sau đó là một Parity bit ( Kiểm
tra bit chẵn, lẻ hay không) và cuối cùng là bit dừng - bit stop có thể là 1,
1,5 hay 2 bit dừng.
b) Tốc độ Baud
Đây là một tham số đặc trưng của RS232. Tham số này chính là đặc trưng
cho quá trình truyền dữ liệu qua cổng nối tiếp RS232 là tốc độ truyền
nhận dữ liệu hay còn gọi là tốc độ bit. Tốc độ bit được định nghĩa là số bit
truyền được trong thời gian 1 giây hay số bit truyền được trong thời gian
1 giây. Tốc độ bit này phải được thiết lập ở bên phát và bên nhận đều phải
có tốc độ như nhau ( Tốc độ giữa vi điều khiển và máy tính phải chung
nhau 1 tốc độ truyền bit)
Ngoài tốc độ bit còn một tham số để mô tả tốc độ truyền là tốc độ Baud.
Tốc độ Baud liên quan đến tốc độ mà phần tử mã hóa dữ liệu được sử
dụng để diễn tả bit được truyền còn tôc độ bit thì phản ánh tốc độ thực tế
mà các bit được truyền.Vì một phần tử báo hiệu sự mã hóa một bit nên
khi đó hai tốc độ bit và tốc độ baud là phải đồng nhất
Một số tốc độ Baud thường dùng: 50, 75, 110, 150, 300, 600, 1200, 2400,
4800, 9600, 19200, 28800, 38400, 56000, 115200 … Trong thiết bị họ
19
Báo cáo đo lường và điều khiển máy tính
thường dùng tốc độ là 19200
Khi sử dụng chuẩn nối tiếp RS232 thì yêu cầu khi sử dụng chuẩn là thời
gian chuyển mức logic không vượt quá 4% thời gian truyền 1 bit. Do vậy,
nếu tốc độ bit càng cao thì thời gian truyền 1 bit càng nhỏ thì thời gian
chuyển mức logic càng phải nhỏ. Điều này làm giới hạn tốc Baud và
khoảng cách truyền.
c) Bit chẵn lẻ hay Parity bit

Đây là bit kiểm tra lỗi trên đường truyền. Thực chất của quá trình kiểm
tra lỗi khi truyền dữ liệu là bổ xung thêm dữ liệu được truyền để tìm ra
hoặc sửa một số lỗi trong quá trình truyền . Do đó trong chuẩn RS232 sử
dụng một kỹ thuật kiểm tra chẵn lẻ.
Một bit chẵn lẻ được bổ sung vào dữ liệu được truyền để ch thấy số lượng
các bit "1" được gửi trong một khung truyền là chẵn hay lẻ.
Một Parity bit chỉ có thể tìm ra một số lẻ các lỗi chả hạn như 1,3,,5,7,9
Nếu như một bit chẵn được mắc lỗi thì Parity bit sẽ trùng giá trị với
trường hợp không mắc lỗi vì thế không phát hiện ra lỗi. Do đó trong kỹ
thuật mã hóa lỗi này không được sử dụng trong trường hợp có khả năng
một vài bit bị mắc lỗi.
Còn cách thức truyền dẫn. Phần này tôi không đề cập các bạn vui lòng
xem trong giáo trình.
II - Sơ đồ ghép nối RS232
Có rất nhiều mạch giao tiếp của RS232 giữa vi điều khiển hay các thiết bị
khác. Dưới đây là những mạch giao tiếp thường được dùng.
1) Mạch chuẩn giao RS232 dùng IC Max232
Max232 là IC chuyên dùng cho giao tiếp giữa RS232 và thiết bị ngoại vi.
Max232 là IC của hãng Maxim. Đây là IC chay ổn định và được sử dụng
phổ biến trong các mạch giao tiếp chuẩn RS232. Giá thành của Max232
phù hợp (12K hay 10K) và tích hợp trong đó hai kênh truyền cho chuẩn
RS232. Dòng tín hiệu được thiết kế cho chuẩn RS232 . Mỗi đầu truyền ra
và cổng nhận tín hiệu đều được bảo vệ chống lại sự phóng tĩnh điện
( hình như là 15KV). Ngoài ra Max232 còn được thiết kế với nguồn +5V
cung cấp nguồn công suất nhỏ.
VI. Phương pháp điều chế độ rộng xung điều khiển tốc độ động cơ
(PWM)
Điều khiển tốc độ động cơ là một kĩ thuật hết sức quan trọng trong các
ứng dụng của động cơ .Kĩ thuật này giúp bạn có thể điều khiển đ ộng
cơ của mình chạy nhanh chậm tuỳ ý.

a) có hai cách tạo xung có độ rộng thay đổi bằng VĐK.
Cách 1: Như các bạn điều khiển nhấp nháy 1 con led, đó là tạo ra 1
xung trên 1 chân của vi điều khiển, những xung đó có độ rộng cố định,
20
Báo cáo đo lường và điều khiển máy tính
tần số lớn, cách bạn có thể điều chỉnh lại hàm delay để tần số của nó
đúng 1 Khz. Tuy nhiên vì là dùng hàm delay nên trong thời gian có
xung lên 1(5V) và thời gian không có xung(0V) vi điều khiển không
làm gì cả, hơn nữa tạo xung bằng việc delay mà các bạn có nhu cầu cần
2 bộ phát xung của 2 kênh, có cùng tần số mà khác độ rộng xung thì
trở nên rất khó khăn. Cho nên chúng ta dùng bộ định thời Timer của vi
điều khiển trong trong hợp này rất tiện.
+ Cách 2: Dùng ngắt Timer của bộ vi điều khiển
Khi bắt đầu cho timer 1 chạy thì bộ đếm của timer sẽ đếm dao động
của thạch anh, cứ 12 dao động của thạch anh(1 chu kì máy), bộ đếm của
timer 1
TL1(Timer Low1) sẽ tăng 1,có thển nói timer 1 đếm số chu kì máy. Đối
với chế độ 8 bít.
TL1 là 1 thanh ghi 8 bít, là bộ đếm của bộ định thời rõ rồi. Nó đếm
được từ 0, đến 255. Nếu nó đếm đến 256 thì bộ đếm tràn, TL1 quay
vòng lại bằng 0, và cờ ngắt TF1(Timer Flag 1) tự động được gán lên
1(bằng phần cứng của vi điều khiển) như 1 công tắc tự động bật, và ngắt
xảy ra.
Còn với chế độ 16 bít, bộ đếm của bộ định thời còn 1 thanh ghi 8
bít nữa là TH1(Timer high 1), nếu cấu hình cho timer 1 hoạt động ӣ chế
độ 16 bit thì khi TL1 tràn nó sẽ đếm sang TH1(TH1 sẽ tăng 1). Như vậy
ta có thể đếm: 2
16
chu kì máy( 2 thanh ghi 8+8=16 bít).
Chú ý là khi bộ đếm tràn ngắt sẽ xảy ra. Nếu ta cần đếm 256 chu kì máy

thì khi khӣi tạo ta cho TL1=0; , còn nếu không muốn đếm 256 chu kì mày
mà ta chỉ cần đếm 100 thôi ngắt đã xảy ra rồi thì ta fải làm như sau:
256-100 =
156; và khi khi tạo ta gán : TL1=155; vì đếm từ 155 đến 255 là đủ 100
lần thì ngắt xảy ra.
Với yêu cầu của bài. Tạo xung tần số 1Khz

Chu kì = 1/10
3
= 0,001
giây=1 mili giây=1000 uS= 1000 chu kì máy. Với 10 cấp tốc độ, tức là
bạn phải tạo ra được xung 10%, 20%, 30%, 40%, …, 90%, 100%.
Khoảng thời gian xung kéo dài 5V là T1. Xung 10% tức là T1/ T=
10%=1/10. Xung 20% T2/T=2/10…PWM(Thay đổi độ rộng xung).
- Xung PWM: Đưa ra mở transitor, xung với độ rộng lớn hơn transitor sẽ
mở lâu hơn động cơ sẽ quay nhanh hơn,dĩ nhiên không tuyến tính.
Không có
xung động cơ sẽ không quay, có xung 100% động cơ sẽ quay max.Tuy
nhiên
xung phải lớn hơn 1 mức nào đó thì mới đủ khởi động cho động cơ. Các
đặc
tính này các bạn tham khảo trong giáo trình về máy điện, khí cụ điện, nếu
các bạn cần thông số chính xác.
21
Báo cáo đo lường và điều khiển máy tính
Để có thể thay đổi 10 cấp tốc độ với chu kì 1000uS, ta khởi tạo cho ngắt
timer: 100 uS ngắt 1 lần.
III) tổng quan về visual basic
1) Giới thiệu về Visual Basic
Visual Basic (Visual Basic) là sản phẩm của Microsoft, một thành phần

phần của
bộ Visual Studio.
Chức năng: Là một ngôn ngữ lập trình dùng để xây dựng các ứng dụng
chạy trên
môi trường Windows.
Đặc điểm: Trực quan, cung cấp các công cụ thuận lợi cho việc tạo các
giao diện. Cài đặt: từ đĩa CD VB6.0, chạy file setup, thực hiện các bước
theo hướng dẫn. Khởi động: Start/Programs/Microsoft Visual Basic
6.0/Microsoft V Basic 6.0
Phiếu New: standard EXE tạo mới một ứng dụng (Project). Phiếu
Existing: mở
ứng dụng đã có.
Cửa sổ giao diện của Visual Basic thường có các cửa sổ con, qui định
việc ẩn
hiện bằng các thao tác:
- View/Project Explorer: trình bày các thành phần của một ứng
dụng.
- View/Properties Window: trình bày các thuộc tính của đối tượng
được chọn. - View/ Form Layout Window: quy định vị trí xuất hiện
của cửa sổ kết quả.
Mỗi ứng dụng là một chương trình bao gồm các chương trình con tương
ứng với
từng sự kiện. Chọn View/Code để viết và xem mã lệnh của các chương
trình con này. Chọn View/Object để thiết kế giao diện cho ứng dụng. VB
lưu giữ các thông tin của một ứng dụng bằng nhiều tập tin .FRM (nội dung
form), .VBP (chương trình chính),…Vì vậy nên tạo thư mục riêng cho từng
ứng dụng.
2) Các thao tác cơ bản khi xây dựng ứng
dụng
22

Báo cáo đo lường và điều khiển máy tính
2.1. Tạo mới một ứng dụng, mở một ứng dụng sẵn có: thao tác như đã
nói trong
mục trên.
2.2. Lưu một ứng dụng: chọn biểu tượng Save Project, đặt tên cho các tập
tin .FRM,
.VBP. Chú ý rằng phục vụ cho cùng một ứng dụng có nhiều
tập tin.
2.3. Tạo một đối tượng (ô điều khiển): chọn loại đối tượng trong Toolbox
rồi vẽ lên
form.
2.4. Quy định thuộc tính cho đối tượng: chọn đối tượng, chọn thuộc tính,
xác lập giá
trị cho thuộc tính trong Properties
Window.
2.5. Viết mã lệnh: nhắp đúp lên đối tượng hoặc View/Code rồi viết mã
lệnh tương
ứng. Trên cửa sổ Code có thể chọn đối tượng và sự kiện của đối tượng
trên các combobox.
2.6. Chạy chương trình: F5 hoặc chọn Run/start hoặc chọn nút start trên
thanh công
cụ.
2.7. Thoát khỏi VB: như các ứng dụng khác trên
windows
3) Các khái niệm cơ bản.

3.1. Đối tượng và các khái niệm liên
quan.
Hoạt động của một chương trình VB hầu như đều liên quan đến một số
các đối

tượng nào đó. Các đối tượng này có thể là Form, có thể là các ô điều
khiển như
Label, Textbox, Command Button,…Một đối tượng có thể có các thành
phần sau:
+ Thuộc tính (property): quy định những tính chất của đối tượng như
kích thước,
màu sắc, vị trí, giá trị,…
Cú pháp: <Tên_đối_tượng>.<tên thuộc tính>=<giá trị thuộc
23
Báo cáo đo lường và điều khiển máy tính
tính>
Ví dụ: txt1.text="Visual Basic"
Các thuộc tính thông dụng của các đối
tượng:
- Name: tên để phân biệt với đối tượng khác, dùng để truy xuất đến các
giá trị
thuộc tính của đối tượng. Tên không chứa khoảng trống, không gõ dấu
tiếng Việt.
Tên của các đối tượng nên đặt kèm theo phía trước là loại của đối
tượng đó:
Form: frm, TextBox: txt, Command: Cmd, Label: Lbl, ComboBox:
Cmb,…để thuận lợi cho việc khai báo biến về sau.
- Caption: Tiêu đề của đối tượng.
- Font: qui định font chữ cho đối tượng.
- BackColor: màu nền của đối tượng.
- Height, Width: chiều cao, độ rộng của đối
tượng.
- Left, Top: vị trí từ biên trái và biên trên đến góc trên trái của đối
tượng.
- Visible: hiển thị (true) hay không hiển thị (false) đối tượng khi chạy

ứng dụng.
+ Phương thức (method): hoạt động chủ động (không có tác động bên
ngoài) của
bản thân đối tượng như khi chương trình bắt đầu
chạy,…
+ Sự kiện (event): hoạt động bị động của đối tượng như xảy ra khi kích
chuột,…
Cú pháp <Tên_đối_tượng>.<tên phương
thức>
Ví dụ Form1.show
3.2. Phương pháp lập trình hướng sự
kiện.
+ Dùng giao diện để tương tác giữa người dùng và chương
trình. + Người dùng phải hoạch định thứ tự cho các sự kiện.
+ Thứ tự các đoạn mã lệnh ứng với các sự kiện là không quan
24
Báo cáo đo lường và điều khiển máy tính
trọng. + Trên một đối tượng có thể có nhiều sự kiện khác
nhau.
4. Các đối tượng cơ bản.
4.1. Form
Là đối tượng chứa một số đối tượng khác của một ứng dụng. Khi chạy
nó là màn
hình giao diện của ứng dụng.
Một số sự kiện của form:
- Initialize: được hệ thống kích hoạt đầu tiên nên có thể dùng để thiết
lập các
thuộc tính ban đầu cho form
25