Tài liệu hướng dẫn thực tập công nhân điện tử viễn thông part 5 docx

Xưởng điện tử Bài 7:Giám sát và điều khiển
Thực tập công nhân
Trang 37
ANL <dest-byte>,<src-byte>: thực hiện phép toán AND từng bít giữa hai toán
hạng được chỉ ra trong lệnh và lưu kết quả vào toán hạn đích. Các cờ không bị ảnh
hưởng.
CJNE <dest-byte>,<src-byte>,rel : So sánh và nhảy nếu không bằng. Cờ nhớ
được set bằng 1 nếu giá trị nguyên không dấu của toán hạn trước nhỏ hơn giá trị
nguyên không dấu của toán hạn sau. Ngược lại cờ nhớ bị xoá.
CLR bit: Xoá bít.
CPL bit: Lấy bù bit.
DEC byte: Byte chỉ ra trong lệnh được giảm đi 1, cờ nhớ không bị anhư hưởng.
DIV AB: chia số nguyên không dấu 8 bit chứa trong thanh chứa cho số nguyên
không dấu 8 bít chứa trong thanh ghi B. Thương số chứa trong thanh chứa A còn
dư số chứa trong thanh ghi B.
DJNZ <byte>,<rel-addr): giảm byte chỉ ra trong toán hạn đầu trong lệnh và rẽ
nhánh đến địa chỉ được chỉ ra bưởi toán hạn thứ hai trong lệnh nếu kết quả sau khi
giảm khác 0.
INC byte: Byte chỉ ra trong lệnh được tăng bởi 1, cờ nhớ không bị anhư hưởng.
JB bit,ret : Nhảy nếu bít được set bằng 1.
MOV dest-byte>,<src-byte> : Di chuyển nội dung của toán hạng nguồn đến toán
hạn đích.
MUL AB: Nhân các số nguyên không dấu 8 bit chứa trong thanh chứa A và trong
thanh ghi B. Byte thấp của tích số 16 bit được cất trong thanh chứa cong byte cao
cất trong thanh ghi B.
RL A: 8 bít trong thanh chứa A được quay trái 1 bit.
SETB <bit>: Set bit bằng 1.
Một số ví dụ.
Chương trình hiển thị giây và phút dùng bộ định thời.
#include <Rc51Regs.inc>
GIAY EQU 31H ; Địa chỉ của RAM lưu giá trị của giây

PHUT EQU 32H ; Địa chỉ của RAM lưu giá trị của phút
ORG 00H
LJMP MAIN
ORG 001BH ;Vector của bộ định thời 1
LJMP T0ISR
ORG 0030H
MAIN: MOV R1,#0
MOV GIAY,#0
MOV PHUT,#0
LAP: MOV A,GIAY
CJNE A,#60,HT
INC PHUT
MOV GIAY,#00H
MOV A,PHUT
CJNE A,#60,HT
MOV PHUT,#00H
Xưởng điện tử Bài 7:Giám sát và điều khiển
Thực tập công nhân
Trang 38
HT: MOV A,GIAY
ACALL HTGIAY
MOV A,PHUT
ACALL HTPHUT
MOV TMOD,#12H
MOV IE,#8AH ;Cho phép ngắt do các bộ định thời
SETB TF1 ; Buột ngắt do bộ định thời 1
CJNE R1,#100,LAP
MOV R1,#0
INC GIAY
LJMP LAP

; Chương trình ngắt
T0ISR: CLR TR1
MOV TH1,#HIGH(-10000)
MOV TL1,#LOW(-10000)
SETB TR1
INC R1
RETI
; Chương trình con hiển thị giây
HTGIAY: MOV B,#10
DIV AB
ADD A,#10H
MOV P2,A
ACALL DELAY
MOV A,B
ADD A,#00
MOV P2,A
ACALL DELAY
RET
; Chương trình con hiển thị phút
HTPHUT: MOV B,#10
DIV AB
ADD A,#30H
MOV P2,A
ACALL DELAY
MOV A,B
ADD A,#20H
MOV P2,A
ACALL DELAY
RET
DELAY: MOV R0,#200

DJNZ R0,$
RET
END

Chương trình sử dụng ngắt ngoài 0.
Xưởng điện tử Bài 7:Giám sát và điều khiển
Thực tập công nhân
Trang 39
#include <Rc51Regs.inc>
ORG 00H
LJMP MAIN
LJMP EXOISR ;Địa chỉ vector EXT 0
ORG 001BH
LJMP T0ISR
ORG 0030
MAIN:
SETB IT0 ; Tác động cạnh âm
MOV TMOD,#11H
MOV IE,#81H ; Chỉ cho phép EX0
LJMP $
EXOISR:
SETB TF1 ; Buột ngắt do bộ định thời 1
SETB ET0
SETB ET1 ; Cho phép các ngắt do bộ định thời
RETI
T0ISR: CLR TR1
MOV TH1,#HIGH(-50000)
MOV TL1,#LOW(-50000)
SETB TR1
CPL P0.1 ; Tạo xung ra

RETI
END

3. Điều khiển công suất.
- Điều khiển tải DC:
R1
Q2
R0
Vcc
p1.0
Rtai

Đây là sơ đồ điều khiển khá đơn giản cả về phần cứng lẫn phần mềm, tuy
nhiên sơ đồ thường chỉ áp dụng để điều khiển các tải DC công suất nhỏ.
dm
on
T
dmhd
I
T
T
dtI
T
I
on
==
∫
0
2
1

T
on
: Thời gian dòng điện chạy qua tải
T
OFF
: Thời gian dòng điện không chạy qua tải
T = T
on
+ T
OFF

Xưởng điện tử Bài 7:Giám sát và điều khiển
Thực tập cơng nhân
Trang 40
Vậy muốn tăng dòng điện qua tải thì ta tăng T
on
. Khi T
on
= T thì dòng điện
qua tải là lớn nhất.
- Điều khiển tải AC:
Ta dùng phương pháp điều khiển góc pha là phương pháp thay đổi góc kích α
của Triac để làm biến đổi điện áp đặt lên tải, khi góc kích α = 0 thì coi như tồn bộ
điện áp lưới đặt lên tải nếu như ta bỏ qua sụt áp trên Triac. Ưu điểm của phương
pháp này là điều khiển liên tục và chính xác hơn.


Q2
Rt

Tai AC
V1
220V
R1
R2
Q1
TRIAC
p1.0
R0
5V






H
ình :Sơ đồ mạch điều khiển
Vtải
I
g

VAC
Hình : Sơ đồ da
ï
n
g
són
g
trên tải

α
Xưởng điện tử Bài 7:Giám sát và điều khiển
Thực tập công nhân
Trang 41
Giá trị điện áp hiệu dụng trên tải
:
U
o
=






∫
π
θ
θ
π
2
0
2
)sin(
2
1
2/1
d
Um

=






∫
π
α
θ
θ
π
d
Um )sin(
1
2
2/1

=
2/1
)
2
2sin
(
2
1







+−
α
απ
π
U
m

=
2/1
)
2
2sin
(
1






+−
α
απ
π
U

Trong đó, U và Um lần lượt là giá trị điện áp hiệu dụng và điện áp đỉnh trên tải
còn α là góc kích dẩn Triac. Từ đây, suy ra công suất trên tải là :
P = U
o
* I
o
=
R
U
2
0
=














+−
2
2sin1
2

α
απ
π
R
U

P =






+−
π
π
π
α
2
2sin
1
2
R
U


Trong đó, P là công suất tiêu thụ trên tải còn R là trở kháng của tải.
Như vậy, công suất tiêu thụ trên tải phụ thuộc vào góc kích dẩn
α, khi góc
kích

α
tăng thì P giảm và ngược lại, tại α= 0 công suất là lớn nhất và bằng công
suất danh định của tải, tại giá trị
α = π công suất tiêu thụ nhỏ nhất P = 0. Nghĩa là,
bằng cách thay đổi góc kích dẩn
α ta sẽ điều khiển được công suất tiêu thụ trên tải.
4. Điều khiển động cơ bước.
- Đặc điểm chung của động cơ bước:
Động cơ bước thực chất là động cơ đồng bộ hoạt động dưới tác dụng của
các xung rời rạc và kế tiết nhau. Khi một xung dòng điện hoặc điện áp đặt vào
cuộn dây phần ứng của động cơ bước, thì roto (phần cảm) của động cơ sẽ quay đi
một góc nhất định, và được gọi là bước của động cơ, khi các xung dòng điện đặt
vào cuộn dây phần ứng liên tục thì roto sẽ quay liên tục.
Vị trí của động cơ bước được xác định bằng số lượng xung và vận tốc của
động cơ tỷ lệ với tần số xung và được xác định bằng số bước/giây.Tính năng làm
việc của động cơ bước được đặc trưng bởi bước được thực hiên, đặc tính góc
(quan hệ của momen địên từ theo góc giữa trục của roto và trục của từ trường
tổng, tần số xung giới hạn sao cho các quá trình quá độ, khi hoàn thành một bước
có thể tắt đi trước khi bắt đầu bước tiếp theo.Tính năng mở máy của độn g cơ,
Xưởng điện tử Bài 7:Giám sát và điều khiển
Thực tập công nhân
Trang 42
được đặc trưng bởi tần số xung cực đại có thể mở máy mà không làm cho roto mất
đồng bộ ( bỏ bước)
Bước của động cơ (giá trị của góc giữa hai vị trí ổn định kế nhau của roto)
càng nhỏ thì độ chính xác trong điều khiển càng cao. Bước của động cơ phụ thuộc
vào số cuộn dây phần ứng, số cực của stato, số răng của roto và phương pháp điều
khiển bứơc đủ hoặc điều khiển nửa bước. Tuỳ theo yêu cầu về độ chính xác và kết
cấu của động cơ mà bước của động cơ thay đổi trong giới hạn từ

0,18
0
÷180
0.
Trong đó: động cơ bước nam châm vĩnh cữu dạng cực móng và có từ trở thay đổi
từ 6
0
÷45
0
, động cơ bước có từ trở thay đổi có góc bước nằm trong giới hạn từ
1,8
0
÷ 30
0
và động cơ bước hỗn hợp có góc bước thay đổi trong khoảng 0,36
0
÷15
0
.
Các giá trị góc của các loại động cơ kể trên được tính trong chế độ điều khiển
bước đủ.
Chiều quay của động cơ bước không phụ thuộc vào chiều dòng điện chạy
trong các cuộn dây phần ứng, mà phụ thuộc vào thứ tự cuộng dây phần ứng được
cấp xung điều khiển.
Số cuộn dây phần ứng ( hay còn gọi là cuộn dây pha) của động cơ bước
đựợc chế tạo từ 2 ÷ 5 cuộn dây pha ( hay còn gọi là bối dây và được đặt đối diện
nhau trong các rãnh ở stato. Đối với cuộn dây phải có hai cuộn dây thì chỉ dùng
cho điều khiển lưỡng cực ( cuộc dây có cực tính thay đổi) với 4 cuộn dây có thể
dùng cho cả hai chế độ điều khiển đơn cực và điều khiển lưỡng cực
Phương pháp điều khiển động cơ bước:

Có 3 phương pháp điều khiển động cơ bước: Đầy bước, nữa bước, vi bước
nhưng ở đây ta chỉ xét trường hợp đầy bước.
Nguyên lý làm việc của động cơ bước là dựa trên sự tác động tương hổ
giữa từ trường của stato và roto, hình thành momen điện từ làm quay roto đi một
góc nhất định. Khi cho xung dòng điện tác động vào cuộn dây pha A A
’
roto sẽ
quay đến vị trí, mà trục từ trường của roto (cũng chính là trục của roto) trùng với
trục từ trường pha A.
Xưởng điện tử Bài 7:Giám sát và điều khiển
Thực tập công nhân
Trang 43
Nếu cắt xung dòng điện vào pha A, cho xung dòng điện tác dụng vào cuộn
dây BB
’
thì véc tơ từ hoá của dòng điện sẽ quay đi một góc là 18
0
, do đó roto cũng
quay đi một góc 18
0
để cho trục của từ roto trùng với trục của từ trường tổng.
Sau đó cắt xung tác động vào pha B và cho dòng điện tác động vào pha A nhưng đổi
dấu thì roto quay tiếp một góc 18
0
. Nếu tính từ góc đầu thì roto đã quay một góc 36
0

Quá trình chuyển phát xung dòng điện tác dụng vào một trong hai pha cho
tới khi roto quay một vòng, động cơ sẽ thực hiện được 20 bước (Còn gọi 20 nhịp)
Quá trình chuyển mạch các cuộn dây điều khiển theo một trình tự (A

+
,B
+
,A
-
, B
-
) và quá trình chuyển mạch theo trình tự (A
+
,B
+
),( A
+
,B
-
,),(A
-
,B
+
),(A
-
,B
-
)
Trong trường hợp này thì trong một chu trình chuyển mạch có 20 nhịp (bước ) và
ở mỗi nhịp có số cuộn dây điều khiển được cấp xung dòng điện cho nhau.
Dạng điều khiển này được gọi là điều khiển bước đủ, hay còn gọi điều
khiển đối xứng.
Điều khiển động cơ bước 1 pha và hai pha theo phương pháp đầy bước
Bảng trạng thái điều khiển động cơ bước

2 pha 4 pha
Bước Pha 1 Pha 2 Bước Pha 1 Pha 2 Pha 3 Pha 4
1 1 1 1 1 0 1 0
2 -1 1 2 0 1 1 0
3 -1 -1 3 0 1 0 1
4 1 -1 4 1 0 0 1


Điều khiển động cơ 2 pha

Xưởng điện tử Bài 7:Giám sát và điều khiển
Thực tập công nhân
Trang 44
Điều khiển động cơ 4 pha

- Từ bảng trạng thái trên ta có thể dùng IC số để tạo mạch điều khiển.
Pha2
VCC
Pha3
U1A
7486
1
2
3
U2A
7473
14
1
3

12
13
2
J
CLK
K
Q
Q
CLR
VCC
U1B
7486
4
5
6
Pha1
State
U2B
7473
7
5
10
9
8
6
J
CLK
K
Q
Q

CLR
U1C
7486
9
10
8
U1D
7486
12
13
11
VCC
Pha4
Clook

- Đặc tính của động cơ bước : Vận tốc của động cơ bước phụ thuộc vào tần số
xung điều khiển.
Đặc điểm vận tốc của roto trên một bước thể hiện tính dao động của động
cơ, đặc tính này có thể được cải thiện bằng việc thiết kế một hộp biến tốc đặc biệt
nhằm hạn chế và loại trừ cộng hưởng để có được hằng số thời gian tốt hơn.
Khi có một xung dòng điện vào cuộn dây stato, roto động cơ không chuyển
động ngay từ góc này sang góc khác mà nó dao động một thời gian cần để quay
5% vòng thì mới đạt được vị trí ổn định. Hằng số thời gian phụ thuộc vào momen
quán tính của từ thông Φ.
Tần số xung càng cao thì hằng số thời gian điện từ sẽ càng ngắn. Nếu xung
điều khiển động cơ có tần số quá cao thì roto sẽ quay liên tục và làm việc quá tần
số giới hạn, ở chế độ này động cơ không thể dừng đột ngột và cũng không thể đảo
Xưởng điện tử Bài 7:Giám sát và điều khiển
Thực tập công nhân
Trang 45

chiều. Muốn thực hiện dừng động cơ cần phải giảm tần số đến vùng làm việc theo
bước.
5. Bàn phím
- Ma trận phím















Đ
ể thực hiện ma trận bàn phím ta dùng phương pháp quét phím. Quét cột và đọc dữ
liệu tại hàng hoặc ngược lại. Theo hình vẽ thì các cột cách nhau 1 đơn vị, các hàng
cách nhau 4 đơn vi.
Vậy giá trị của bàn phím được tính theo công thức sau
Bp= C+h.4
Trong đó: Bp: Giá trị của phím được nhấn.
C: Cột được quét.
H: Hàng có phím nhấn.
Ví dụ: Khi ta quét cột C0 mà phím 4 được nhấn thì H1 nhận được tín hiệu.
Vậy giá trị nhận được của bàn phím là Bp = 0 + 1.4 = 4.

Khi mạch cần nhiều phím thì ta mới tổ chức ma trận phím để giảm số lượng
cổng sử dụng cho bàn phím.
Chương trình hiển thị bàn phím.
#include <Rc51Regs.inc>
phim equ 30h
ORG 0000H
MAIN:
ACALL IN_HEX
ACALL HT
SJMP MAIN
;
IN_HEX: MOV R3,#50
BACK1: ACALL GET_KEY
1 4
2 3
1 4
2 3
1 4
2 3
C3
1 4
2 3
7
1 4
2 3
P1.3
1
H2
2
C

3
F
1 4
2 3
H0
P1.1
1 4
2 3
5
P1.0
1 4
2 3
1 4
2 3
P1.5
E
P1.4
1 4
2 3
D
1 4
2 3
64
1 4
2 3
98
0
1 4
2 3
C0

H1
1 4
2 3
P1.6
J1
CON8
1
2
3
4
5
6
7
8
C1
P1.7
1 4
2 3
H3
A
C2
1 4
2 3
P1.2
B