Dieu khien do va cat chieu dai dung VXL

Chương 1: Thuyết minh Thiết kế và vận hành mô hình
máy đo và cắt chiều dài.
I.
Giới thiệu chung
II.
Nguyên lí làm việc
III.
Các Lưu đồ điều khiển hệ thống

1
1
2
8

Chương 2: Thiết kế phần cứng
1.
Mạch Vi Xử Lí
2.
Khối tạo địa chỉ
3.
Khối giao tiếp Vi xử lý và RAM(62256)
4.
Khối đếm xung
5.
Khối hiển thị
6.
Khối bàn phím
7.
Khối Mạch động lực
8.
Mạch đóng ngắt dao

Chương 3: Điều Chỉnh Vị Trí Động Cơ DC
I.
Khái niệm
II. Điều khiển vị trí dùng các vòng phản hồi
III. Thuật toán điều khiển PID
IV. Điều khiển vị trí dùng logic mờ

13
13
15
18
19
20
21
22
23
25
25
25
26
39

Chương 4:
A.
Động Cơ DC
41
Đặc tính cơ của động cơ DC kích từ
độc lập hoặc kích từ kích thích song song
41
II.

Đặc tính cơ của động cơ kích từ nối tiếp
49

III.

Các phương pháp điều chỉnh tốc

độ động cơ điện một chiều
B.
Bộ giải mã vị trí
I.
Encoder số

51
54
54

Chương 5: Phụ lục
A.
Giới Thiệu Vi Xử Lý AT89C52
B.
Giới Thiệu Các IC Sử Dụng Trong Đề Tài

59
59
74

C.

80

Chương trình điều khiển


Chương1:
Thuyết minh Thiết kế và vận hành mô hình
máy đo và cắt chiều dài

.

I.Giới thiệu chung:
1.1 .Sơ đồ nguyên lý mô hình máy đo và cắt

chiều dài:

1.2. Bộ điều khiển mô hình máy cắt dùng để điều khiển 1
động cơ điện 1 chiều cùng với con lăn kéo chiều dài đối tượng
cần cắt được cuộn trong Robbin , động cơ chạy với tốc độ tùy
thuộc chiều dài, thời gian cài đặt. Điều khiển 1 dao cắt để cắt
đối tượng khi động cơ đã kéo đúng chiều dài. Trong quá trình
mô hình vận hành tín hiệu phản hồi được lấy về từ Encoder
đưa vào bộ điều khiển xử lý, xuất tín hiệu điều khiển động cơ
và dao cắt.
1.3. Bộ điều khiển sử dụng điện áp +5V lấy từ điện áp
220v(50Hz) qua bộ chỉnh lưu áp .


1.4. Động cơ điện 1 chiều để kéo đối tượng sử dụng áp+
24V, kích tư + 24V, vì động cơ củ nên thông số không đầy đủ.
Một dao cắt được làm từ Role sử dụng áp +110V.

1.5.Ngoài ra trong mô hình còn sử dụng hệ thống hãm
bằng cơ khí gắn liền với Robbin.
II.Nguyên lí làm việc:

1.1 Nguyên lí làm việc của thiết bị điều khiển mô
hình máy cắt
mô tả trong hình dưới đây:

và cắt.

Hình 2: Sơ đồ nguyên lý bộ điều khiển máy đo

Trong đó:
Udk1: Điện áp điều khiển mạch động lực động
cơ, có dạng áp xung với chu kì T cố định, T1 thay đổi tùy NFP
Udk2 : Điện áp điều khiển Relay đóng ngắt dao.
NFP : Sốxung phản hồi về từ Encoder.
NSP : Số xung đặt tương ứng với chiều dài cần
cắt.
Umax : Điện áp cung cấp cho mạch động lực
điều khiển động cơ.


tượng.

Vi trí đặt : Chiều dài, thời gian cần đo và cắt đối

Khối hiển thị, bàn phím: khối hiển thị hiển thị
chiều dài, số lần cắt. Khối bàn phím nhập chiều dài, thời gian
thực hiện 1 lần cắt.

Khối điều khiển: Nhận tín hiệu từ Bàn phím, số
xung NFP phản hồi từ Encoder. Đồng thời xuất tín hiệu điều
khiển Led 7 đoạn, tín hiệu Udk1, Udk2 điều khiển động cơ,
dao cắt.
1.2.Điều khiển động cơ: Nguyên lí điều khiển theo sai
lệch của bộ điều khiển được thực hiện trong khối điều khiển.
Các tín hiệu được tổng hợp bằng phương trình sau:
DUTY _ CYCLE =

100 KP.EN
U max

(1)

Trong đó:
Kp: hệ số khuyếch đại tỉ lệ theo phương pháp
điều khiển vòng kín PID mà trong trường hợp này ta chỉ sử
dụng khâu P. Hệ số KP phụ thuộc vào đặc tính động cơ.
EN : Sai số giữa tín hiệu đặt và tín hiệu phản hồi.
EN =

NSP – NFP.

(2)

DUTY_CYCLE : Ta gọi là chu kì nhiệm vụ. Nó
được định nghĩa như sau:
DUTY _ CYCLE =

100T 1

T

(3)

Tín hiệu điều khiển Udk1 được tạo ra nhờ bộ điều khiển
số. Nó có dạng xung với tần số T cố định. Biên độ thay đổi
giữa 2 mức 0V, 5V. Khi DUTY_CYCLE thay đổi thì áp ra mạch
động lực Udc cung cấp cho động cơ thay đổi khi đó tốc độ
động cơ thay đổi theo.
Dựa vào biểu thức (1), Kp không đổi , DUTY_CYCLE thay
đổi theo EN :
dừng.

EN = 0, DUTY_CYCLE = 0 , Udc =0 , động cơ

EN=NSP, DUTY_CYCLE = 100 , Udc= Umax , động
cơ hoạt động ở chế độ định mức.


Ta có:

Udc =

U max T 1
T

(4)

1.3. Điều khiển dao cắt: Dao cắt đóng ngắt theo
Udk2.

Udk2 là tín hiệu số giống như Udk1 , khi DUTY_CYCLE
= 0, Udk2 =0, Relay hở, dao cắt đóng xuống. Khi
DUTY_CYCLE > 0, Relay đóng dao được kéo lên.
1.4. Đặc tuyến điều khiển động cơ có dạng sau:
Điều khiển đo chiều dài thực chất là điều khiển vị trí.
Điều khiển cho động cơ quay tới góc quay xác định mà
không có vọt lố do tính chất của máy.
Đặc tuyến cần điều khiển có dạng sau:

Có rất nhiều phương pháp điều khiển để đạt được đặc tính
mong muốn như hình 3, đạt độ chính xác cao mà giá thành lại
rẻ, như phương pháp PID tương tự, số, điều khiển mờ v.v.
Phương pháp PID bằng thực nghiệm của Zeigler và Nichols ,
đòi hỏi cần có các thiết bị đo chính xác và các điều kiện
nghiêm ngặt đưa hệ thống vào chế độ dao động lúc đó chúng


ta mới xác định các thông số của bộ điều khiển, nếu ta biết đối
tượng ta là gì thì rất dễ dàng điều khiển. Phương pháp điều
khiển mờ ta không cần xác định đối tượng của ta như thế nào,
ta chỉ cần dựa vào kinh nghiệm điều khiển đối tượng, ta thành
lập bộ luật điều khiển và tùy thuộc vào tình huống mà hệ
thống đưa ra 1 luật trong bộ luật điều khiển đối tượng. Bộ điều
khiển càng chính xác nếu người điều khiển có nhiều kinh
nghiệm. Các phương pháp này được trình bày chi tiết hơn ở
chương sau. Do hạn chế về thời gian, thiết bị đo, kinh nghiệm
với luận văn này chỉ sử dụng phương pháp điều khiển P số.
Phương pháp P số ta phải xác định KP trong biểu thức (1) .
Khi KP đã xác định ta có giá trị DUTY_CYCLE thay đổi theo
EN.

Điều cần quan tâm lúc này là làm thế nào để xác định KP.
Ta có:
0≤

DUTY_CYCLE ≤

100 KP.NSP
.
U max

Mà ta có 0 ≤
DUTY_CYCLE ≤ 100 mới có nghĩa với tín
hiệu điều khiển Udk1 do đó:
100 KP.NSP
U max
≤ 1 hay KP ≤
.
U max
NSP

KP ≤

U max
.
NSP

(4)

Dựa vào (4) ta có nhận xét sau:
NSP càng lớn nếu KP càng nhỏ. Nếu vị trí đặt càng

nhỏ mà NSP càng lớn thì sai số càng nhỏ. Do dó thông thường
hệ số KP rất nhỏ. Để tiến hành điều khiển ta chọn 1 vài hệ số
KP tùy chọn nào đó đưa vào bộ điều khiển cho mạch hoạt
động quan sát ngõ ra nếu có sai số thì ta tiến hành thay đổi hệ
số KP sao cho đạt kết quả với sai số cho phép. Ta có đặc tuyến
DUTY_CYCLE có dạng sau:


ta định nghĩa :
HSTGG =

T '−T '1
T'

Trong đó HSTGG :Hệ số thời gian giảm
T’ : Thời gian đặt cho mỗi lần cắt
T’1 : Thời gian mà ta gán DUTY_CYCLE là hằng số lớn
hơn 0. Dựa vào đặc tuyến này ta có thể hình dung quá trình
điều rất rõ ràng.
Giả sử ta chọn DUTY_CYCLE = 100 trong khoảng thời
gian T’1, Khi thời gian còn xa T’ thì ta cho động cơ hoạt động
với điện áp định mức nghĩa là chạy với tốc độ cho phép tối đa.
Khi thời gian lớn hơn T’1 và tiến gần đến T’ nghĩa là gần đến
giá trị mong muốn, thì ta tiến hành giảm DUTY_CYCLE theo
qui luật nào đó để khi đến giá trị đặt thì DUTY_CYCLE = 0, lúc
đó động cơ dừng. Tùy vào đặc tính động cơ như thế nào mà ta
chọn HSTGG hay hệ số góc K cho phù hợp.


Tại t=0 tacó

DUTY_CYCLE:

D=

100 KP.NSP
U max

d1 =

100 KP.EN
U max

Tại t=T’1

d1 − D = −

K =−

(5)

100 KP.NFP
U max

T'
(T '−T '1)
=−
100.KP.NFP.U max
100.KP.EN .U max

(6)

Từ ( 5) ta có:
HSTGG =

NFP
NSP − NFP

(7)

Từ (5) và (7) ta có:

KP =

d1.U max .(1 + HSTGG )
100.NSP

(8)

Trong đó:
d1 :Ta chọn tùy ý tùy thuộc vào thời gian đặt, tốc
độ kéo đối tượng.
HSTGG: Phụ thuộc vào quán tính của động cơ.
0 ≤ d1 ≤ 100,

0 ≤ HSTGG ≤ 1

Ví dụ: Ta muốn động cơ quay đến giá trị 5000 xung tính
theo ngõ ra Encoder , trong thời gian 5 giây .
Ta có: T’=5s, NSP=5000xung, Umax=24V, xác định KP ?

Giải:
Chọn d1=100, HSTGG=0.5.
KP=(100*24(1+0.5))/(100*5000) = 36/5000 (V/vòng).


Với các số liệu trên thì quá trình điều khiển diễn ra như
sau.

Trong thời gian 2,5s đầu tiên động cơ chạy với tốc độ
tương ứng áp đặt vào 24V. 2,5s còn lại tốc độ động cơ sẽ giảm
cho đến khi dừng hẳn thì lúc này thời gian cũng vừa đủ 5s.
Như đã trình bày sử dụng phương pháp điều khiển
số khâu P
Lưu đồ giải thuật khâu hiệu chỉnh P:(trình bày phần sau).
Chương trình điều khiển được viết bằng ngôn ngữ máy cho
vi xử lý 8952.
Điện áp Udk1 được lấy từ PC0 của 8255 kết nối với Vi xử
lý. Điện áp này được đưa đến mạch động lực điều khiển điện
áp cung cấp cho động cơ. Udk1 có dạng hình 2, được tạo ra
bằng phần mềm có lưu đồ giải thuật (trình bày phần sau).
NFP số xung phản hồi về qua mạch đếm xung số xung
chứa tối đa trong 2 byte, ngõ ra mạch đếm xung đưa vào
PortA(byte thấp) và PortB(Byte cao) 8255. Sau đó đưa vào vi
xử lí thông qua mạch chốt.
Lưu đồ giải thuật đọc xung phản hồi( trình bày phần sau).
Dữ liệu cần đặt được lấy vào thông qua các phím nhấn.
Lưu đồ giải thuật đọc 1 phím nhập dữ liệu vào (trình bày phần
sau):
Sau khi đã có các dữ liệu vào ta tiến hành tính toán đưa ra
DYTU_CYCLE, tạo áp Udk1, đồng thời ta cũng cho hiển thị

chiều dài, số lượng cần cắt trong quá trình hoạt động. Chương
trình thực hiện nhiều công việc cùng lúc ,vừa phải đếm xung
phản hồi, vừa tạo áp Udk1 liên tục, vừa phải hiển thị Led,
đồng thời phải thường xuyên phải kiểm tra phím nhấn. Lưu đồ
giải thuật toàn bộ chương trình :

III.Các lưu đồ giải thuật điều khiển hệ
thống:
Dựa vào các lưu đồ này ta tiến hành thiết kế mạch cứng và
viết chương trình điều khiển.






Chương 2.
Thiết kế phần cứng.

Khối điều khiển bao gồm mạch giao tiếp giữaVi Xử Lí với
RAM (62256), mạch giao tiếp máy tính qua IC 75176, mạch
mở rộng Port qua IC 8255. Quá trình giải mã địa chỉ tránh
xung đột khi giao tiếp với các khối trên nhờ IC chốt 74573 và
IC 74138.

1) Mạch vi xử lí:

 P0 được nối với JP6 ,chức năng I/O.
 Chân 9 nối mạch Reset. Khi chân Reset được
nhấn Mạch vi xử lí trở về trạng thái như lúc mới

cấp nguồn.
 Chân 31 nối JP1 có 2 chế độ:
 Khi JP2 nối cho Vi xử lí chạy chương trình trong
ROM ngoài.
 Khi JP2 không nối cho vi xử lí chạy chương trình
trong ROM nội.
 Chân 12 ->15 nối đến JP11. Khi cần sử dụng ngắt
ta nối đến các chân nối này.
 Chân 18, 19 : Nối mạch dao động:
 Mạch gồm 2 tụ điện C1, C2 30 pF và thạch anh
11.059 MHz, tạo cho Vi Xử Lí có tần số hoạt động
12MHz, khi 2 tụ điện thay đổi thì tần số dao động
vi xử lí thay đổi theo.


 Chân 10,11: Giao tiếp nối tiếp. Mức áp 1 vào ra là
5V, mức áp vào ra là 0V.
1
3
5
7
9
11
13
15

P1.0
P1.1
P1.2
P1.3

P1.4
P1.5
P1.6
P1.7

2
4
6
8
10
12
14
16

1
2
3
4
5
6
7
8

P1.0/T2
P1.1/T2-EX
P1.2
P1.3
P1.4
P1.5
P1.6

P1.7

P0.0
P0.1
P0.2
P0.3
P0.4
P0.5
P0.6
P0.7

VCC

P1.0
P1.1
P1.2
P1.3
P1.4
P1.5
P1.6
P1.7

40

U14
JP6

PORT 1
C4

10u
9

R1
100

RST

S1

R2
8.2k

T1
T0
/INT1
/INT0

15
14
13
12
18
19

R3

EA/VPP
T1
TO

INT1
INTO

RD
WR
PSEN
ALE/PR

X2
X1

21
22
23
24
25
26
27
28

A8
A9
A10
A11
A12
A13
A14
A15

17

16
29
30

/RD
/WR
/PSEN
ALE

TX
RX

AT89C52
20

2

AD0
AD1
AD2
AD3
AD4
AD5
AD6
AD7

11
10

TXD

RXD

GND

31

1

P2.0
P2.1
P2.2
P2.3
P2.4
P2.5
P2.6
P2.7

39
38
37
36
35
34
33
32

4.7k
VCC

JP1

X1
1
2

11.059MEG
C1
30p
/INT0
/INT1
T0
T1

JP11
1
3
5
7

2
4
6
8

C2
30p

/INT0
/INT1
T0

T1

Sơ đồ kết nối mạch vi xử lí

 Chân 10 nối với chân 4 IC 75176, có chức năng
thu.
 Chân 11 nối với chân 1 IC 75176, có chức năng
phát.
 Ngỏ ra IC 75176 mức áp vi sai (0 - 200mV).
 Các chân /RD(16) nối đến chân /OE(22) của RAM
và chân /RD(6) của 8255 có tác dụng đọc Data
về từ ngoại vi, /WR(17) nối chân /WE của RAM và
nối tới chân /WR(36) của 8255 trong quá trình
xuất Data thì các chân này tích cực, cả hai chân
đều tích cực mức thấp.
 P0 : Trong chu kì truyền, truyền Data và địa chỉ,
ngỏ ra mắc điện trở kéo lên. Từ P0.0 ->P0.7 nối
đến 8 đầu điện trở 10K đầu kia nối lên nguồn, sau
đó nối đến JP12 khi cần sử dụng cho mục đích


khác, nối đến ngỏ vào (chân 2->9) IC 74573, nối
đến ngỏ vào địa chỉ RAM.
 P2 :3 chân (P2.5,P2.6,P2.7) nối đến ngỏ vào tương
ứng A,B,C(1,2,3) IC 74138. Các chân P2.0->
P2.6 nối ngỏ vào địa chỉ RAM.
 Chân ALE nối chân LE IC74573, khi ALE tích cực
địa chỉ được truyền qua. Khi ALE mức thấp, địa chỉ
ngỏ ra giử nguyên cho đến khi ALE tích cực lại.

Xác lập địa chỉ cho mỗi khối trên :
2) Khối tạo địa chỉ: gồm IC 74573, IC 74138,
IC7400:

Hình vẽ minh họa quá trình truy xuất data qua IC chốt:

 IC 74138 các chân G2A(4),G2B(5) tích cực mức
thấp trong trường hợp này ta nối Mass.


 Chân G1(6) tích cực mức cao, được nối lên nguồn.
Không nhất thiết phải nối lên nguồn G1, nối Mass
G2A, G2B, trong những trường hợp khác ta còn có
thể sử dụng chúng để kết hợp việc giải mã địa chỉ.
 Chân /OE (1) IC 74573 tích cực mức thấp ta cho
nối Mass.
 Chân LE(11) nối ALE Vi Xử lí, chức năng chốt, Xác
nhận địa chỉ.
 Byte địa chỉ thấp được chốt giử qua IC 74373.
Các đường địa chỉ thấp đưa vào ngỏ vào IC
74573.
Ngỏ ra IC 74138: có các địa chỉ nền sau :






















Y0:
Y1:
Y2:
Y3:
Y4:
Y5:
Y6:
Y7:

0000H
2000H
4000H
6000H
8000H
A000H
C000H

E000H

Được tạo ra từ 3 bit cao nhất của Byte địa chỉ cao(P2) của
Vi xử Lí .
Kết hợp ngỏ ra chốt địa chỉ IC 74573, 8 bit địa chỉ thấp và
các ngỏ còn lại của P2 (P2.0->P2.5) .
YI:
A15:A16:A17
P2.4 ->P2.0:
A14-> A8
D7->D0:
A7->A0
Địa chỉ truy xuất ứng với từng ngỏ ra YI:
Y0: P2.4 ->P2.0:
Y1 P2.4 ->P2.0:
Y2 P2.4 ->P2.0:
Y3 P2.4 ->P2.0:
Y4 P2.4 ->P2.0:
Y5 P2.4 ->P2.0:
Y6 P2.4 ->P2.0:
Y7 P2.4 ->P2.0:

D7->D0:
D7->D0:
D7->D0:
D7->D0:
D7->D0:
D7->D0:
D7->D0:
D7->D0:

1000H
->1FFFH
2000H
->3FFFH
400H ->5FFFH
6000H
->7FFFH
8000H
->9FFFH
A00H->BFFFH
C000H->DFFFH
E000H->FFFFH


R10

AD0
AD1
AD2
AD3
AD4
AD5
AD6
AD7

U21
AD0
AD1
AD2

AD3
AD4
AD5
AD6
AD7

2
3
4
5
6
7
8
9

ALE

JP13

A8
A9
A10
A11
A12
A13
A14
A15

2
4

6
8
10
12
14
16

1
3
5
7
9
11
13
15

11

A8
A9
A10
A11
A12
A13
A14
A15

2
4
6

8
10
12
14
16

D0
D1
D2
D3
D4
D5
D6
D7

Q0
Q1
Q2
Q3
Q4
Q5
Q6
Q7

VCC

1
3
5
7

9
11
13
15

LE OE
74AC573
GND

VCC

19
18
17
16
15
14
13
12

A0
A1
A2
A3
A4
A5
A6
A7

1

10

AD0
AD1
AD2
AD3
AD4
AD5
AD6
AD7

20

VCC
JP12

VCC

6
4
5

U20
A
B
C
G1
G2A
G2B

VCC

1
2
3

Y0
Y1
Y2
Y3
Y4
Y5
Y6
Y7

GND

A13
A14
A15

16

VCC

15
14
13
12

11
10
9
7

0000 -1FFFH
2000-3FFFH
4000-5FFFH
6000-7FFFH
8000-9FFFH
A000-BFFFH
C000-DFFFH
E000-FFFFH

JP10
1
3
5
7
9
11
13
15

2
4
6
8
10
12

14
16

/CS1

SELECTADD
8

74LS138

sơ đồ nguyên lí mạch tạo địa chỉ

3) Khối tạo địa chỉ:
 8 đường Data nối P0 Vi xử lí.
 2 chân /WR, /RD nối với /WR, /RD vi xử lý.
 A1,A0 nối ngỏ ra IC 74573.
 Chân Reset nối Mass .
 Ngỏ vào chọn chip (/CS) nối Y2.
 Port A:4000H
 Port B: 4001H
 PortC: 4002H
 Thanh ghi điều khiển:4003H.
Trong quá trình xuất Data, khi đã đúng địa chỉ, và
chân /WR được chuyển xuống mức 0, lúc đó Data được xuất
bởi 8255.
Trong quá trình nhận Data về, khi đã đúng địa chỉ, và chân
/RD chuyển mức thì Data được nhận về từ 8255.


A0

A1
/RD
/WR

U18

34
33
32
31
30
29
28
27

D0
D1
D2
D3
D4
D5
D6
D7
9
8
5

36

/CS1

6
35
7

VCC

AD0
AD1
AD2
AD3
AD4
AD5
AD6
AD7

26

VCC

A0
A1

PA0
PA1
PA2
PA3
PA4
PA5
PA6

PA7

PB0
PB1
PB2
PB3
PB4
PB5
PB6
PB7

RD
WR

PC0
PC1
PC2
PC3
PC4
PC5
PC6
PC7

CS
RESET
GND

4
3
2

1
40
39
38
37

JP9

PA0
PA1
PA2
PA3
PA4
PA5
PA6
PA7

1
3
5
7
9
11
13
15

18
19
20
21

22
23
24
25

PB0
PB1
PB2
PB3
PB4
PB5
PB6
PB7

14
15
16
17
13
12
11
10

PC0
PC1
PC2
PC3
PC4
PC5
PC6

PC7

2
4
6
8
10
12
14
16

JP8
1
3
5
7
9
11
13
15

2
4
6
8
10
12
14
16

JP7
1
3
5
7
9
11
13
15

2
4
6
8
10
12
14
16

PA0
PA1
PA2
PA3
PA4
PA5
PA6
PA7

PB0
PB1

PB2
PB3
PB4
PB5
PB6
PB7
PC0
PC1
PC2
PC3
PC4
PC5
PC6
PC7

8255

4) Khối giao tiếp Vi xử lý và RAM(62256):
RAM dung lượng 32K ngoại có địa chỉ truy xuất
8000H->FFFFH.
8 đường địa chỉ (D1->D8) nối đến P0 vi xử lí, (A0-A7) nối (Q0>Q7) IC 74573, (A9->A14 nối P2.0->P2.6 vi xử lí), /WE nối
/WR, /0E nối /RD vi xử lí. Tín hiệu chọn địa chỉ lấy từ chân 6 IC
7400 , đưa vào chân /CE, với điều kiện ngỏ vào 4, 5 IC 7400
cùng nối P2.7(A15).


11

14

VCC

U17

12
13

A8

3
10

74LS00

A15
4
5

/PSEN

8

8000-FFFFH

A0
A1
A2
A3
A4
A5

A6
A7
A8
A9
A10
A11
A12
A13
A14

20

11
12
13
15
16
17
18
19

D1
D2
D3
D4
D5
D6
D7
D8

AD0
AD1
AD2
AD3
AD4
AD5
AD6
AD7
BACKUP

28

VCC

27

WE

/WR

22

OE

CE

7
6

9

U6

10
9
8
7
6
5
4
3
25
24
21
23
2
26
1

GND

/A8
1
2

A0
A1
A2
A3
A4

A5
A6
A7
A8
A9
A10
A11
A12
A13
A14

/RD

14

KM 62256A

JP14
4
2

/RD

3
1

5) Khối đếm xung:

C2

VCC
GND

13
14
7
12

A
VCC
GND
CLR

QA
QB
QC
QD

IC1393B
A
VCC
GND
CLR

QA
QB
QC
QD

3

4
5
6

D4
D5
D6
D7

11
10
9
8

D8
D9
D10
D11

3
4
5
6

D0
D1
D2
D3

VCC

U12
D0
D1
D2
D3
D4
D5
D6
D7

C2

2
3
4
5
6
7
8
9

C3
VCC
GND

1
14
7
2

A
VCC
GND
CLR

QA
QB
QC
QD

C3

VCC
GND

GND

VCC

13
14
7
12

A
VCC
GND
CLR

QA

QB
QC
QD

11
10
9
8

D12
D13
D14
D15

D8
D9
D10
D11
D12
D13
D14
D15

2
3
4
5
6
7
8

9

JP1
1
2

1

CS2
CS1
C1

IC2393B

11

GND

1D
2D
3D
4D
5D
6D
7D
8D
LE
OE

1Q

2Q
3Q
4Q
5Q
6Q
7Q
8Q

10

GND

AD0
AD1
AD2
AD3
AD4
AD5
AD6
AD7

19
18
17
16
15
14
13
12

VCC
AD0
AD1
AD2
AD3
AD4
AD5
AD6
AD7
GND

GND

11

1

1D
2D
3D
4D
5D
6D
7D
8D
LE
OE

GND

1Q
2Q
3Q
4Q
5Q
6Q
7Q
8Q

1
3
5
7
9
11
13
15
17
19

2
4
6
8
10
12
14
16
18
20

VCC
AD0
AD1
AD2
AD3
AD4
AD5
AD6
AD7
GND

CLR
CLR

CS1
CS2

COUNTER
COUNTER

VCC

U13
74HC573/SO

JP5

GND

JP2
1
2
JP3
1
2

JP4
1
2

JP6

20

COUNTER

IC2393A

20

IC1393A

VCC

1
14
7
2

VCC

C1

VCC
GND
CLR

19
18
17
16
15
14
13
12

AD8
AD9
AD10
AD11
AD12
AD13
AD14
AD15

10

GND

AD8
AD9
AD10
AD11
AD12
AD13
AD14
AD15

1
3
5
7
9
11
13
15
17
19

2
4
6
8
10
12
14
16
18
20

AD8
AD9
AD10
AD11
AD12
AD13
AD14
AD15

74HC573/SO

Gồm 2 IC 74393, 2 IC chốt 74573. Mạch chỉ có tác
dụng đếm lên, khi tràn tự động trở về 0. Ngỏ Counter đưa
xung cần đếm vào. Ngỏ CLR có nhiệm vụ xóa tất cả ngỏ ra
74393 về 0, tích cực mức 0 có dạng xung, 2 ngỏ vào chốt
CS1, CS2 có nhiệm vụ lấy đúng 1 giá trị tại 1 thời điểm, cả
2 chân ở mức 0 khi chốt.


Chú ý: Cần phải mắc thêm điện trở kéo lên ở ngỏ ra 2 IC
74573, tránh nhiễu khi đọc vào. Ngỏ ra mạch đếm nối vào
Port A,B của 8255.

6) Khối hiển thị:

o Gồm 6 LED 7 đoạn, IC 74247 giải mã từ số BCD sang mã
LED 7 đoạn.
o 1 IC giải mã địa chỉ 74138. Các Transistor(Tr) C828 kéo
LED. Mạch được thiết kế theo phương pháp quét không

chốt, quét vòng 6 led ,chu kì quét 1 LED không lớn hơn
20mS, đảm bảo cho LED không có hiện tượng nháy.
o Các tín hiệu thực hiện việc quét LED chứa trong BUS truyền
8 bit hay chứa trong 1 thanh ghi. Với 4 bit thấp chứa Data
cần xuất, 4 bit này phải là số BCD, 3 bit cao chứa thông tin
về vị trí LED cần quét. Toàn bộ nội dung trong thanh ghi này
là Data và vị trí 1 LED tại 1 thời điểm xác định.
o Data được đưa đến JP1 ,4 bit thấp được đưa đến ngỏ vào có
tên 1, 2, 4, 8 IC 74247 ngỏ ra IC này gồm 8 Bit tương ứng
mã LED 7 đoạn, sau đó 8 ngỏ ra có tên này được đến
tương ứng với tên mỗi LED. 3 bit cao kế tiếp đưa đến chân


ABC IC 74138 theo thứ tự bit. Tại 1 thời điểm thì trong tất
cả. Ngỏ ra chỉ có 1 ngỏ ra mức 0, do đó ta đã có thể cung
cấp Data cho 1 Led nào đó mà không sợ phải có sự cùng
Data cho nhiều led ,Vì dòng ngỏ ra IC74138 không đủ cho
việc kéo Led, nên Ta phải dùng thêm các Transistor (Tr) để
kéo Led. Vì phải kéo 6 led nên ta cần đến 6 transistor.
Sáu ngỏ ra 6 Tr này nối đến chân nguồn dương của LED 7
đoạn Anot Chung.
o Chú ý: Trong quá trình lắp mạch vào ta phải xác định đúng
chân của các Transitor (ECB) tránh trường hợp mắc nhầm
chân dẫn đến mạch không chạy mặc dù ta thiết kế đúng.
Tùy từng loại IC mà thứ tự chân khác nhau. Trên thị trường
có một số loại Tr thông dụng mà ta cần phải nắm rỏ tránh
việc đáng tiếc xảy ra. Ở đây trình bày một vài Tr thông
dụng .

7) Khối bàn phím:

o Gồm sáu phím, 1 đầu phím nối Mass, 1 đầu phím nối nguồn,
chọn 1 điểm tùy ý để lấy Data sao cho khi phím nhấn thì
điểm này xuống Mức 0. Sáu điểm cần chọn nối vào JP2 .

8) Khối Mạch động lực :

o Khối này gồm các Tr nối Darlington mục đích tăng dòng
ngỏ ra, có các Optron cách li các cấp điện áp. Ap sử dụng
gồm áp 5V, 24V, mạch được nối sao cho cặp Darlington
tầng cuối thay phiên đóng ngắt , ngỏ ra cuối này có điện áp
thay đổi tùy vào sai lệch thời gian dẫn mỗi Tr trong 1 chu
kì T cố định.
o Điện áp đưa vào PC0, giả sử tại 1 thời điểm PC0 mức 1, lúc
đó Q1 dẫn, Q2 ngắt vì điện áp mức 0 do phải qua cổng đảo.
Q1 dẫn , Optron 1 dẫn, cặp Darlington phía trên dẩn,
kéo ngỏ ra lên áp 24V. Giả sử tại 1 thời điểm PC0 mức 0,
lúc đó Q2 dẫn do phải qua cổng đảo, Q1 ngắt vì điện áp
mức 0. Q2 dẫn, Optron 2 dẫn, cặp Darlington dưới dẩn,
kéo ngỏ ra xuống 0V.
o Quá trình cứ tiếp diễn như vậy trong 1 chu kì, ta có áp ra là
áp biến đổi. Mà đối tượng sử dụng áp này là động cơ 1
chiều, do đó cần phải xác định chu kì đóng ngắt thích hợp,
sao cho động cơ nhìn điện áp này là điện áp 1 chiều với các
điều kiện cho phép.


+24V
+5v

R3
4N35

220
1
Q1

R1

Q5
R7
120K

D718
D3
N5404

C828
A617
Q4

3

PC0

4

2

10k

R4

+5v

+24V

1K
D1

R3

4007

0

0

220

00

Udk1

4N35
1

4

3

2

R8
U13A
1

R2
2

828

7404

Q6
I4

Q3

H1061

1k

10k

D718
Q7
R10
120k

D2

D4
N5404

4007

00

0

00

9) Mạch đóng ngắt dao:
+5v

+12v

R5

+110v

220

4
4N35

1

4

1
2

2

K1

4
3

1
2

RELAY SPST
3

R8

PC4

Udk2

R2

Q3

828

K2
3

RELAY SPST

Q6
I4
H1061

1k
10k
D2

R10
120k

4007

0

01

01

02

o Mô hình dao cắt là 1 Relay 110V do đó ta thiết kế 1 mạch
điều
khiển Relay này. Khi Relay đóng tương ứng với dao cắt, ngược
lại dao không cắt.
o Để đóng ngắt Relay này ta điều khiển đóng ngắt 1 Reley
có cấp điện áp nhỏ hơn, Relay này cần áp 12V. Vì áp Udk2

lấy từ PC4 8255 mức áp TTL nên không thể điều khiển
trực tiếp , mà phải qua Optron cách ly 2 cấp điện áp. Vì
Relay 12v có dòng lớn nên ta không thể dùng C828 điều
khiển mà phải dùng Tr có dòng lớn hơn H1061. Khi áp


Udk2 mức thấp Q1 ngắt, Relay 12V ngắt, dao cắt. Khi Khi
áp Udk2 mức cao Q1 ngắt, Relay 12V ngắt, dao kéo lên.

Chương 3:
ĐIỀU CHỈNH VỊ TRÍ ĐỘNG CƠ
DC