BAOCAO_dk dong co buoc theo nhiet do.DOC

Báo cáo bài tập lớn môn Vi xử lý
TRNG I HC BCH KHOA H NI
KHOA IN T - VIN THễNG
-------------------o0o-----------------
BàI TậP LớN
Môn: Vi xử lý
Đề tài: Điều khiển động cơ bước theo nhiệt độ
Giáo viên hướng dẫn: Thầy Phạm Ngọc Nam
Sinh viên thực tập: Nhóm 5_ĐT9K47
1.Nguyễn Sỹ Dũng (nt)
2.Nguyễn Minh Đức
3.Nguyễn Tiến Dũng
4.Trịnh Hoàng Long
5.Đào Trần Hùng
6.Nguyễn Tuấn Anh
H Ni.11/2005
1
Báo cáo bài tập lớn môn Vi xử lý
Lời mở đầu
Trong cuộc sống hiện đại ngày nay các ứng dụng về điều khiển tự động
đang trở thành gần gủi với hầu hết mọi ngời. Là một sinh viên khoa Điện tử
viễn thông sau khi đã học xong môn Vi xử lý chúng em thiết nghĩ mình có thể
làm một số ứng dụng nhỏ về áp dụng những kiến thức về Vi xử lý và các Vi
điều khiên thông dụng. Đề tài của bọn em là dựa vào sự biến đổi của nhiệt độ
để đa ra tín hiện điều khiển tốc độ của động cơ bớc thông qua một Vi điều
khiển thông dụng.
Chúng em xin chân thành cám ơn thầy Phạm Ngọc Nam đã hết lòng
giúp đỡ bọn em trong việc hoàn thành đề tài này.
2
Báo cáo bài tập lớn môn Vi xử lý
Ch ơng I

Mở đầu
I. Đặt vấn đề
Ngày nay với sự phát triển của công nghệ vi điện tử các hệ thống điều
khiển dần dần đợc tự động hoà. Với những kỹ thuật tiên tiến nh vi xử lý, vi
điều khiển đ ợc ứng dụng vào các lĩnh vực điều khiển thì các hệ thống điều
khiển cơ khí thô sơ, với tốc độ xử lý chậm ít chính xác đợc thay thế bằng các
hệ thống điều khiển tự động với các lệnh chơng trình đã đợc thiết lập trớc.
Trong quá trình sản xuất ở các nhà máy, xí nghiệp,việc đo và khống chế
nhiệt độ tự động là một yêu cầu hết sức cần thiết và quan trọng. Vì nếu nắm
bắt đợc nhiệt độ làm việc của hệ thống, dây chuyền sản xuất ,giúp ta biết đ -
ợc tình trạng làm việc của các yêu cầu và có những xử lý kịp thời để tránh h
hỏng và giải quyết các xự cố xảy ra.
Để đáp ứng đợc yêu cầu đo và không chế nhiệt độ tự động, thì có nhièu
phơng pháp để thực hiện. Nghiên cứu khảo sát các vi xử lý và vi điều khiển,
nhóm chúng em đã thấy rằng việc khống chế nhiệt độ bằng động cơ bớc có
nhiều u điểm nh: dễ dàng điều khiển vận tốc động cơ để khống chế nhiệt độ
nhờ vào quạt gió
Do trong điều kiện hạn chế về kinh tế, thời gian và trình độ nên nhóm
chúng em chỉ dừng lại ở việc mô phỏng điều chỉnh vận tốc động cơ tự động
theo nhiệt độ môi trờng và phần nhiệt độ môi trờng này đợc hiện thị thông qua
Led 7 thanh.
3
Báo cáo bài tập lớn môn Vi xử lý
II. Mục đích Thiết kế
- Phát huy những thành quả ứng dụng của vi điều khiển và vi xử lý tạo ra
những sản phẩm tiên tiến có độ tích hợp cao về công nghệ.
- Việc thực hiện đề tài này giúp chúng em đợc tiếp cận với thực tế, phát
huy những kiến thức đã đợc học trong môn Vi xử lý.
- Qua đây có thêm nhiều kinh nghiệm giúp ích sau khi ra trờng có thể
tham gia ngay vào các hoạt động sản xuất trong xã hội.

III . Giới thiệu về nội dung đề tài
1. Đề tài
Điều khiển tốc độ động cơ theo sự biến đổi của nhiệt độ môi trờng
2. Chức năng của hệ thống
- Đo, xử lý và hiện thị nhiệt độ của môi trờng thông qua hệ thống LED7
thanh.
- Điều khiển tốc độ động cơ bớc theo nhiệt độ của môi trờng. Khi nhiệt độ
tăng thì vận tốc động cơ (cánh quạt ) tăng và khi nhiệt độ giảm tốc độ giảm.
Động cơ có khả năng đảo chiều quay để phục vụ nhiều mục đích khác nhau.

Ch ơng II
Thiết kế
4
Báo cáo bài tập lớn môn Vi xử lý
i. Nhiệm vụ thiết kế
- Thiết mạch đo nhiệt độ và điều khiển động cơ bớc theo nhiệt độ sử
dụng máy tính .Vậy ta cần trình tự thiết kế nh sau :
+ Mạch cảm biến
+ Bộ chuyển đổi số tơng tự
+ Mạch Vi điều khiển
+ Bộ giải mã địa chỉ và hiện thị nhiệt độ thông qua LED7
+ Thiết kế khối công suất cho động cơ
+ Viết chơng trình điều khiển
I. Sơ đồ khối hệ thống

x
Nhit
mụi
trng
Sensor ADC

Vi iu
khin
Khi
Cụng
sut
ng
c
Bc
Hin
th
5
Báo cáo bài tập lớn môn Vi xử lý
(1) Bộ cảm biến ghi lại sự thay đổi nhiệt độ của nguồn nhiệt và chuyển về
đại lợng điện.
(2) Bộ biến đổi ADC chuyển tín hiệu Analog thành tín hiệu Digital đa
vào Mạch ghép nối .
(3) Khối Vi điều khiển có nhiệm vụ nhận tín hiệu số từ khối ADC và đa
vào xử lý cho ra tín hiệu hiện thị và xuất xung điều khiển ra khối công
suất.
(4) Mạch công suất có tác dụng điều khiển động cơ
(5) Động cơ bớc
(6) Khối hiện thị hiển thị nhiệt độ môi trờng hiện thời
II. Thiết kế và phân tích nguyên lý của từng khối
1.Bộ cảm biến

Để đo đợc nhiệt độ cần có một đầu đo thích hợp. Đầu dò là một cảm
biến nhiệt độ có nhiệm vụ chuyển từ nhiệt độ môi trờng qua tín hiệu điện.
Có rất nhiều loại cảm biến khác nhau nhng đối với hệ thống này ta sử dụng
IC cảm biến. Các IC cảm biến có độ chính xác cao, dễ tìm và giá thành rẻ.
Một trong số đó là LM35, là loại thông dụng trên thị trờng hiện nay đồng

thời nó có những đặc tính làm việc phù hợp với thiết kế chi tiết của mạch.
a. Một số đặc tính kỹ thuật của LM35
- LM35 có độ biến thiên theo nhiệt độ 10mV /1
o
C
- Độ chính xác cao, tính nay cảm biến nhiệt độ nhạy, ở nhiệt độ 25
o
C nó
có sai số không quá 1%. Với tầm đo từ -55
o
C đến 150
o
C, tín hiệu ra
tuyến tính với những thay đổi kỹ thuật của tín hiệu vào.
- Thông số kỹ thuật
+ Tiêu tán công suất thấp
+ Dòng làm việc 138
à
A 141
à
A
6
Báo cáo bài tập lớn môn Vi xử lý
+ Khoảng điện áp làm việc là 4-30V
+ sai số dòng tĩnh 3
à
A
+ Sự thay đổi dòng theo nhiêt độ là 0,7
à
A/

0
C
- Đặc tính điện
- Theo thông số nhà sản xuất LM35, quan hệ giữa nhiệt độ và ngõ ra
điện áp ra nh sau :
V
out
= 250mV tại 25
0
C
1500mV tại 150
0
C
55mV tại -55
0
C
b. Thiết kế mạch cảm biến dùng LM335 :
c. Tính toán và lựa chọn linh kiện
Ta chọn R sao cho R= Vs/50uA
2. Mạch ADC
a. Giới thiệu về ADC 0804
7
TXD
*
RXD
*


P
0

P
1
P
2
P
3


INT\
*
1
INT\
*
0

TIMER2
TIMER1
PORT ni tip

EA\ RST PSEN ALE


Rom
4K-8051
OK-8031
CPU
Caực port
I\O