Luận văn Thiết kế và chương trình

PHAÀN 2: THIEÁT KEÁ & CHÖÔNG TRÌNH Ngaøy nay coâng ngheä vi xöû lyù phaùt trieån , caùc maïch soá ñaõ ñöôïc tích hôïp thaønh nhöõng vi xöû lyù nhoû ña chöùc naêng vì theá vieäc thieát keá caùc boä ñieàu khieån duøng trong kyõ thuaät ñieàu khieån trôû neân deã daøng hôn ,vaø caùc boä vi xöû lyù naøy ngaøy caøng ñöôïc phoå bieán roäng raõi ,vaø giaù thaønh khoâng cao. Caùc boä ñieàu khieån soá coù nhieàu öu ñieåm hôn so vôùi caùc boä ñieàu khieån töông töï. ñoù laø söï thích hôïp cao veà phaàn cöùng, taän duïng khaû naêng laäp trình ñieàu naøy laøm giaûm giaù thaønh cho saûn phaåm.Khi muoán thay ñoåi ñoái töôïng ñieàu khieån thì chuùng ta chæ caàn laäp trình laïi cho phuø hôïp vôùi ñoái töôïng caàn ñieàu khieån ,vieäc thay ñoåi chöông trình ñieàu khieån laø chuùng ta chæ can thieäp vaøo phaàn meàm ñieàu naøy thì deã daøng hôn laø can thieäp vaøo phaàn cöùng vaø cuõng ñôû toán keùm hôn vì ñeå cho phuø hôïp vôùi ñoái töôïng maø chuùng ta caàn ñieàu khieån thì chuùng ta phaûi thieát keá laïi phaàn cöùng cho töông thích .Ngoaøi ra vieäc ñieàu khieån caùc ñoái töôïng thöôøng döïa vaøo caùc ñònh luaät toaùn hoïc ,vaät lyù… do ñoù vieäc thay ñoåi phaàn meàm thì hieäu quaû hôn vaø ñoä cính xaùc cao hôn Ngaøy nay coâng ngheä maùy tính raát phaùt trieån ,chuùng ta khoâng chæ muoán ñieàu khieån caùc ñoái töôïng maø coøn muoán thu thaäp caùc döõ lieäu cuûa ñoái töôïng löu caùc thoâng tin naøy laïi ñeå so saùnh vaø coù bieän phaùp khaéc phuïc caùc nhöôïc ñieåm cuûa heä thoáng ñeå ñem laïi keát quaû cao nhaát ,ñieàu naøy cuõng trôû neân ñôn giaûn vì caùc vi xöû lyù coù theå laäp trình ñöôïc cho pheùp chuùng ta thöïc hieän ñöôïc mong muoán . Ngoaøi ra caùc maùy tính soá coøn coù theå ñieàu khieån nhieàu ñoái töôïng, nhieàu quaù trình trong cuøng moät luùc baèng caùch phaân keânh ñieàu naøy cuõng ñöôïc can thieäp baèng phaàn meàm. Heä thoáng soá coù theå coù nhieàu caáu truùc khaùc nhau nhöng coù hai daïng chung nhaát laø hai daïng trong hình 1a vaø 1b döôùi ñaây: CAÛM BIEÁN N ADC Digital Controller Clock DAC HTDK C r (t) + - y(t) u(t) u(kt) e(kt) e(t) x (t) Hình 1a: heä thoáng dieàu khieån soá vôùi tín hieäu ñieàu khieån r(t) lieân tuïc N ADC Digital Controll Clock DAC HTDK C CAÛM BIEÁN + - x (t) u(t) u(kt) e(kt) y(t) r (kt) Hình 1b: heä thoáng dieàu khieån soá vôùi tín hòeâu ñieàu khieån r(kt) rôøi raïc Töø hai hình treân ta thaáy: tín hieäu ñieàu khieån laø tín hieäu lieân tuïc doái vôùi boä ñieàu khieån ôû hình 1a vaø laø tín hieäu rôøi raïc ñoái vôùi boä ñieàu khieån ôû hình 1b. ADC - LOØ ÑIEÄN Khuyeách Ñaïi Giao Tieáp Nhaäp Nhieät Ñoä Ñaët Boä Xöû Lyù Trung Taâm Maïch coâng suaát Giao Tieáp Xuaát DATA BUS AC CAÛM BIEÁN Boä bieán ñoåi töông töï –soá (Analog-digital-converter: ADC) chuyeån ñoåi tín hieäu lieân tuïc (thöôøng laø ñieän aùp) thaønh tín hieäu soá vaø cung caáp cho boä ñieàu khieån soá (digital controller) maùy tính. Treân hình 1a thì ADC taùc ñoäng leân tín hieäu sai leäch c(t) giöõa tín hieäu ñieàu khieån r(t) vaø tín hieäu ñaàu ra y(t). coøn treân hình 1b thì ADC cung aáp cho boä ñieàu khieån moãi laàn coù xung Clock. Khoaûng thôøi gian T giöõa hai laàn laáy maãu döõ lieäu goïi laø chu kyø laày maãu, chu kyø laáy maãu naøy coù theå thay ñoåi ñöôïc. Hinh 2: sô ñoà sô löôïc heä thoáng ñieàu khieån ñoä duøng MC8952 Ôû ñaàu ra cuûa boä ñieàu khieån soá ta coù daïng soá, do ñoù noù phaûi ñöôïc bieán ñoåi thaønh tín hieäu lieân tuïc nhôø boä bieán ñoåi soá – töông töï (digital-analog-onverter: DAC). Boä bieán ñoåi naøy nhaän tín hieäu soá töø ñaàu ra cuûa boä ñieàu khieån soá vaø bieán ñoåi thaønh töông töï cöù moãi T giaây laàn. Trong tröôøng hôïp söû duïng vi ñieàu khieån 8952 ñeå taïo boä ñieàu khieån nhieät ñoä. Ñeå töông thích veà maët söû duïng vôùi caùc boä ñieàu khieån PID soá trong coâng nghieäp, döõ lieäu veà nhieät ñoä ñaët seõ ñöôïc nhaäp töø baøn phím vaø löu tröõ trong RAM, döõ lieäu naøy seõ ñöôïc boä ñieàu khieån soá truy caäp ôû moãi chu kyø ñieàu khieån ñeå tính toaùn ñieàu khieån. Do ñoù heä thoáng ñieàu khieån nhieät ñoä naøy l;aø moät daïng cuûa heä thoáng ñieàu khieån soá ôû hình 1a. Töø ñoù ta coù theå hình dung heä thoáng naøy moät caùch sô löôïc nhö treân hình 2. Tuy nhieân ñeå thöïc hieän toát quaù trình giao tieáp giöõa ngöôøi vaø boä ñieàu khieån, heä thoáng caàn phaûi coù moät boä hieån thò ñeå trình baøy caùc döõ lieäu maø ngöôøi söû duïng caàn, vaø moät baøn phím ñeå ngöôøi söû duïng coù theå nhaäp caùc leänh vaø caùc thoâng soá caàn thieát cho quaù trình ñieàu khieån. Caùc chöông tieáp theo trong phaàn naøy seõ laàn löôït trình caùch thöùc tính toaùn, thieát keá caùc khaâu cuûa heä thoáng: boä xöû lyù trung taâm duøng MC8952 CARD thu thaäp döõ lieäu, card ñieàu khieån coâng suaát, baøn phím vaø khoái hieån thò ñoàng thôøi trình baøy caùch thöùc tính toaùn suy luaän vaø ;laäp chöông trình quaûn lyù vaø ñieàu khieån heä thoáng. CHÖÔNG I: THIEÁT KEÁ KIT VI XÖÛ LYÙ AT8952 I. GIÔÙI THIEÄU CHUNG: ä Laø boä xöû lyù trung taâm cuûa boä ñieàu khieån ,coù theå thích öùng vôùi nhieàu öùng duïng khaùc nhau do chöông trình maø noù chöùa nhö : ñieàu khieån ñoäng cô moät chieàu,ñieàu khieån nhieätñoä , ñieàu khieån thieát bò baùo chaùy … Coù nhieäm vuï xöû lyù caùc soá lieäu cuûa boä ñieàu khieån ,giao tieáp vôùi caùc thieát bò ngoaïi vi,giao tieáp maùy tính … Do ñoù kit vi xöû lyù 8952 ñöôïc thieát keá laø kit vi xöû lyù vaïn naêng coù sô ñoà nguyeân lyù nhö treân hình ôû trang keá vôùi caùc tính naêng sau: + coù ngoõ giao tieáp noái tieáp coù khaû naêng giao tieáp vôùi maùy tính hay caùc thieát bò khaùc coù ngoõ giao tieáp noái tieáp theo tieâu chuaån RS232. + Coù bus ra 34 chaân coù theå giao tieáp thu nhaäp, ñieàu khieån caùc thieát bò. + Coù ngoõ ra 10 chaân goàm: 1 chaân nguoàn + 5v, chaân MASS, vaø 8 chaân data coù theå duøng ñieàu khieån boä hieån thò goàm 6 led 7 ñoaïn. + Baèng caùch thay ñoåi chöông trình trong EPPROM maø ta coù theå cho kit chaïy theo moät trong hai cheá ñoä sau: Cheá ñoä 1: Cheá ñoä thöû nghieäm: trong cheá ñoä naøy ta keát noái kit 8952 vôùi maùy tính qua ñöôøng truyeàn noái tieáp. Khi ñoù ta coù theå naïp chöông trình ñieàu khieån döôùi daïng maõ maùy cuûa 8952 töø maùy tính vaøo RAM roài cho chaïy thöû ñeå chænh söõa; truy caäp caùc oâ nhôù treân kit. Cheá ñoä2: Cheá ñoä chaïy: trong cheá ñoä naøy ta söû duïng chöông trình ñaõ hoaøn chænh töø vieäc chaïy thöû trong cheá ñoä 1 naïp vaøo EPPROM. Luùc naøy kit trôû thaønh moät kit ñieàu khieån chuyeân duïng. Töø ñoù ta thaáy roõ ñöôïc ñieåm maïnh cuûa kit laø chæ baèng vieäc thay theá caùc chöông trình trong EPPROM chuùng ta coù theå söû duïng ñöôïc noù nhö moät kit vaïn naêng hay kit ñieàu khieån chuyeân duøng. II. GIÔÙI THIEÄU VEÀ CAÙC LINH KIEÄN CHÍNH TRONG MAÏCH: Microcontroller 8952:ñuôïc trình baøy ôû phaàn lyù thuyeát RAM 6264: RAM 6264 coù caáu truùc 8 KB * 8 Bit coù khaû naêng naïp vaø xoùa döõ lieäu nhieàu laàn moät caùch deã daøng, nhöng döõ lieäu naøy coù ngaøy seõ bò maát khi ngaét nguoàn cung caáp. Ram naøy coù theå ñöôïc laép vaøo maïch khi caàn ñeán boä nhôù döõ lieäu ngoaøi vaø coù theå boû khi khoâng caàn thieát. Caùc chaân cuûa 6264: + Caùc chaân ñòa chæ A0 4 A12: ñònh vò ñöôïc 8KB. + Caùc chaân döõ lieäu DO 4 D7: Cho pheùp xuaát, nhaäp data 8 bit. Quaù trình xuaát döõ lieäu 8bit ñöôïc ñieàu khieån bôûi caùc chaân /CS1 vaø /OE. Quaù trình nhaäp döõ lieäu naøy ñöôïc ñieàu khieån bôûi caùc chaân /CS2 vaø /WE. + Chaân /CS1: Tích cöïc möùc 0 cho pheùp EPROM laøm vieäc. Khi chaân naøy ôû möùc 1 EPROM ôû cheá ñoä standby. + Chaân /CS2: Tích cöïc möùc 1 cho pheùp EPROM laøm vieäc khi chaân naøy ôû möùc 1 EPROM ôû cheá ñoä Standby. Trong öùng duïng naøy chaân naøy ñöôïc keùo leân 1. + Chaân /OE: Tích cöïc möùc 0 cho pheùp xuaát döõ lieäu ra caùc chaân DO 4 D7. + Chaân /We: Tích cöïc möùc 0 cho pheùp nhaâïp döõ lieäu vaøo caùc chaân DO 4 D7 ñeå löu vaøo RAM. c.IC 74LS373: Laø thanh ghi choát 8 bit khi truy xuaát boä nhôù ngoaøi. Noù goàm 8 D-FF coù ngoõ ra 3 traïng thaùi ñöôïc ñieàu khieån choát vaø xuaát döõ lieäu baèng chaân G vaø chaân /OC. d.IC 74LS245: Laø boä ñeäm döõ lieäu hai chieàu 3 traïng thaùi coù theå ñieàu khieån ñöôïc. Noù ñöôïc duøng ñeå ñeäm döõ lieäu vaøo ra tröôùc khi qua bus 34 chaân. Caùc chaân cuûa IC 74LS245: + Caùc chaân döõ lieäu A1 4 A8 vaø B14 B8: Laø hai ngoõ Data 8bit. Quaù trình ñeäm döõ lieäu qua laïi giöõa hai ngoõ naøy ñöôïc ñieàu khieån bôûi hai chaân /G vaø DIR. +Chaân /G: Tích cöïc ôû möùc 0 cho pheùp boä ñeäm hoaït ñoäng. +Chaân /DIR: Khi boä ñeäm trong traïng thaùi hoaït ñoäng, neáu chaân DIR ôû möùc logic 1 thì döõ lieäu ôû caùc chaân A1 4 A8 seõ ñöôïc ñeäm sang caùc chaân B14 B8. Coøn neáu chaân DIR ôû möùc logic 0 thì döõ lieäu seõ ñöôïc ñeäm theo chieàu ngöôïc laiï. e..IC Max232 Laø IC duøng ñeå truyeàn döõ lieäu leân maùy tính theo caùch truyeàn noái tieáp CHÖÔNG II: THIEÁT KEÁ BAØN PHÍM VAØ KHOÁI HIEÅN THÒ I. THIEÁT KEÁ MAÏCH BAØN PHÍM Hieän nay caùc baøn phím cuûa caùc baøn phím ñieàu khieån cuûa caùc boä ñieàu khieån soá thoâng thöôùng coù khoaûng 4 hay 6 phím ñeå tieän lôïi cho ngöôøi söû duïng em seõ söû duïng loaïi baøn phjím coù 6 phím vôùi caùc phím sau: + START/STOP + FUCTION + ENTER + Nuùt taêng +Nuùtgiaûm Hình sô ñoà nguyeân lyù maïch baøn phím Baøn phím ñöôïc thieát keá nhö laø moät thieát bò ngoaïi vi, noù chieám moät keânh ra treân bus 34 chaân. Traïng thaùi cuûa caùc phím seõ ñöôïc ñoïc veà port vi xöû lyù nhö laø moät data 8 bit treân bus. Sau ñoù boä vi xöû lyù seõ xem xeùt traïng thaùi caûu caùc bit ñeå nhaän bieát caùc phím ñöôïc nhaán. Ñeå maïch phaàn cöùng ñôn giaûn ta seõ choáng doäi cho baøn phím baèng phaàn meàm: traïng thaùi nhaán cuûa moät phím chæ ñöôïc coâng nhaän khi noù giöõ nguyeân traïng thaùi naøy trong moät soá laàn ñoïc lieân tieáp (khoaûng 45ms). Sô ñoà nguyeân lyù cuûa maïch baøn phím ñöôïc trình baøy hình treân. trong maïch naøy em söû duïng IC 75LS245 ñeå taïo taàng ñeäm giöõa khoái phím nhaán vôùi bus 34 chaân. Ñeå ñoïc traïng thaùi khoái phím nhaán ta cho thöïc thi moät leänh ñoïc döõ lieäu ôû keânh naøy, Em cho chaân 1( DIR) noái vôùi nguoàn vaø chaân 19 (G) cho xuoáng ñaát ñeå cho 74245 luoân ôû traïng thaùi saün saøng chôø leänh khi coù tín hieäu töø nuùt nhaán thì qua maïch ñeäm 74245 seõ ñeán caùc port 1 cuûa vi xöû lyù . II. THIEÁT KEÁ KHOÁI HIEÅN THÒ: Hình sô ñoà maïch khoái hieån thò Ñoái vôùi maïch hieån thò döõ lieäu qua IC ñeäm 74573 cho ra 8 ñöôøng tín hieäu töø D0…D7, +Töø ñoù ta choïn IC giaûi maõ LED 7 ñoaïn laø 74247. Ñaây laø loaïi IC giaûi maõ cho LED 7 ñoaïn loaïi maéc cöïc A chung, noù cho hieån thò soá 6 va soá 9 vôùi caùc neùt ñaày ñuû. Caùc chaân ngoõ vaøo 1,2, 4 vaø 8 seõ laàn löôït ñöôïc noái vôùi caùc chaân D0.D1,D2,D3 +Vôùi 3 ñöôøng tín hieäu D4,D5,D6 cho qua IC 74138 ñeå laøm tín hieäu choïn led .Caùc ngoõ ra choïn LED hieån thò cuûa74LS138 seõ ñöôïc ñöa ra kích hoaït caùc transitor ñeå naâng doøng cung caáp cho LED 7 ñoaïn. Ta söû duïng transitor PNP loaïi A1015, transitor naøy seõ ñöôïc kích môû khi chaân ra IC 74138 noái vôùi transitor naøy ôû möùc 0. Chon kieåu maéc transitor la loaïi maéc cöïc E chung do ñoù caùc LED 7 ñoaïn söû duïng laø loaïi ANOD chung. IC74138 duøng ñeå giaûi maõ choïn cho led saùng töøng thôøi ñieåm,ngoû ra IC U5 ñöôïc noái vaøo cöïc B cuûa transito A1015 cuûa led töông önùg , cöïc C cuûa A1015 ñöôïc noái voùi chaân 3&chaân 8 chaân cung caáp nguoàn döông cho led,ngoû vaøo U5 ñöôïc laáy töù 3 bit cao cuûa IC choát U4 (D4,D5,D6) khi ta caàn hieån thò led naøo thì cho caùc ngoû vaøo (D4,D5,D6) seõ coù moät giaù trò xaùc ñònh D0 D1 D2 0 0 0 Y0 LED 6 0 0 1 Y1 LED 5 0 1 0 Y2 LED 4 0 1 1 Y3 LED 3 1 0 0 Y4 LED 2 1 0 1 Y5 LED1 LED 6:duøng ñeå hieån thò keânh ño vaø ñieàu khieån ,caùc giaù trò töø 0-7töông öùng vôùi 8 keânh ño vaø ñieàu khieån ñöôïc chöùa trong oâ nhôù 20H LED 5 duøng ñeå hieån thò vò trí chöùc naêng töông öùng khi nhaäp giaù trò cho .cuoái LED 5 coù ñaáu chaám tónh seõ sang leân khi LED 5 ñöôïc kích ñeå phaân bieät giöaõ phaàn chöùc naêng vaø giaù trò töông öùng ñeå nhaäp cuûa phaàn chöùc naêng ñoù LED 4,LED 3,LED 2,LED 1 hieån thò giaù trò nhaäp hoaëc giaù trò ño veà .ñoái vôùi chöùc naêng hieån thò ño veâ thì LED 1 duøng ñeå hieån thi phaàn leõ coøn3 LED coøn laïi seõ giöõ nhieäm vuï hieåh thò phaàn chaúng cho giaù trò ño .cuoái LED 2 ta söû duïng daáu chaám tónh Caùc chaân vaøo cuûa IC giaûi maõ cho LED ñöôïlaáy ôû 4 bit thaáp va chaân vao ñeå giaùi maõ choïn LED laáy 3bit keá töø 8 ngoû ra cuûa IC choát LED coù ñòa chæ töø 4000H,ngoû vaøo cuûa IC choïn LED seõ laáy giaù trò tröïc tieáp port 0 cuûa IC xöõ lyù CHÖÔNG III THIEÁT KEÁ MAÏCH COÂNG SUAÁT VAØ MAÏCH GIAO TIEÁP XUAÁT I.MAÏCH COÂNG SUAÁT Coù hai phöông phaùp ñieàu khieån loø nhieät laø: 1.phöông phaùp ñieàu roäng xung 2.phöông phaùp ñieàu khieån tuyeán tính lieân tuïc Trong ñoù vieäc ñieàu khieån loø nhieät theo phöông phaùp ñieàu khieån tuyeán tính lieân tuïc coù caùc öu ñieåm sau: + sai soá nhoû +coù khaû naêng ñieàu khieån ñöôïc nhieàu ñoái töôïng khaùc loaïi coù chu kyø ñieàu khieån beù +coù theå ñieàu khieån ñöôïc nhöõng taûi caàn nguoàn ñieän aùp cao Tuy nhieân phöông phaùp naøy coù nhöôïc ñieåm laø: +ñoøi hoûi phaûi coù caùc boä ñieàu khieån ñaëc bieät Vôùi ñaëc ñieåm cuûa loø nhieät laø coù quaùn tính lôùn vaø coù chu kyø ñieàu khieån lôùn hôn nhieàu laàn so vôùi chu kyø aùp löôùi ,neân em söû duïng phöông phaùp ñieàu roäng xung Phöông phaùp ñieàu roäng xung : söû duïng caùc coâng taéc ñieän ñeå ñoùng ngaét nguoàn ñieän cung caáp cho loø nhieät .Khi coù tín hieäu ñieàu khieån töø boä giao tieáp xuaát .Ñeå daûm baûo söï caùch ly toát veà ñieän ta söû duïng boä gheùp quang (OPTOTRIAC) .Sô ñoà nguyeân lyù cuûa maïch theo hình sau: AC(220) OPTOTRIAC HEATER Tín hieäu ñieàu khieån Cheá ñoä ñoùng ngaét HEATER cuûa loø nhieät ñöôïc thöïc hieän theo phöông phaùp ñieàu khieån ñoä roäng xung .Ñaây laø phöông phaùp hieäu quaû nhaát trong tröôøng hôïp ñoái töôïng ñieàu khieån coù quaùn tính lôùn vaø coâng suaát cung caáp cho ñoái töôïng laø ñieïân löôùi. Sô ñoà thieát keá maïch coâng suaát: HOAÏT ÑOÄNG: khi p3.2 ôû möùc 1 seõ kích daån cho doøng qua chaân 4 deán chaân 6 kích TRIAC hoaït ñoäng cho aùp xoay chieàu cung caáp loø ,coøn khi p3.2 khoâng tích cöïc thì OPTO TRIAC khoâng kích cho TRIAC vì theá triac ngaét aùp cung caáp loø . Vì theá khi muoán taêng ñoä noùng cuûa loø ta seõ thay ñoåi coáng suaát cuûa loø baèng caùchthay ñoåi thôøi gian kích Ton thoâng qua port P3.3 Phöông phaùp ñieàu roäng xung vôùi: Ton :thôøi gian kích daån ñoùng T Þkhieån Khi ñoù coâng suaát cung caáp :P= a*Pmax Vôùi : II.PHÖÔNG PHAÙP ÑIEÀU KHIEÅN ÑOÄ ROÄNG XUNG Phöông phaùp ñieàu khieån ñoä roäng xung laø phöông phaùp thay ñoåi coâng suaát töø nguoàn ñieän cung caáp baèng caùch thay ñoåi ñoä roäng xung kích ñieàu khieån caùc coâng taéc ñieän töû ñöôïc minh hoïa nhö hình sau: Heater Udk T AC swich t(s) Ton Udk Trong ñoù : TON laø thôøi gian triac daãn T laø chu kyø xung kích Töø doù ta coù tæ soá truyeàn coâng suaát trong moät chu kyø ñöôïc dònh nghóa nhö sau: a = TON/T Coâng suaát cung caáp cho taûi öùng vôùi moät chu kyø laø : P= a*PMAX Vôùi PMAX :laø coâng suaát cöïc ñaïi öùng vôùi thôøi gian Triac daãn TON=T Nhö vaäy khi thay ñoåi ñoä roäng xung TON ta seõ laøm thay ñoåi ñöôïc tyû soá truyeàn coâng suaát ,töùc laø thay ñoåi naêng löôïng cung caáp cho taûi .Chu kyø T phaûi duû lôùn sao cho khi Triac daãn thì chuùng seõ daãn trong moät chu kyø löôùi(f=50HZ) Khi nhieät ñoä taêng ,thì TON phaûi giaûm laøm naêng löôïng cung caáp cho taûi giaûm vaø nhieät ñoä ñieàu khieån ñaït giaù trò xaùc laäp ôû nhieät ñoä ñaët thì ñoä roäng xung TON giaûm ñeán moät giaù trò xaùc laäp ,ñieàu naøy daãn ñeán naêng löôïng cung caáp cho taûi cuõng xaùc laäp. Qua ñoù ta thaáy phöông phaùp ñieàu khieån ñoä roäng xung coù caùc öu ñieåm sau: +Tyû soá bieán ñoåi coâng suaát tuyeán tính theo nhieät ñoä +Deã tính toaùn khaâu hieäu chænh +Maïch ñieàu khieån ñôn giaûm vaø deã ñieàu khieån. III.THIEÁT KEÁ MAÏCH GIAO TIEÁP XUAÁT Khaâu giao tieáp xuaát coù nhieäm vuï nhaän döõ lieäu ñieàu khieån qua BUS 34 chaân roài xuaát ra tín hieäu ñieàu khieån khoái coâng suaát .Do ñoù coù theå coi noù laø 1 thieát bò ngoaïi vi cuûa boä vi xöû lyù ,noù seõ chieám moät keânh treân Bus 34 chaân .Do caùc tín hieäu ñieàu khieån khoái coâng suaát phaûi ñöôïc giöõ nguyeân trong moät khoaûng thôøi gian maø kit vi xöû lyù luoân chæ truy caäp ñeán caùc keânh ngoaïi vi trong caùc khoaûng thôøi gian voâ cuøng nhoû cho neân ta phaûi duøng IC 74LS573 ñeå giöõ traïng thaùi ñieàu khieån ,ñoàng thôøi ñeå bieát ñöôïc traïng thaùi cuûa caùc tín hieäu ñieàu khieån hay cuûa maïch coâng suaát Maïch ñöôïc thieát keá nhö sau: CHÖÔNG IV THIEÁT KEÁ MAÏCH THU THAÄP DÖÕ LIEÄU I.CAÛM BIEÁN NHIEÄT ÑOÄ Ñoái vôùi ñaïi löôïng nhieät ñoä coù theå söû duïng caùc loaïi caûm bieán sau: +Duøng caëp nhietä TC (Thermocouple) +Duøng caëp nhieät ñieän trôû :loaïi kim loaïi hay baùn daãn +Duøng IC caûm bieán nhieät ñoä chuyeân duïng nhö : LX5700, LM335, AD590… moãi loaïi caûm bieán nhieät ñoä chæ hoaït ñoäng höõu hieäu trong moät soá tröôøng hôïp naøo ñoù .Trong caùc öùng duïng hieän nay ngöôøi ta hay duøng TC vì coù taàm ño nhieät ñoä roäng ,coù ñaàu ra ñieän aùp tæ leä vôùi nhieät ñoä neân maïch ño deã thieát keá vaø ñôn giaûn ,giaù thaønh cuõng reõ trong luaän vaên naøy em söû duïng TC loaïi K (Cr-Al) ÑAËC ÑIEÅM TC LOAÏI K + Goàm hai daây kim loaïi laø hôïp kim cuûa Cr vaø Al +Coù khaû naêng ño nhieät ñoä leân ñeán 1000OCALL CAÙC THOÂNG SOÁ ÑAËC TÍNH CUÛA TC LOAÏI K Söï bieán thieân cuûa TC (K) giöõa suaát ñieän ñoäng ra vaø nhieät ñoä ñöôïc xem laø raát tuyeán tính vôùi ñoä nhaïy nhieät: S = 40mV/ OC Ta coù baûng thoâng soá veà moái quan heä giöõa nhieät ñoä taùc ñoäng leân ñieåm ño vaø suaát ñieän ñoäng nhieät taïi moái noái cuûa TC(K) tOC E (mV) tOCALL E (mV) 0 0.00 60 2.43 5 0.2 65 2.64 10 0.4 70 2.85 15 0.6 75 3.06 20 0.8 80 3.26 25 1.0 85 3.47 30 1.2 90 3.68 35 1.41 95 3.89 40 1.61 100 4.1 45 1.82 105 4.61 50 2.02 110 4.82 55 2.23 115 5.33 BUØ NHIEÄT CHO TC(K) Ñeå ñoïc chính xaùc nhieät ñoä ñaët taïi ñaàu ra ta caàn phaûi xöû lyù : + Phaûi keùo daøi ñieåm so saùnh ñeán moät vò trí coù nhieät ñoä oån ñònh (coù theå xem nhö nhieät ñoä moâi tröôøng) baèng daây buø ,caùc daây buø naøy phaûi thoûa maõn moät soá tieâu chuaån naøo ñoù veà maët vaät lyù ñeå töông thích vôùi caëp nhieät ñieän ,thoâng thöôøng nhaø saûn xuaát thöôøng baùn caëp nhieät ñieän cuøng vôùi caùc ñoaïn daây buø cho noù + Phaûi buø nhieät cho TC(K) taïi ñaàu cuoái cuûa daây töï do nhaèm traùnh nhieät ñoä taïi ñoù thay ñoåi laøm aûnh höôûng ñeán keát quaû ño .Vieäc buø naøy coù nhieàu phöông phaùp ,tuy nhieân trong luaän vaên naøy em söû duïng buø nhieät ñieåm chuaån baèng moät maïch buø nhö hình sau: II.CHOÏN BOÄ BIEÁN ÑOÅI ADC Ngaøy nay caùc nhaø saûn xuaát ñaõ ñöa ra raát nhieàu loaïi ADC vôùi ñoä phaân giaûi ,thôøi gian bieán ñoåi ,vaø caùc phöông phaùp bieán ñoåi khaùc nhau nhö:ADC572pB1 cuûa lieân xoâ laø boä bieán ñoåi ADC 12 bit vôùi toác ñoä bieán ñoåi laø 200ms ,TLC 549 vôùi ñoä phaân giaûi 8 bit vôùi thôøi gian bieán ñoåi laø 17ms vôùi loái ra döõ lieäu theo ñöôøng truyeàn noái tieáp . Caùc boä bieán ñoåi ADC 8 bit hoï 08XX coù ñoä chính xaùc cao vôùi soá ngoõ vaøo multiplexed ,loái ra döõ lieäu song song . Hay boä bieán ñoåi ADC 12 bit 1 keânh ICL 7109 Trong luaän vaên naøy em söû duïng boä bieán ñoåi ADC 0809 ñeå maïch ñieä ñôn giaûn vaø do IC naøy raát thoâng duïng treân thò tröôøng hieän nay Caùc ñaëc ñieåm cuûa IC ADC 0809 + Ngoõ ra döõ lieäu song song 8 bit töông thích TTL vaø ngoõ ra 3 traïng thaùi coù theå gheùp thaúng vôùi data Bus. + ADC 0809 coù 8 keânh laøm vieäc hoaøn toaøn ñoäc laäp nhau ,caùc ngoõ vaøo ñöôïc so vôùi ñieän aùp 0V + Söï tieâu thuï doøng ñieän haàu nhö khoâng ñaùng keå khoaûng 300mA + Thôøi gian bieán ñoåi khoaûng 100ms phuï thuoäc vaøo xung clock ñöa vaøo +ADC 0809 hoaït ñoäng theo phöông phaùp bieán ñoåi ADC xaáp sæ lieân tieáp Phöông phaùp bieán ñoåi ADC xaáp xæ lieân tieáp Ñaây laø phöông phaùp chuyeån ñoåi töông töï soá tröïc tieáp .Phöông phaùp naøy coù öu ñieåm laø thôøi gian chuyeån ñoåi tæ leä thuaän vôùi bit cuûa maõ soá (soá bit data ra ) vaø thôøi gian xaùc laäp cuûa thanh ghi xaáp xæ lieân tieáp chöù khoâng phuï thuoäc vaøo ñoä lôùn cuûa ñieän aùp caàn chuyeån ñoåi . Ñeå thöïc hieän quaù trình chuyeån ñoåi ngöôøi ta ñaëc laàn löôïc moãi bit cuûa maõ soá leân 1 ,baét ñaàu töø bit cao nhaát ( MSB) ,sô ñoà nguyeân lyù nhö sau: So saùnh SAR D/A In Thanh ghi SAR ( thanh ghi xaáp xæ lieân tieáp ) ñieàu khieån loái vaøo cuûa ADC theo traät töï sau : + böôùc 1: ñaët bit cao nhaát baèng 1 + böôùc 2: neáu loái ra cuûa maïch so saùnh laø 1 thì bit naøy bò xoùa veà 0 , neáu khoâng thì giöõ nguyeân . +böôùc 3:bit cao nhaát tieáp theo ñöôïc ñaët leân 1 roài laëp laïi böôùc 2 ,neáu taát caû caùc bit ñeàu ñaõ ñöôïc xeùt thì quaù trình chuyeån ñoåi ñaõ thöïc hieän xong Töø ñoù ta thaáy ñoä phaân giaûi cuûa khoái DAC laø VREF /255 .Sau khi chuyeån ñoåi xong thanh ghi SAR seõ chöùa maõ soá cuûa keát quaû. Tuy nhieân khi söû duïng caùc ADC laøm vieäc theo phöông phaùp naøy caàn chuù yù ñeán nguoàn cung caáp ,so saùnh khoâng oån ñònh vôùi moät möùc ñoä töông ñoái thì pheùp ño seõ sai ,maët khaùc neáu thôøi gian thöû nhoû thì ñoä chính xaùc cuõng keùm . Caùc thoâng soá kyõ thuaät vaø laøm vieäc cuûa vi maïch ADC 0809 caùc thoâng soá kyõ thuaät: + Ñoä phaân giaûi 8 bit + Queùt ñoäng 8 keânh baèng logic ñòa chæ + Khoâng ccaøn ñieàu chænh ñieåm 0 + Caùc tín hieäu töông thích TTL + Daõi tín hieäu analog loái vaøo 0V ñeán 5V khi ñieän aùp nguoàn nuoâi laø 5V + Thôøi gia bieán ñoåi khoaûng 100ms + Boä phaùt xung nhòp naèm trong chip + Doøng tieâu thuï thoâng thöôøng 0.3mA b) caùch laøm vieäc: Theo sô ñoà chaân cuûa vi maïch ADC 0809 ta coù quaù trình laøm vieäc laø: Moät xung döông ôû chaân START seõ kích hoaït söï bieán ñoåi , qua ñoù maãu bit choïn keânh ôû loái vaøo ñòa chæ A,B vaø C cuõng ñoàng thôøi ñöôïc choát vaø xaùc ñònh keânh caàn bieán ñoåi .Trong quaù trình bieán ñoåi chaân EOC ôû möùc thaáp ,côõ 100ms möùc naøy seõ chuyeån sang möùc cao vaø baùo hieäu söï keát thuùc quaù trình chuyeån ñoåi .Sau ñoù keát quaû cuûa quaù trình bieán ñoåi seõ xeáp haøng ôû caùc ñöôøng daãn döõ lieäu D0…D7 . Khi OE=1 caùc döõ lieäu naøy seõù ñöôïc xuaát ra ngoaøi . Töø ñoù em thieát keá maïch chuyeån ñoåi adc nhö sau: CHÖÔNG V: THIEÁT KEÁ KHAÂU HIEÄU CHÆNH PID SOÁ Ñeå minh hoaï cho tính naêng cuûa kit em duøng öùng duïng ñieàu khieån nhieät ñoä , vaø ñieàu khieån vôùi caùch hieäu chænh PID soá .Vieäc söû duïng khaâu hieäu chænh PID trong boä ñieàu khieån nhieät ñoä naøy do caùc öu ñieåm cuûa noù ( ñaõ ñöôïc neâu ). Ñeå tính toaùn caùc thoâng soá cuûa khaâu hieäu chænh töø ñoù tính caùc tín hieäu ñieàu khieån heä thoáng, tröôùc tieân ta phaûi tìm hieåu veà ñoái töôïng caàn ñieàu khieån ñoù laø ñoái töôïng loø ñieän. I.ÑOÁI TÖÔÏNG LOØ NHIEÄT Ñaàu vaøo laø coâng suaát cung caáp cho boùng ñeøn ,ñaàu ra laø nhieät ñoä . Ñeå thaønh laäp haøm truyeàn loø nhieät ta phaûi khaûo saùt phöông trình vi phaân moâ taû caùc quan heä nhieät ñoä-naêng löôïng ôû caùc boä phaän, ñaây laø baøi toaùn phöùc taïp neáu muoán chính xaùc. Moät caùch gaàn ñuùng, ta coù theå xem moâi tröôøng nung laø ñoàng chaát, ñaúng nhieät. Nhö vaäy phöông trình caân baèng nhieät löôïng cho ta: Ñieän naêng cung caáp seõ ñöôïc duøng ñeå buø vaøo naêng löôïng nhieät truyeàn ra beân ngoaøi vaø naâng nhieät ñoä moâi tröôøng nung. Töø ñoù ta coù theå tính ñöôïc haøm truyeàn loø luùc ñoù seõ laø baäc nhaát nhö sau: K Ts+1 P q Trong ñoù: P: Coâng suaát cung caáp;0: laø nhieät ñoä ngoõ ra; K: Heä soá vtæ leä cho bieát quan heä vaøo ra cheá ñoä xaùc laäp; T laø thôøi haèng nhieät, theå hieän quaùn tính cuûa heä thoáng. Moâ hình haømtruyeàn naøy cho thaáy quaù trình quaù ñoä vôùi ñaàu vaøo haøm naác coù daïng haøm muõ chæ laø gaàn ñuùng.Thöïc teá cho thaáy heä thoáng coù baäc cao hôn nhöng quùa trình qua ñoä ñaàu vaøo haøm naác vaãn khoâng voït loá , nhö hình 5.1. Theo Ziegler – Nichols thì moät heä thoáng nhö vaäy coù theå ñöôïc bieåu dieãn döôùi daïng haøm truyeàn sau : Trong ñoù : L : thôøi gian chaäm treã (Thôøi gian khoâng nhaïy cuûa loø nhieät) T : thôøi gian quaùn tính cuûa loø nhieät. Caùc haèng soá thôøi gian naøy ñöôïc tính treân ñoà thò hình 5.1 OC t(s) K T L Hình 8.1 : Quùa trình quùa ñoä cuûa loø nhieät Khai trieån Taylor cuûa e-Ls ta ñöôïc : Vaäy Ziegler – Nichol xaáp xæ heä thoáng vôùi heä baäc nhaát coù treã hay heä tuyeán tính baäc hai, vaø cho tìm haøm truyeàn baèng thöïc nghieäm khi veõ quaù trình quùa ñoä heä thoáng vôùi ngoõ vaøo laø haøm naác. II. THIEÁT KEÁ BOÄ HIEÄU CHÆNH PID SOÁ : Boä hieäu chænh PID raát hay duøng trong caùc heä thoáng ñieàu khieån coâng nghieäp. Noù coù haøm truyeàn ñaït laø Hay ôû daïng khaùc: Ñeå thieát keá boä hieäu chænh PID ta phaûi hình dung ñöôïc toaøn boä heä thoáng. Theo caùc thieát keá phaàn cöùng ôû caùc chöông tröôùc ta coù theå minh hoaï heä thoáng theo moät sô ñoà khoái nhö treân hình 5.2 sau: Ñieàukhieån PID soá ZOH KDCS G(S) loø Khoái ño löôøng Y(S) r ES T E(iT) Hình 5.2: Sô ñoà boä ñieàu khieån nhieät ñoä Trong sô ñoà treân: +Khoái ñieàu khieån laø khaâu hieäu chænh PID soá ñöôïc thöïc hieän baèng phaàn meàm ñöôïc ñöa vaøo heä thoáng nhaèm laøm taêng ñoä chính xaùc, taêng toác ñoä ñaùp öùng vaø giaûm thôøi gian quaù ñoä. +Khoái khuyeách ñaïi coâng suaát laø boä phaän ñöôïc thöïc hieän vieäc ñieàu khieån coâng suaát cung caáp cho loø döïa vaøo tín hieäu ñieàu khieån töø boä hieäu chænh PID soá ñöa sang. Khaâu naøy chính laø maïch ñieàu khieån coâng suaát ñöôïc thieát keá. Moät caùch gaàn ñuùng ta coù theå coi noù laø moät khaâu coù haøm truyeàn laø moät heä soá khuyeách ñaïi Kcs. +Khoái coù haøm truyeàn G(S) laø loø nhieät caàn ñieàu khieån nhieät ñoä. Khoái naøy coù haøm truyeàn coù caùc thoâng soá ñaõ ñöôïc trình baøy ôû treân. Ñeå ñôn giaûn ta coù theå gheùp khoái naøy vôùi vôùi khoái khuyeách ñaïi coâng suaát. Luùc naøy ta ñöôïc moät khaâu coù haøm truyeàn: Trong ñoù: T vaø L laø hai thoâng soá ñaëc tröng cuûa loø coù caùch xaùc ñònh ñöôïc noùi trong phaàn treân. K = KLOØ * KCS: laø tích soá cuûa hai heä soá tyû leä, KLOØ ñaõ noùi ôû phaàn treân vaø KCS laø heä soá cuûa khaâu khuyeách ñaïi coâng suaát. +Khoái ño löôøng: laø khaâu thu nhaäp döõ lieäu nhieät ñoä loø thoâng qua moät caûm bieán roài ñöa vaøo boä phaän ñieàu cheá vaø boä bieán ñoåi ADC ñeå ñöa döõ lieäu moâ taû nhieät ñoä döôùi daïng soá veà 8952. Theo thieát keá maïch thu nhaäp döõ lieäu phaàn cöùng: khaâu naøy coù heä soá khuyeách ñaïi laø 2 vaø coù chu kyø laáy maãu ms. Ñeå ñôn giaûn neáu ta quy ñònh nhieät ñoä ñaët seõ ñöôïc nhaân vôùi heä soá laø 2 tröôùc khi ñöa vaøo boä so saùnh vôùi tín hieäu thu ñöôïc töø khoái ño löôøng thì ta coù theå boû qua heä soá khuyeách ñaïi cuûa khoái ño löôøng. Ñoàng thôøi, do chu kyø giöõ laáy maãu cuûa khaâu hieäu chænhy PID soá cuûa ñoái töôïnmg loø nhieät thöôøng lôùn hôn 10s (lôùn hôn nhieàu so vôùi T 2 ), neân neáu ta quy ñònh quaù trình thu thaäp döõ lieäu ôû khoái ño löôøng chæ ñöôïc thöïc hieän taïi thôøi ñieåm ñaàu caùc chu kì laáy maãu cuûa PID soá, vaø haøm triyeàn hieäu chænh PID soá chæ ñöôïc tínht oaùn ôû nhöõng thôøi ñieåm laáy maãu roài giöõ nguyeân giaù trò cho ñeán laàn laáy maãu keá tieáp thì ta coù theå boû qua chu kì laáy maãu T2 taïi khoái ño löôøng. Töø ñoù ta coù theå toùm goïn moâ hình heä thoáng boä ñieàu khieån nhieät ñoä nhö treân hình 5.3. Ñieàukhieån PID soá ZOH G1 (S)_ Y(S) r ES T E(iT) Hình 5.3: sô ñoà toùm goïn boä ñieàu khieån nhieät ñoäÑoái vôùi heä thoáng ñieàu khieån coù sô ñoà nhö hình 5.3 treân vôùi haøm truyeàn Vaø haøm truyeàn cuûa khaâu hieäu chænh PID coù daïng: Ziegle-Nichols ñaõ ñeà xuaát nguyeân taéc xaùc ñònh heä soá Kp, thôøi haèng tích phaân Ti, thôøi haèng vi phaân Td cuûa haøm truyeàn khaâu hieäu chænh PID döïa treân caùc thoâng soá K, T, L thu ñöôïc töø sô ñoà quaù ñoä cuûa heä thoáng treân hình 5.1 nhö treân baûng 5.1 sau: Baûng 5.1: caùc thoâng soá hieâu chænh theo Ziegle-Nichols Phöông phaùp I KP TI Td P T/L : 0 PI 0.9 T/L L/0.3 0 PID 1.2 T/L 2L 0.5L Ñoái vôùi heä soá lieân tuïc hieäu chænh PID coù daïng toång quaùt laø Trong ñoù: KP = Kp; Ki = Kp/Ti; Kd=KpTd Chuyeån sang heä rôøi raïc: +Bieán ñoåi Z ñoái vôùi khaâu vi phaân: +Haøm truyeàn khaâu vi phaân: +Töø ñoù chuyeån sang phöông trình sai phaân daïng: +Bieán ñoåi Z vôùi khaâu tích phaân: coù 3 phöông phaùp tính tích phaân (treân hình 8.4) Caùch 1: tính tích phaân theo hình thang ABCD. Caùch 2: tính tích phaân theo hình chöõ nhaät luøi veà sau ABCD. Caùch 3: tính tích phaân theo hình chöõ nhaät tieán veà phía tröùôc ABCD (K-1)T A B C D F E f(kT) f((k-1)T) f(t) Hình 5.4: phöông phaùp tính tích phaân. +Theo caùch 1: +Theo caùch 2: +Theo caùch 3 Toång quaùt theo caùch 1 haøm truyeàn khaâu hieäu chænh PID theo Z laø: Do boä ñieàu khieån PID trong tröông hôïp naøy ñöôïc maé ôû keânh sai soá nhö treân hình 8.3 neân tín hieäu vaøo boä ñieàu khieån laø sai leäch e(t) sinh ra trong heä thoáng noái tieáp, tín hieäu ra laø tín hieäu ñieàu khieån u(t). trong tröôøng hôïp naøy thì tín hieäu ñieàu khieån coù daïng: Ñoàng thôøi ta cuõng coù: Töø hai bieåu thöùc treân ta coù: Töø ñoù ta vieát laïi thuaät toaùn hieäu chænh PID nhö sau: Töø coâng thöùc treân ta thaáy: Tín hieäu ñieàu khieån u coù theå tính ñöôïc moïi thôøi ñieåm neáu ta bieát ñöôïc giaù trò caùc thoâng soá cuûa boä ñieàu khieån: Ki, Kp, Kd xaùc ñònh ñöôïc, maø ñieàu naøy coù theå ñöôïc giaûi quyeát töø thöïc nghieäm vaø qua caùc coâng thöùc cuûa Ziegler-Nichols ñaõ trình baøy treân. Do ñoù nhieäm vuï coøn laïi cuûa quaù trình thieát keá boä ñieàu khieån nhieät ñoä laø thieát keá chöông trình phaàn meàm quaûn lyù CHÖÔNG VI. GIAÛI THUAÄT VAØ CHÖÔNG TRÌNH I.GIAÛI THUAÄT 1.Giai Thuaät Chöông Trình Chính START FUN? PHUC HOI THONG SO ACALL CHUONG TRINH PHIM DO VA HIEN THI NHIET MODE? DIEU KHIEN PID DIEU KHIEN ON_OFF HIEN THI NHIET DO DO END Y N Y N 2.Giaûi Thuaät Baøn Phím START FUN? ACALL KHI ENTER ACALL KHP ENTER ACALL KHD ENTER THOAT Y N Y Y Y N N N 3.Giaûi Thuaät TaÊng Gæam START TANG LUU THONG SO HIEN THI TANG THONG SO GIAM GIAM THONG SO LUU THONG SO HIEN THI ENTER THOAT Y N Y N Y N 3.Giaûi Thuaät Ñieàu Khieån On_Off START TINH En En>ON DONG NGUON THOAT En<0 NGAT NGUON GIU NGUYEN Y N Y N 4.Giaûi Thuaät Ñieàu Khieån PID START TINH En HKP=KP*En TAM=KI*Ts TAM=TAM/10 INTG=INTG+(En+E n+1) INTG=INTG/100 KHI=INTG*TAM KHD=KD*(En-En-1)/Ts Un=KHI+KHD+KP En-1:=En THOAT II.CHÖÔNG TRÌNH ;******************** ;hang vaø bien trong ;******************** FUN BIT P1.0 UP BIT P1.1 DOWN BIT P1.2 ENTER BIT P1.3 MODE BIT P1.4 CONTROL BIT P3.2 CHAR EQU 2 INT EQU 1 PPHAP DS CHAR ON DS CHAR OFF DS CHAR TS DS CHAR X20 DS CHAR TIM0 DS CHAR TIM1 DS CHAR DEM DS CHAR KP DS INT KI DS INT KD DS INT KHI DS INT KHP DS INT KHD DS INT SAISO DS INT TONG DS INT INTG DS INT DMEROM DS INT DMEROM1 DS INT Un DS INT En DS INT TDAT DS INT TAM DS INT ;*********************** ; chuong trinh chinh ;*********************** MAIN: JB FUN, $ LCALL KHOIDONG LCALL PHUCHOI LCALL DONHIET LCALL HTNHIET JB MODE,MODE2 LCALL DKPID SJMP NETX MODE2: LCALL ON_OFF NETX: LCALL HTNHIET ;************************** ;chuong trinh con khoi dong ;************************** KHOIDONG: MOV DPTR,#6000H MOV A,#A0H MOVX @DPTR,A MOV IE,#1010101B MOV IP,#20H ;chophep T2 uu tien hon CLR TR0 CLR TR1 CLR TR2 MOV TH0,HIGH(-196) MOV TL0,LOW(-196) MOV TH1,HIGH(-50000) MOV TL1,LOW(-50000) MOV TH2,HIGH(-50000) MOV TL2,LOW(-50000) MOV KE,#0 MOV PPHAP,#0 MOV BDK,#0 MOV TDAT1,#1 MOV TDAT,#00 MOV TS,#20 MOV KP,#3 MOV KP1,#0 MOV KI,#4 MOV KI1,#0 MOV KD1,#1 MOV KD,#00 SETB TR2 SETB TR1 SETB TR0 RET ;********************** ;chuong trinh do nhiet ;********************** DONHIET: MOV DPTR,#0000H MOV R1,#100 DJNZ R1,$ MOVX A,@DPTR MOV TDO,A MOV TDO1,#00 RET ;******************************** ;chuong trinh hien thi nhiet do do ;******************************** HTNHIET: MOV DEM,#150 MOV R7,TDO1 MOV R6,TDO LCALL BINTOBCD PUSH ACC MOV A,R6 ANL A,#0FH ORL A,#00H MOV DPTR,#4000H MOVX @DPTR,A MOV A,R6 SWAP A ANL A,#0FH ORL A,#10H MOV DPTR,#4000H MOVX @DPTR,A MOV A,R7 ANL A,#0FH ORL A,#20H MOV DPTR,#4000H MOVX @DPTR,A MOV A,R7 SWAP A ANL A,#0FH ORL A,#30H MOV DPTR,#4000H MOVX @DPTR,A MOV DPTR,#4000H MOV A,#41H MOVX @DPTR,A MOV DPTR,#4000H MOV A,#5AH MOVX @DPTR,A LAPTDO: LCALL QUETPHIM DJNZ DEM,LAPTDO RET ;*************************************** ;chuong trinh dieu khien ON_OFF ;*************************************** ON_OFF: CLR TR0 CLR TR1 MOV R7,TDAT MOV R6,TDAT1 MOV R5,ON MOV R4,#0 LCALL ISUB MOV R5,TDO MOV R4,TDO1 LCALL SOSANH JNC LONHON SJMP THOAT LONHON: MOV R7,TDAT MOV R6,TDAT1 MOV R5,OFF MOV R4,#0 LCALL IADD MOV R5,TDO MOV R4,TDO1 LCALL SOSANH1 JNC THOAT CLR CONTROL THOAT: RET ;**************************************************** ;Chöông trình hieäu chænh PID theo phöông phaùp Ziegler Nichol ;Vaøo :Tdo,Tdat,Kp,I,D,Ts. ;Ra :Un 8bit ;tính sai soá vôùi En+1 bit cao En bit thaáp ;**************************************************** DKPID: MOV R6,#TDAT1 ;R6 chua bit cao nhiet do dat MOV R7,#TDAT ;R7 chua bit thap nhiet do dat MOV R4,#TDO1 ;R4 chua bit cao nhiet do do MOV R5,#TDO ;R5 chua bit thap nhiet do do LCALL ISUB MOV En1,R6 ; bit cao sai so MOV En,R7 ; bit thap sai so ;********************************************* ;Tính khaâu P :KHP=Kp*[En1_En] ;********************************************* KHAUP: MOV A,En1 JB ACC.7,AM MOV R5,KP ;R5 chua bit thap Kp MOV R4,KP1 ;R4 chua bit cao Kp MOV R7,En MOV R6,En1 LCALL IMUL SJMP OUTP AM: MOV R6,#0 MOV R7,#0 MOV R4,En1 MOV R5,En LCALL ISUB MOV R4,KP1 MOV R5,KP LCALL IMUL MOV A,R6 MOV R4,A MOV A,R7 MOV R5,A MOV R6,#0 MOV R7,#0 LCALL ISUB OUTP: MOV KHP,R7 MOV KHP1,R6 ;************************************************ ;Tính khaâu D :KHD=(D/Ts)*([En1_En]-[En11_En1]) ;************************************************ KHAUD: MOV A,KD ; chuyen bit thap KD vao A MOV R1,KD1 ; chuyen bit cao KD vao R1 MOV B,Ts ;tinh bieu thuc D/Ts LCALL DIV16_8 MOV TAM,A ; TAM la bien trung gian de tinh toan MOV TAM1,R1 ;TAM= D/Ts MOV R7,En MOV R6,En1 MOV R4,En11 MOV R5,En1 LCALL ISUB ; tinh sai so MOV SAISO,R7 ; lua gia tri sai so MOV SAISO1,R6 MOV A,R6 JB ACC.7,AMD MOV R4,TAM1 MOV R5,TAM LCALL IMUL SJMP OUTD AMD: MOV R4,SAISO1 MOV R5,SAISO MOV R6,#0 MOV R7,#0 LCALL ISUB MOV R4,TAM1 MOV R5,TAM LCALL IMUL MOV A,R7 MOV R5,A MOV A,R6 MOV R4,A MOV R6,#0 MOV R7,#0 LCALL ISUB OUTD: MOV KHD,R7 MOV KHD1,R6 ;***************************************************** ;Tính khaâu I : KHI=I*Ts*(En+2En1+2En2+…+2E1) ;Thuaät toaùn ñöôïc vieát laïi nhö sau: ;TAM=I*Ts ;TONG=En+En1 E0=0 ;INTG=INTG+TONG CHIA 10 ;KHI=TAM*INTG CHIA 100 ;****************************************************** KHAUI: MOV R7,KI ;tinh KI*Ts MOV R6,KI1 MOV R4,#0 MOV R5,Ts LCALL IMUL MOV TAM,R7 ;tinh tong MOV TAM1,R6 MOV R7,En MOV R6,En1 MOV R5,En11 MOV R4,En111 LCALL IADD MOV TONG,R7 MOV TONG1,R6 MOV R5,INTG MOV R4,INTG1 LCALL IADD MOV INTG,R7 ;INTG=INTG+TONG MOV INTG1,R6 MOV A,R6 JB ACC.7,AMI MOV A,R6 ;INTG>0 MOV R1,A MOV A,R7 MOV B,#10 LCALL DIV16_8 MOV R7,A MOV A,R1 MOV R6,A MOV R5,TAM MOV R4,TAM1 LCALL IMUL MOV A,R6 MOV R1,A MOV A,R7 MOV B,#10 LCALL DIV16_8 MOV B,#10 LCALL DIV16_8 MOV KHI,A MOV KHI1,R1 SJMP OUTI AMI: MOV A,R7 ;INTG<0 MOV R5,A MOV A,R6 MOV R4,A MOV R7,#0 MOV R6,#0 LCALL ISUB MOV A,R6 MOV R1,A MOV A,R7 MOV B,#10 LCALL DIV16_8 MOV R7,A MOV A,R1 MOV R6,A MOV R5,TAM MOV R4,TAM1 LCALL IMUL MOV A,R6 MOV R1,A MOV A,R7 MOV B,#10 LCALL DIV16_8 MOV B,#10 LCALL DIV16_8 MOV R5,A MOV A,R1 MOV R4,A MOV R7,#0 MOV R6,#0 LCALL ISUB MOV KHI,R7 MOV KHI1,R6 OUTI: NOP ;************************************* ;TÍNH PID=KHP+KHD+KHI ;************************************* PID: MOV R7,KHP MOV R6,KHP1 MOV R5,KHD MOV R4,KHD1 LCALL MOV R5,KHI MOV R4,KHI1 LCALL IADD MOV PID,R7 MOV PID1,R6 MOV A,R6 JB ACC.7,AMPID CJNE A,#0,LON8BIT MOV Un,PID ;0<PID<255 SJMP OUTPID LON8BIT: MOV Un,#255 SJMP OUTPID AMPID: MOV Un,#0 OUTPID: MOV En1,En MOV En11,En1 SETB TR0 SETB TR1 RET ;********************************** ;Chöông trình coäng hai soá nguyeân ; R6R7=R6R7+R4R5 ;********************************** IADD: MOV A,R7 MOV A,R5 MOV R7,A MOV A,R6 ADDC A,R4 MOV R6,A RET ;********************************* ;Chöông trình tröø hai soá nguyeân ; R6R7=R6R7-R4R5 ;********************************* ISUB: CLR C MOV A,R7 SUBB A,R5 MOV R7,A MOV A,R6 SUBB A,R4 MOV R6,A RET ;*********************************** ;Chöông trình nhaân hai soá nguyeân 16bit ; R6R7=R6R7 x R4R5 ;*********************************** IMUL: MOV A,R7 MOV R3,A MOV B,R5 MUL AB MOV R7,A MOV A,R5 XCH A,B XCH A,R6 MUL AB ADD A,R6 MOV R6,A MOV A,R4 MOV B,R3 MUL AB ADD A,R6 MOV R6,A RET *************************************** ;chöông trình con xöû lyù phím *************************************** CTPHIM: CLR DK CLR TR0 CLR TR1 JB FUN,$ TANGTD: SETB UP JB UP,GIAMTD INC TDAT MOV A,TDAT JNZ GIAMTD INC TDAT1 GIAMTD: SETB DOWN JB DOWN,HTTD MOV A,TDAT JNZ DECTD MOV A,TDAT1 JNZ DECTD1 SJMP HTTD DECTD1: DEC TDAT1 DECTD: DEC TDAT HTTD: LCALL HIENTHITD SETB ENTER JB ENTER,TANGTD LCALL HIENTHITD LCALL HIENTHITD TANGKP: SETB UP JB UP,GIAMKP INC KP MOV A,KP JNZ GIAMKP INC KP1 GIAMKP: SETB DOWN JB DOWN,HTKP MOV A,KP JNZ DECKP MOV A,KP1 JNZ DECKP1 SJMP HTKP DECKP1: DEC KP1 DECKP: DEC KP HTKP: LCALL HIENTHIKP SETB ENTER JB ENTER,TANGKP LCALL HIENTHIKP LCALL HIENTHIKP TANGKI: SETB UP JB UP,GIAMKI INC KI MOV A,KI JNZ GIAMKI INC KI1 GIAMKI: SETB DOWN JB DOWN,HTKI MOV A,KI JNZ DECKI MOV A,KI1 JNZ DECKI1 SJMP HTKI DECKI1: DEC KI1 DECKI: DEC KI HTKI: LCALL HIENTHIKI SETB ENTER JB ENTER,TANGKI LCALL HIENTHIKI LCALL HIENTHIKI TANGKD: SETB UP JB UP,GIAMKD INC KD MOV A,KD JNZ GIAMKD INC KD1 GIAMKD: SETB DOWN JB DOWN,HTKD MOV A,KI JNZ DECKD MOV A,KD1 JNZ DECKD1 SJMP HTKD DECKD1: DEC KD1 DECKD: DEC KD HTKD: LCALL HIENTHIKD SETB ENTER JB ENTER,TANGKD LCALL HIENTHIKD LCALL HIENTHIKD ******************************************* ;CHUONG TRINH CON HIEN THI TDAT ******************************************* HIENTHITD: MOV DEM,#150 MOV R7,TDAT1 MOV R6,TDAT LCALL BINTOBCD PUSH ACC MOV A,R6 ANL A,#0FH ORL A,#00H MOV DPTR,#4000H MOVX @DPTR,A MOV A,R6 SWAP A ANL A,#0FH ORL A,#10H MOV DPTR,#4000H MOVX @DPTR,A MOV A,R7 ANL A,#0FH ORL A,#20H MOV DPTR,#4000H MOVX @DPTR,A MOV A,R7 SWAP A ANL A,#0FH ORL A,#30H MOV DPTR,#4000H MOVX @DPTR,A MOV DPTR,#4000H MOV A,#41H MOVX @DPTR,A MOV DPTR,#4000H MOV A,#5AH MOVX @DPTR,A LAPTD: LCALL QUETPHIM DJNZ DEM,LAPTD RET ****************************************** ;CHUONG TRINH CON HIEN THI KI ****************************************** HIENTHIKI: MOV DEM,#150 MOV R7,KI1 MOV R6,KI LCALL BINTOBCD PUSH ACC MOV A,R6 ANL A,#0FH ORL A,#00H MOV DPTR,#4000H MOVX @DPTR,A MOV A,R6 SWAP A ANL A,#0FH ORL A,#10H MOV DPTR,#4000H MOVX @DPTR,A MOV A,R7 ANL A,#0FH ORL A,#20H MOV DPTR,#4000H MOVX @DPTR,A MOV A,R7 SWAP A ANL A,#0FH ORL A,#30H MOV DPTR,#4000H MOVX @DPTR,A MOV DPTR,#4000H MOV A,#42H MOVX @DPTR,A MOV DPTR,#4000H MOV A,#5AH MOVX @DPTR,A LAPKI: LCALL QUETPHIM DJNZ DEM,LAPKI RET ************************************* ;CHUONG TRINH CON HIEN THI KP ************************************* HIENTHIKP: MOV DEM,#150 MOV R7,KP1 MOV R6,KP LCALL BINTOBCD PUSH ACC MOV A,R6 ANL A,#0FH ORL A,#00H MOV DPTR,#4000H MOVX @DPTR,A MOV A,R6 SWAP A ANL A,#0FH ORL A,#10H MOV DPTR,#4000H MOVX @DPTR,A MOV A,R7 ANL A,#0FH ORL A,#20H MOV DPTR,#4000H MOVX @DPTR,A MOV A,R7 SWAP A ANL A,#0FH ORL A,#30H MOV DPTR,#4000H MOVX @DPTR,A MOV DPTR,#4000H MOV A,#43H MOVX @DPTR,A MOV DPTR,#4000H MOV A,#5AH MOVX @DPTR,A LAPKP: LCALL QUETPHIM DJNZ DEM,LAPKP RET ************************************** ;CHUONG TRINH CON HIEN THI KD ************************************** HIENTHIKD: MOV DEM,#150 MOV R7,KD1 MOV R6,KD LCALL BINTOBCD PUSH ACC MOV A,R6 ANL A,#0FH ORL A,#00H MOV DPTR,#4000H MOVX @DPTR,A MOV A,R6 SWAP A ANL A,#0FH ORL A,#10H MOV DPTR,#4000H MOVX @DPTR,A MOV A,R7 ANL A,#0FH ORL A,#20H MOV DPTR,#4000H MOVX @DPTR,A MOV A,R7 SWAP A ANL A,#0FH ORL A,#30H MOV DPTR,#4000H MOVX @DPTR,A MOV DPTR,#4000H MOV A,#44H MOVX @DPTR,A MOV DPTR,#4000H MOV A,#5AH MOVX @DPTR,A LAPKD: LCALL QUETPHIM DJNZ DEM,LAPKD RET ;******************************* ;Chuong trinh con bien doi BCD ;******************************* BINTOBCD: PUSH ACC PUSH B MOV B,#10 LCALL DIV_16_8 PUSH B MOV B,#10 LCALL DIV_16_8 PUSH B MOV B,#10 MOV A,R6 DIV AB PUSH B SWAP A POP B ORL A,B MOV R7,A POP ACC SWAP A POP B ORL A,B MOV R6,A POP B POP ACC RET ;********************************** ;chuong trinh con chia 16 bit cho 8 bit ;********************************** DIV_16_8: PUSH 02H PUSH ACC MOV R2,#16 CLR A DIVIDE: XCH A,R6 CLR C RLC A XCH A,R6 XCH A,R7 RLC A XCH A,R7 RLC A CJNE A,B,NOBANG SJMP LONHON NOBANG: JC BELOW LONHON: SUBB A,B XCH A,R6 ORL A,#1 XCH A,R6 BELOW: DJNZ R2,DIVIDE XCH A,B POP ACC POP 02H RET ;*************************************** ;chuong trinh so sanh hai so nguyen 16 bit ;R6R7>=R4R5 C=1 ;R6R7 < R4R5 C=0 :**************************************** SOSANH: CLR C MOV A,R7 SUBB A,R5 MOV A,R4 XLR A,#080H MOV R0,A MOV A,R6 XRL A,#080H SUBB A,R0 JC TIEP SETB C SJMP THOAT TIEP: CLR C THOAT: RET ;*************************************** ;chuong trinh so sanh hai so nguyen 16 bit ;R6R7<=R4R5 C=1 ;R6R7 > R4R5 C=0 :**************************************** SOSANH1: CLR C MOV A,R7 SUBB A,R5 MOV A,R4 XLR A,#080H MOV R0,A MOV A,R6 XRL A,#080H SUBB A,R0 JNC TIEP SETB C SJMP THOAT TIEP: CLR C THOAT: RET ;******************************* ; Chuong trinh phuc hoi thong so ;******************************* PHUCHOI: MOV R7,#0 LCALL READ ;phuchoi MOV TDAT1,DMEROM ;nhiet do dat MOV TDAT,DMEROM1 INC R7 LCALL READ ;phuc hoi MOV KP1,DMEROM ;he so Kp MOV KP,DMEROM1 INC R7 LCALL READ ;phuc hoi MOV KI1,DMEROM ;he so Ki MOV KI,DMEROM1 INC R7 LCALL READ ;phuc hoi MOV KD1,DMEROM ;he so Kd MOV KD,DMEROM1 INC R7 LCALL READ ;phuc hoi MOV PPHAP,DMEROM ;phuong phap dieu khien INC R7 LCALL READ ;phuc hoi MOV Ts,DMEROM ;chu ky lay mau INC R7 LCALL READ ;phuc hoi MOV ON,DMEROM ;vung tre ON INC R7 LCALL READ ;phuc hoi MOV OFF,DMEROM ;vung OFF ;************************************** ; Chuong trinh tao thoi gian Ton tren timer 0 ;************************************** ISR0: CLR TR0 MOV TH0,#HIGH(-3922) MOV TL0,#LOW (-3922) SETB TR0 DJNZ TIM0,TON MOV TIM0,Ts DJNZ UPT0,TON CLR CONTROL CLR TR0 TON: RETI ;************************************* ;Chuong trinh tao chu ky dieu khien ;************************************* ISR1: CLR TR1 MOV TH1,#HIGH (-50000) MOV TL1,#LOW (-50000) SETB TR1 DJNZ X20,KNGAT MOV X20,#20 DJNZ TIM1,KNGAT MOV TIM1,TS SETB 7FH MOV UT0,Un JB F0,KNGAT INC UT0 SETB CONTROL SETB TR0 KNGAT: RETI