Thạc Sĩ Thiết kế hệ thống điều khiển động cơ DC bằng nhiệt độ

LỜI NÓI ĐẦU . 2
Chương 1. TỔNG QUAN VỀ CÁC PHẦN TỬ 3
1.1. Tổng quan về PIC 16F887A 3
1.1.1. Sơ đồ khối và bảng mô tả chức năng các chân của PIC16F887A 4
1.1.2. Tổ chức bộ nhớ . 8
1.1.2.1. Tổ chức của bộ nhớ chương trình 9
1.1.2.2. Tổ chức bộ nhớ dữ liệu 9
1.1.2.3. Các thanh ghi mục đích chung . 10
1.1.2.4. Các thanh ghi chức năng đặc biệt 11
1.1.2.5. Các thanh ghi trạng thái . 11
1.1.3. Các cổng của PIC 16F887A . 12
1.1.3.1. PORTA và thanh ghi TRISA 12
1.1.3.2. PORTB và thanh ghi TRISB 13
1.1.3.3. PORTC và thanh ghi TRISC 15
1.1.3.4. PORTD và thanh ghi TRISD . 16
1.1.3.5. PORTE và thanh ghi TRISE 17
1.1.4. Hoạt động cuả định thời 18
1.1.4.1. Bộ định thời TIMER0 18
1.1.4.2. Bộ định thời TIMER1 20
1.1.4.3. Bộ định thời TIMER2 22
1.2.1. Hình dáng kích thước 24
1.2.2. Các chân chức năng. . 25
1.2.3. Sơ đồ khối của HD44780. . 26
1.2.4. Tập lệnh của LCD. 30
1.2.5. Đặc tính của các chân giao tiếp. . 35
Chương 2. THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ DC BẰNG
NHIỆT ĐỘ . 36
2.1. Sơ đồ khối 36
2.2. Thiết kế các khối . 36
2.2.1. Mạch đo nhiệt độ. . 36
2.2.3. Chức năng ADC trong PIC16F887. . 38
2.2.4. Khối hiển thị . 43
2.2.5. Motor DC 43
2.2.6. Khối nguồn . 44
2.3. Sơ đồ mạch nguyên lý hệ thống 46
Chương 3. CHƯƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN . 47
3.1. Lưu đồ thuật toán . 47
3.2. Chương trình điều khiển 48
KẾT LUẬN 58
KHOA ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG - TRƯỜNG ĐẠI HỌC DÂN LẬP HẢI PHÕNG
================================================================================
2
LỜI NÓI ĐẦU
Ngày nay, với những ứng dụng của khoa học kỹ thuật tiên tiến, thế giới của chúng
ta đã và đang ngày một thay đổi, văn minh và hiện đại hơn. Trong đó, sự phát triển của
kỹ thuật tự động hóa đã tạo ra hàng loạt những thiết bị với các đặc điểm nổi bật như sự
chính xác, bảo mật cao, tốc độ nhanh, gọn nhẹ là nhữnh yếu tố rất cần thiết cho sự tiện
lợi trong cuộc sống.
Ý tưởng đề tài xuất phát từ bài toàn thực tế. Một thiết bị vừa có thể đo nhiệt độ
phòng tại một thời điểm xác định vừa có thể điều khiển thiết bị (động cơ). Với một giá
trị nhiệt độ khác nhau mà hệ thống sẽ điều khiển tắt hay bật và thay đổi tốc độ động cơ.
Đồng thời người dùng có thể thiết lập các giá trị ngưỡng theo đúng yêu cầu riêng.
Đề tài "Thiết kế hệ thống điều khiển động cơ DC bằng nhiệt độ" là sự kết hợp
của nhiều mạch điện tử cơ bản cũng như sử dụng phần tử vi điều khiển trong chương
trình giảng dạy, là sự tổng hợp kiến thức từ các môn cơ sở ngành và kỹ năng thực hành
trong môn Vi Điều Khiển.
Đề tài của em gồm 3 phần:
Chương 1. Tổng quan về các phần tử
Chương 2. Thiết kế hệ thống điều khiển
Chương 3. Chương trình điều khiển
Để thực hiện được đồ án này em xin gửi lời cảm ơn chân thành nhất đến tất cả các
thầy cô giáo, các cán bộ nhân viên trường Đại học dân lập Hải phòng nói chung và các
thầy cô giáo trong khoa Điện – Điện tử nói riêng đã đạy dỗ, và giúp đỡ em suốt thời
gian em học tại trường.
Trong quá trình làm đề tài, do sự hạn chế về thời gian, tài liệu và trình độ có hạn
nên không tránh khỏi có thiếu sót. Em rất mong được sự đóng góp ý kiến của các thầy
cô và các bạn để đồ án tốt nghiệp của em được hoàn thiện hơn. Em xin chân thành cảm
ơn.
Hải Phòng, tháng 6 năm 2013
Sinh viên thực hiện
Mạc Minh Đức

KHOA ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG - TRƯỜNG ĐẠI HỌC DÂN LẬP HẢI PHÕNG
================================================================================
3
Chương 1. TỔNG QUAN VỀ CÁC PHẦN TỬ
1.1. Tổng quan về PIC 16F887A
Thông thường có 4 họ vi điều khiển 8 bit chính là 6811 của Motorola, 8051
của Intel, z8 của Xilog và Pic 16 của Microchip Technology. Mỗi một loại trên
đây đều có một tập lệnh và thanh ghi riêng duy nhất, nên chúng thường không
tương thích lẫn nhau. Ngoài ra cũng có những bộ vi điều khiển 16 bit và 32 bit
được sản xuất bởi các hãng khác nhau. Với tất cả những bộ vi điều khiển khác
nhau thì tiêu chuẩn để lựa chọn là:
* Đáp ứng được nhu cầu tính toán của bài toán một cách hiệu quả, đầy đủ
chức năng cần thiết và thấp nhất về mặt giá thành. Trong khi phân tích các nhu
cầu của một dự án dựa trên bộ vi điều khiển chúng ta phải biết bộ vi điều khiển
nào là 8 bit, 16 bit hay 32 bit có thể đáp ứng tốt nhất nhu cầu của bài toán một
cách hiệu quả. Những tiêu chuẩn đó là:
- Tốc độ: tốc độ lớn nhất mà vi điều khiển hỗ trợ là bao nhiêu.
- Kiểu đóng vỏ: Đóng vỏ kiểu DIP 40 chân hay QFP. Đây là yêu cầu quan
trọng xét về không gian, kiểu lắp ráp và tạo mẫu thử cho sản phẩm cuối cùng.
- Công suất tiêu thụ: Điều này đặc biệt khắt khe đối với các sản phẩm dùng
pin, ắc quy.
- Dung lượng bộ nhớ Rom và Ram trên chíp.
- Số chân vào ra và bộ định thời trên chíp.
- Khả năng dễ dàng nâng cấp cho hiệu suất cao hoặc giảm công suất tiêu thụ.
- Giá thành cho một đơn vị: Điều này quan trọng quyết định giá thành sản
phẩm mà một bộ vi điều khiển được sử dụng.
*) Có sẵn các công cụ phát triển phần mềm như các trình biên dịch, trình
hợp ngữ và gỡ rối.
*) Nguồn các bộ vi điều khiển sẵn có nhiều và tin cậy. Khả năng sẵn sàng
đáp ứng về số lượng trong hiện tại tương lai.