Bài tập kĩ thuật số
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (547.28 KB, 37 trang )
YÊU CẦU:
•
Dùng PIC 16F877A điều khiển 1
động cơ DC quay thuận, quay
nghịch, dùng nút nhấn điều khiển,
có thể thay đổi tốc độ dùng
phương pháp điều khiển độ rộng
xung, dùng ngôn ngữ C.
PP ĐIỀU KHIỂN PWM:
•
Để điều khiển tốc độ động cơ DC người ta
có thể dùng nhiều phương pháp khác
nhau trong đó có một phương pháp hết
sức quan trọng và thông dụng là phương
pháp điều chế độ rộng xung kích (PWM),
có nghĩa là thay đổi độ rộng xung kích để
điều khiển linh kiện đóng ngắt (SCR hay
Transistor), từ đó điều khiển tốc độ động
cơ. Bộ PWM có thể tạo ra từ các linh kiện
điện tử.
•
Với yêu cầu dùng PIC16F877A điều khiển
động cơ quay thuận-nghịch và thay đổi tốc
độ, ta sử dụng bộ điều chế độ rộng xung
(PWM) tích hợp sẵn bên trong PIC với 2 ngõ
ra xung tại hai chân CCP1(17) và CCP2 (16)
. Tại các chân này khi hoạt động sẽ xuất
chuỗi xung vuông , độ rộng điều chỉnh được
dễ dàng. Xung ra này dùng để tạo tín hiệu
đóng ngắt Trasistor trong mạch động lực,
với độ rộng xác định sẽ tạo ra một điện áp
trung bình xác định. Thay đổi độ rộng xung
sẽ thay đổi điện áp trung bình và do đó thay
đổi được tốc độ động cơ.
•
Để có thể sử dụng được bộ PWM trước
hết nó phải được khởi tạo chế độ PWM
bằng lệnh:
setup_ccpx (CCP_PWM) với x = 1,2
Bộ PWM hoạt động phải được sự hỗ trợ
của Timer 2 , đây là Timer 8-bit có bộ chia
trước. Ngõ vào xung Clock (=fosc/4) có
tuỳ chọn hệ số chia trước là: “1:1”, “1:4”,
“1:16” được lựa chọn bằng các bit điều
khiển T2CKPS1:T2CKPS2.
•
Lệnh để khởi tạo Timer2 và cũng là tạo chu kỳ
xung cho bộ PWM là:
setup_timer_2(mode,period,postscale)
với:
- Mode có thể chọn một trong các hình thức
sau:
T2_DISABLED, T2_DIV_BY_1
T2_DIV_BY_4, T2_DIV_BY_16
- Period là một số nguyên (0 255) để xác
định khi nào thì xung clock reset.
- Postscale là số (116) để xác định có bao
nhiêu lần reset trước một ngắt: 1 có nghĩa là 1
lần, 2 nghĩa là 2 lần…
Chức năng của lệnh này là tạo ra chu kỳ
xung và được tính như sau:
T = (1/fosc)*4*t2_div*(period+1)
•
Xét ví dụ:
Lệnh: setup_timer_2(T2_div_by_4,0xc0,2)
với thạch anh 10MHz , Timer2 sẽ tăng mỗi 1.6us
( 4*4*1/10e6), sẽ bị tràn mỗi 307.2us (1.6*192),
và sẽ bị ngắt mỗi 714.4us ( 307.2*2).
Ở đây chu kỳ xung là T = (1/10e6)*4*4*(192+1)
= 153.6us.
Cụ thể trong bài, muốn tạo chu kỳ xung 1ms ta
khởi tạo Timer2 như sau:
setup_timer_2(T2_div_by_16,154,1)
Khi ấy T= (1/10e6)*4*16*(154+1) = 0.992ms =
1ms.
•
Tiếp theo, tạo xung bằng lệnh:
set_pwmx_duty(value) với x = 1, 2
- value là biến hoặc hằng ,giá trị 8 hoặc 16 bit.
Lệnh này dùng để set duty trong chế độ PWM
.Nó ghi 10 bit giá trị vào thanh ghi CCPx. Nếu
giá trị chỉ là 8 bit thì nó tự dịch lên với 2 bit zero
ở vị trí LSB để đủ 10 bit nạp vào CCPx . Giá trị
này để xác định lượng thời gian tín hiệu PWM ở
mức cao trong suốt mỗi chu kỳ xung. Thời gian
duty được xác định là:
value*(1/clock)*t2_div
với t2_div là số chia đặt trước của Timer2.
•
Xét ví dụ trong bài:
duty = 620;
set_pwm1_duty(duty);
với thạch anh 10MHz,giả sử t2_div_16, ta có
thời gian duty là: 620*16*(1/10e6) = 0.992ms.
Giải thích thêm: Thời gian duty là thời gian xung
(mức cao) của chu kỳ xung, minh hoạ:
Như vậy, trong bài ta có chu kỳ xung là
0.992ms, để động cơ quay với tốc độ cực đại thì
thời gian duty = chu kỳ xung bởi vì khi ấy gần
như ngõ ra bộ PWM chỉ là mức 1.
Minh hoạ:
Thời gian duty
Chu kỳ xung
PHẦN CỨNG:
VI ĐIỀU KHIỂN PIC16F877A:
•
Các nút nhấn bao gồm :
- OFF : kết nối với chân : 33 RBO/INT
- FOR : kết nối với chân : 34 RB1
- REV : kết nối với chân : 35 RB2
- T1 : kết nối với chân : 36 RB3/PG
- T2 : kết nối với chân : 37 RB4
- T3 : kết nối với chân : 38 RB5
- T4 : kết nối với chân : 39 RB6/PGC
- T5 : kết nối với chân : 40 RB7/PGD
Nguồn 5V, thạch anh 20MHz.
MẠCH ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ DC:
•
Mạch gồm các Transistor, điện trở và Diode.
Nguyên lý như sau :
- Khi A, B cùng ở mức 1 : Q1, Q2 dẫn làm cho
Q5, Q6 dẫn, Q3, Q4 không dẫn, điện áp ở 2 cực
động cơ bằng nhau nên động cơ đứng yên.
- khi A, B cùng ở mức thấp : Q1, Q2 không dẫn
làm cho Q3, Q4 dẫn, Q5, Q6 không dẫn, động
cơ đứng yên.
- Khi A ở mức cao, B ở mức thấp : Q4, Q5 dẫn,
động cơ quay.
- Khi B ở mức cao, A ở mức thấp : Q3, Q6
dẫn, động cơ quay theo chiểu ngược lại.
LƯU ĐỒ:
Begin
Khởi tạo cấu hình 2 bộ
PWM
Nhấn nút
chạy
thuận
Nhấn nút
chạy
nghịch
Xử lý biến
chạy thuận
Xử lý biến
chạy nghịch
Đ
S
S
Đ
Nhấn nút
tốc độ 4
Nhấn nút
tốc độ 3
Nhấn nút
tốc độ 2
Nhấn nút
tốc độ 1
Xử lý biến tốc
độ
Đ
S
Đ
Đ
Đ
S
S
S
