nhocsock_lokchok
New Member
Download miễn phí Đề tài Nghiên cứu và thiết kế hệ thống điều khiển số nhiệt độ
Chương 1: Giới thiệu chung.6
1.1.Giới thiệu về hệ thống điều khiển . 6
1.2.Hệ điều khiển số .9
1.3.Lò điện . .11
Chương 2:Thiết kế phần cứng hệ thống điều khiển số.16
2.1.Thiết kế mạch ghép nối với PC 16
2.1.1.Sơ đồ khối ghép nối .16
2.1.2.Giới thiệu các thiết bị và tổ chức phối ghép 18
2.2. Phân tích hệ thống điều khiển số . 38
2.2.1.Kiểm tra tính điều khiển được và tính quan sát được của hệ thống .40
2.2.2.Xét ổn định của đối tượng .40
2.2.3.Xét ổn định của hệ thống kín khi chưa có bộ điều khiển .41
2.3. Tổng hợp hệ thống 43
2.3.1.Tổng hợp hệ thống dùng bộ điều khiển PID .43
2.3.2. Tổng hợp hệ thống dùng hồi tiếp trạng thái . 50
Chương 3: Thiết kế phần mềm . 59
3.1.Thuật toán điều khiển của hệ thống 59
3.2.Phương án xây dựng chương trình điều khiển và giao diện .60
3.3.Kết quả chạy chương trình .62
3.4.Mã nguồn của chương trình 63
KẾT LUẬN
Để tải bản Đầy Đủ của tài liệu, xin Trả lời bài viết này, Mods sẽ gửi Link download cho bạn sớm nhất qua hòm tin nhắn.
Ai cần download tài liệu gì mà không tìm thấy ở đây, thì đăng yêu cầu down tại đây nhé:
Nhận download tài liệu miễn phí
Tóm tắt nội dung tài liệu:
ệc.(b). Sự sắp xếp chân ra của vi điều khiển 8051:
Phần lớn các bộ vi điều khiển 8051 được đóng vào vỏ theo kiểu hai hàng DIL
(Dual In Line) với tổng số là 40 chân ra, một số ít còn lại được đóng vỏ theo kiểu
hình vuông PLCC (Plastic Leaded Chip Carrier) với 44 chân và loại này thường
được dùng cho những hệ thống cần thiết phải tiết kiệm diện tích.
Sơ đồ chân bộ vi điều khiển 8051:
Sv : Lê Thanh Tùng
21
U1
80C51
31
19
18
9
12
13
14
15
1
2
3
4
5
6
7
8
39
38
37
36
35
34
33
32
21
22
23
24
25
26
27
28
17
16
29
30
11
10
4
0
2
0
EA/VP
X1
X2
RESET
INT0
INT1
T0
T1
P1.0
P1.1
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
P2.0
P2.1
P2.2
P2.3
P2.4
P2.5
P2.6
P2.7
RD
WR
PSEN
ALE/P
TXD
RXD
V
C
C
V
S
S
Sơ đồ chân của IC 80C51
Bảng chức năng các chân của vi điều khiển 8051.
Chân Ký hiệu Chức năng
1 8
P1.0 P1.7 Cổng giả hai hướng P1, có thể tự do sử dụng
9
Reset Lối vào Reset, khi hoạt động ở mức High(1)
10 17 P3.0 P3.7 Cổng giả hai hướng P3, sắp xếp tất cả các
đường dẫn với chức năng đặc biệt
18
XTAL2 Lối ra của bộ dao động thạch anh bên trong
19
XTAL1 Lối vào của bộ dao động thạch anh bên trong
20
Vss Nối mát ( 0V )
21 28 P2.0 P2.7 Cổng giả hai hướng P2, chức năng đặc biệt là
các đường dẫn địa chỉ A8 A15
29 PSEN Progam Strobe Enable, xuất ra các xung đọc
dùng cho bộ nhớ chương trình bên ngoài
30 ALE Address Latch Enable, xuất ra các xung điều
khiển để lưu trữ trung gian các địa chỉ
31 EA External Access, khi được nối với mát là để
Sv : Lê Thanh Tùng
22
làm việc với ROM ngoại vi
32 39 P1.0 P1.7 Cổng hai hướng cực máng hở P0 hay Bus dữ
liệu hai hướng dùng cho ROM, RAM và thiết
bị ngoại vi đồng thời cũng chuyển giao 8 bit
địa chỉ thấp
40 Vdd Nguồn nuôi dương ( +5V )
* Chức năng các chân vi điều khiển:
Port 0: là Port có 2 chức năng ở trên chân từ 32 đến 39 trong các thiết kế cỡ
nhỏ ( không dùng bộ nhớ mở rộng ), có hai chức năng như các đường I/O. Đối với
các thiết kế cỡ lớn ( với bộ nhớ mở rộng ) nó được kết hợp kênh giữa các bus.
Port 1: là một port I/O trên các chân 1-8. Các chân được ký hiệu P1.0, P1.1,
P1.2,..,P1.8 có thể dùng cho các thiết bị ngoài nếu cần. Port1 không có chức năng
khác, vì vậy chúng ta chỉ được dùng trong giao tiếp với các thiết bị ngoài.
Port 2: là một Port công dụng kép trên các chân 21 - 28 được dùng như các
đường xuất nhập hay là Byte cao của bus địa chỉ đối với các thiết kế dùng bộ nhớ
mở rộng.
Port 3: là một Port công dụng kép trên các chân 10 -17.
PSEN (Program Store Enable ): 8051 / 8031 có 1 tín hiệu điều khiển
PSEN là tín hiệu ra trên chân 29. Nó là tín hiệu điều khiển để cho phép bộ nhớ
chương trình mở rộng và thường được nối đến chân OE (Output Enable) của một
EPROM để cho phép đọc các Byte mã lệnh. PSEN sẽ ở mức thấp trong thời gian
lấy lệnh. Các mã nhị phân của chương trình được đọc từ EPROM qua bus và được
chốt vào thanh ghi lệnh của 8051 để giải mã lệnh. Khi thi hành chương trình trong
ROM nội ( 8051) PSEN sẽ ở mức thụ động (mức cao).
ALE (Address Latch Enable ): Tín hiệu ra ALE trên chân 30 tương hợp với
các thiết bị làm việc với các xử lý 8585, 8088, 8086, 8051 dùng ALE một cách
tương tự cho làm việc giải các kênh các bus địa chỉ và dữ liệu khi Port 0 được
dùng trong chế độ chuyển đổi của nó: vừa là bus dữ liệu vừa là bit thấp của địa chỉ,
ALE là tín hiệu để chốt địa chỉ vào một thanh ghi bên ngoài trong nữa đầu của chu
kỳ bộ nhớ. Sau đó, các đường Port 0 dùng để xuất hay nhập dữ liệu trong nữa sau
chu kỳ của bộ nhớ. Các xung tín hiệu ALE có tốc độ bằng 1/6 lần tần số dao động
trên chip và có thể được dùng là nguồn xung nhịp cho các hệ thống. Nếu xung trên
8051 là 12 MHz thì ALE có tần số 2 MHz. Chỉ ngoại trừ khi thi hành lệnh MOVX,
một xung ALE sẽ bị mất. Chân này cũng được làm ngõ vào cho xung lập trình cho
EPROM trong 8051.
EA (External Access): Tín hiệu vào EA trên chân 31 thường được mắc lên
mức cao (+5V) hay mức thấp (GND). Nếu ở mức cao, 8051 thi hành chương trình
từ ROM nội trong khoảng địa chỉ thấp (4K). Nếu ở mức thấp, chương trình chỉ
được thi hành từ bộ nhớ mở rộng. Khi dùng 8031, EA luôn được nối mức thấp vì
không có bộ nhớ chương trình trên chip. Nếu EA được nối mức thấp bộ nhớ bên
trong chương trình 8051 sẽ bị cấm và chương trình thi hành từ EPROM mở rộng.
Sv : Lê Thanh Tùng
23
Người ta còn dùng chân EA làm chân cấp điện áp 21V khi lập trình cho EPROM
trong 8051.
RST (Reset): Ngõ vào RST trên chân 9 là ngõ reset của 8051. Khi tín hiệu
này được đưa lên múc cao (trong ít nhất 2 chu kỳ máy), các thanh ghi trong 8051
được tải những giá trị thích hợp để khởi động hệ thống.
Các ngõ vào bộ dao động trên chip: Như đã thấy trong các hình trên, 8051
có một bộ dao động trên chip. Nó thường được nối với thạch anh giữa hai chân 18
và 19. Các tụ giữa cũng cần thiết như đã vẽ. Tần số thạch anh thông thường là 12
MHz.
Các chân nguồn: 8051 vận hành với nguồn đơn +5V. Vcc được nối vào chân
40 và Vss (GND) được nối vào chân 20.
Các chân đối thọai với bộ nhớ ngoài :
WR (Write) - đối thoại để viết vào bộ nhớ dữ liệu ở ngoài.
RD (Read) - đối thoại để đọc từ bộ nhớ dữ liệu ở ngoài.
EA (External Address) - tín hiệu chọn 4K đầu tiên của ROM :
EA = 0 : chọn 4K ROM ngoài.
EA = 1 : chọn 4K ROM trong.
ALE (Address Latch Enable) - cho phép chốt địa chỉ trên cổng đa hợp P0
PSEN (Program Store Enable) - cho phép đọc bộ nhớ chương trình ngoài.
* Các thanh ghi đặc biệt bên trong chip:
A (Accumulator): Thanh ghi đa chức năng.
B : Như thanh ghi A, ngoài ra còn dùng trong các lệnh Mul, Div.
PSW (Program Status Word): Thanh ghi từ điều khiển
SP (Stack Pointer): Con trỏ Stack. Sau khi Reset có giá trị là 07h. SP được
tăng trước khi đữ liệu được cất vào Stack.
DPTR (Data Pointer (DPH, DPL)): Con trỏ chứa địa chỉ 16-bit dùng trong
một số lệnh truy nhập bộ nhớ.
P0, P1, P2, P3 (Port Latches): Các bộ chốt cho 4 cổng vào ra tương ứng.
SBUF (Serial Data Buffer): Thanh ghi để đọc và viết cho cổng nối tiếp.
SCON (Serial Port Control): Thanh ghi điều khiển cổng nối tiếp.
TMOD (Timer Mode): Thanh ghi chế độ cho các Timer.
TCON (Timer Control): Thanh ghi điều khiển cho các Timer.
T2CON (8052 Timer 2 Control): Thanh ghi điều khiển cho Timer 2 của
8052.
PCON ( Power Control): Thanh ghi điều khiển nguồn (chỉ sử dụng cho
89C51).
IE (Interrupt Enable): Thanh ghi cho phép ngắt (1=cho phép; 0=không cho
phép).
IP (Interrupt Priority): Thanh ghi ưu tiên các ngắt.
Sv : Lê Thanh Tùng
24
(c). Tổ chức phần cứng Vi điều khiển 8051:
c.1. Tổ chức bộ nhớ (Memory Map):
Từ cấu trúc của vi điều khiển 8051 đã giới thiệu và yêu cầu thiết kế ta tiến
hành phân bổ các vùng nhớ như sau:
- Bộ nhớ chương trình 8K ROM chia làm hai vùng:
ROM trong (On-chip) có địa chỉ vật lý: 0000H 0FFFH.
ROM ngoài (2764) có địa chỉ vật lý: 1000H 2FFFH.
- Bộ nhớ dữ liệu được mở rộng thêm 8K RAM ngoài, với địa chỉ vật lý:
2000H 3FFFH.
- Mạch ghép nối vào/ ra sử dụng IC8255 với địa chỉ của từng cấu hình như
sau:
Địa chỉ cổng PA: 4000H
Địa chỉ cổng PB: 4001H
Địa ch