Xây dựng hệ thống hiển thị các đại lượng đo và điều khiển cho hệ truyền động điện động cơ dị bộ

ổng trở định mức ở mỗi pha là
)(
3 2
2
2 
dm
nm
dm
I
E
Z
E2nm : sđđ giữa 2 vành góp khi roto đứng yên còn stato có thông số
định mức
I2đm : dòng điện định mức ở mỗi pha của roto
do trong các động cở không đồng bộ x2đm<< Z2đm nên ta có R2đm =
Z2đm
Nếu mạch roto đấu tam giác thì điện trở định mức ở mỗi pha tính
quy đổi sang đấu sao là
  dmdm RR 22
2
1
Đặc tính cơ của máy sản xuất
Trong thực tế sản xuất có nhiều loại máy sản xuất khác nhau , tuy nhiên
đặc tính cơ của chúng có thể biểu diễn bằng biểu thức tổng quát sau
x
dm
c
ccdmcc MMMM 








)( 00
14
Trong đó Mc : Mô men cản trên trục máy sản xuất ứng với tốc độ nào đó
Mco : Mô men cản trên trục máy sản xuất ứng với tốc độ ω=0
Mcđm : Mô men cản trên trục máy sản xuất ứng với tốc độ ωđm
x : số tự nhiên đặc trƣng cho từng đặc tính
1. Với x=0 Mc = const
Đặc tính dạng này thƣờng có trong các cơ cấu nâng hạ , các băng
chuyền ..
2. Với x=1 Mc tỷ lệ với bậc nhất tốc độ
Mô men này thƣờng có trên trục của máy phát điện một chiều kích
từ độc lập khi làm việc với tải thuần trở , mô men cản do ma sát trƣợt sinh ra
3. Với x=2 Mc tỷ lệ với bình phƣơng tốc độ
Mô men cản dạng này thƣờng xuất hiện trong các bơm ly tâm , quạt gió
....
4. Với x= -1 Mc tỷ lệ nghịch với tốc độ
Thƣờng có trong các máy cắt gọt kim lọai
15
CHƢƠNG 2:
TÌM HIỂU VỀ VI ĐIỀU KHIỂN AT89C51
2.1 GIỚI THIỆU CẤU TRÚC PHẦN CỨNG 8051
2.1.1. Sơ đồ chân 8051
8051 là IC vi điều khiển (Microcontroller) do hãng Intel sản xuất. IC
này có đặc điểm nhƣ sau:
- 4k byte ROM,128 byte RAM
- 4 Port I/O 8 bit.
- 2 bộ đếm/ định thời 16 bit.
- Giao tiếp nối tiếp.
- 64k byte không gian bộ nhớ chƣơng trình mở rộng.
- 64k byte không gian bộ nhớ dữ liệu mở rộng.
- Một bộ xử lý luận lý (thao tác trên các bít đơn).
- 210 bit đƣợc địa chỉ hóa.
- Bộ nhân / chia 4.
Sơ lƣợc về các chân của 8051:
16
2.1.2. Chức năng của các chân 8051
Port 0: từ chân 32 đến chân 39 (P0.0 _P0.7). Port 0 có 2 chức năng:
trong các thiết kế cỡ nhỏ không dùng bộ nhớ mở rộng nó có chức năng nhƣ
các đƣờng IO, đối với thiết kế lớn có bộ nhớ mở rộng nó đƣợc kết hợp giữa
bus địa chỉ và bus dữ liệu.
Port 1: từ chân 1 đến chân 9 (P1.0 _ P1.7). Port 1 là port IO dùng cho
giao tiếp với thiết bị ngoài nếu cần.
17
Port 2: từ chân 21 đến chân 28 (P2.0 _P2.7). Port 2 là một port có tác
dụng kép dùng nhƣ các đƣờng xuất nhập hay là byte cao của bus địa chỉ đối
với các thiết bị dùng bộ nhớ mở rộng.
Port 3: từ chân 10 đến chân 17 (P3.0 _ P3.7). Port 3 là port có tác dụng
kép. Các chân của port này có nhiều chức năng, có công dụng chuyển đổi có
liên hệ đến các đặc tính đặc biệt của 8051 nhƣở bảng sau :
PSEN (Program store enable):
PSEN là tín hiệu ngõ ra có tác dụng cho phép đọc bộ nhớ chƣơng trình
mở rộng và thƣờng đƣợc nối đến chân OE\ của Eprom cho phép đọc các byte
mã lệnh.
PSEN ở mức thấp trong thời gian 8051 lấy lệnh. Các mã lệnh của
chƣơng trình đƣợc đọc từ Eprom qua bus dữ liệu, đƣợc chốt vào thanh ghi
lệnh bên trong 8051 để giải mã lệnh. Khi 8051 thi hành chƣơng trình trong
ROM nội PSEN ở mức cao.
ALE (Address Latch Enable):
Khi 8051 truy xuất bộ nhớ bên ngoài, Port 0 có chức năng là bus địa
chỉ và dữ liệu do đó phải tách các đƣờng dữ liệu và địa chỉ. Tín hiệu ra ALE ở
chân thứ 30 dùng làm tín hiệu điều khiển để giải đa hợp các đƣờng địa chỉ và
18
dữ liệu khi kết nối chúng với IC chốt.Chân tín hiệu cho phép chốt địa chỉ để
truy cập bộ nhớ ngoài, khi On – chip xuất ra byte thấp của địa chỉ. Nó có thể
đƣợc dùng cho các bộ Timer ngoài hay cho mục đích tạo xung Clock
Tín hiệu ở chân ALE là một xung trong khoảng thời gian port 0 đóng
vai trò là địa chỉ thấp nên chốt địa chỉ hoàn toàn tự động.
EA (External Access): Cho phép On – chip truy cập bộ nhớ chƣơng
trình ngoài khi EA=0, nếu EA=1 thì On-chip sẽ làm việc với bộ nhớ chƣơng
trình nội trú
Tín hiệu vào EA ở chân 31 thƣờng đƣợc mắc lên mức 1 hay mức 0.
Nếu ở mức 1, 8051 thi hành chƣơng trình từ ROM nội.Nếu ở mức 0, 8051 thi
hành chƣơng trình từ bộ nhớ mở rộng. Chân EA đƣợc lấy làm chân cấp nguồn
21V khi lập trình cho Eprom trong 8051.
RST (Reset): Khi ngõ vào tín hiệu này đƣa lên mức cao ít nhất 2 chu
kỳ máy, các thanh ghi bên trong đƣợc nạp những giá trị thích hợp để khởi
động hệ thống. Khi cấp điện mạch phải tự động reset.
Các ngõ vào bộ dao động X1, X2:
 XTAL1: chân vào mạch khuếch đại dao động
 XTAL2: chân ra từ mạch khuếch đại dao động
Bộ tạo dao động đƣợc tích hợp bên trong 8051.Khi sử dụng 8051,
ngƣời ta chỉ cần nối thêm tụ thạch anh và các tụ. Tần số tụ thạch anh thƣờng
là 12 Mh
 VCC : cung cấp nguồn cho On-chip
 GND: nối mát
Các thanh ghi chức năng đặc biệt khác:
Các thanh ghi chức năng đặc biệt là các thanh ghi đảm nhiệm các chức
năng khác nhau trong chíp. Chúng nằm ở RAM bên trong chíp chiếm vùng
không gian bộ nhớ 128bytes đƣợc định địa chỉ từ 80h đến Ffh.
19
 Thanh ghi tích lũy (ACC):
đây là thanh ghi quan trọng trong chip, dùng để lƣu trữ các toán hạng
và kết quả của phép tính. Thanh ghi ACC dài 8 bit, có địa chỉ là E0h trong
SFR.
 Thanh ghi B:
thanh ghi thƣờng sử dụng khi thực hiện các phép toán nhân, chia. Đối
với các lệnh khác, thanh ghi B có thể xem nhƣ là thanh ghi đệm tạm thời.
Trong SFR thanh ghi B dài 8 bits và có địa chỉ là F0h.
 Con trỏ ngăn xếp:
thanh ghi này dài 8 bits, có địa chỉ trong SFR là 81h, giá trị của nó
đƣợc tăng tự động trƣớc khi thực hiện các lệnh CALL, PUSH. Ngăn xếp có
thể đặt bất cứ nơi nào trong RAM của chíp, nhƣng sau khi khởi động lại ngăn
xếp thì con trỏ ngăn xếp mặc định sẽ trỏ tới địa chỉ khởi đầu là 07h, vậy ngăn
xếp sẽ đƣợc tạo ra bắt đầu từ 08h.
 Con trỏ dữ liệu :
là thanh ghi dài 16 bits, gồm hai thanh dài 8 bits hợp lại là thanh ghi
byte cao DPH và thanh ghi byte thấp DPL. Con trỏ dữ liệu có thể sử dụng nhƣ
là thanh ghi 16 bits hay hai thanh ghi 8 bits độc lập. Trong SFR thanh ghi
DPH có địa chỉ là 83h, còn thanh ghi DPL có địa chỉ là 82h.
 Thanh ghi PSW:
là thanh ghi dài 8 bits, có địa chỉ trong SFR là D0h. Thanh ghi PSW dùng
để chứa thông tin về trạng thái chƣơng trình. Mỗi bit của PSW đảm nhiệm một
chức năng cụ thể. Thanh ghi này đƣợc phép truy cập ở dạng mức bit.
 Thanh ghi PCON : thanh ghi điều khiển nguồn.
 Thanh ghi IE: thanh ghi cho phép ngắt
20
2.1.3. Cấu trúc bên trong của 8051
2.1.3.1. Sơ đồ khối bên trong 8051
21
2.1.3.2. Khảo sát các khối nhớ bên trong 8051:
Tổ chức bộ nhớ:
Bộ nhớ bên trong 8051 bao gồm ROM và RAM. RAM bao gồm nhiều
thành phần: phần lƣu trữ đa dụng, phần lƣu trữ địa chỉ hóa từng bit, các bank
thanh ghi và các thanh ghi chức năng đặc biệt.
8051 có bộ nhớ theo cấu trúc Harvard: có những vùng nhớ riêng biệt
cho chƣơng trình và dữ liệu. Chƣơng trình và dữ liệu có thể chứa bên trong
22
8051 nhƣng 8051 vẫn có thể kết nối với 64 k byte bộ nhớ chƣơng trình và 64
k byte bộ nhớ dữ liệu mở rộng.
Ram bên trong 8051 đƣợc phân chia nhƣ sau:
- Các bank thanh ghi có địa chỉ từ 00H đến 1Fh.
- Ram địa chỉ hóa từng bit có địa chỉ từ 20H đến 2FH.
- Ram đa dụng từ 30H đến 7FH.
- Các thanh ghi chức năng đặc biệt từ 80H đến FFH.
-Ram đa dụng:
Mọi địa chỉ trong vùng ram đa dụng đều có thể đƣợc truy xuất tự do
dùng kiểu địa chỉ trực tiếp hay gián tiếp. Ví dụ để đọc nội dung ô nhớ ở địa
chỉ 5FH của ram nội vào thanh ghi tích lũy A : MOV A,5FH.
hay truy xuất dùng cách địa chỉ gián tiếp qua R0 hay R1. Ví dụ 2 lệnh
sau sẽ thi hành cùng nhiệm vụ nhƣ lệnh ở trên:
MOV R0, #5FH
MOV A , @R0
-Ram có thể truy xuất từng bit:
8051 chứa 210 bit đƣợc địa chỉ hóa từng bit, trong đó 128 bit chứa ở
các byte có địa chỉ từ 20H đến 2FH, các bit còn lại chứa trong nhóm thanh ghi
chức năng đặc biệt.
Ýtƣởng truy xuất từng bit bằng phần mềm là một đặc tính mạnh của vi
điều khiển nói chung. Các bit có thể đƣợc đặt, xóa, and, or, với 1 lệnh đơn.
Ngoài ra các port cũng có thể truy xuất đƣợc từng bít làm đơn giản phần mềm
xuất nhập từng bit.
Ví dụ để đặt bit 67H ta dùng lệnh sau: SETB 67H.
-Các bank thanh ghi:
Bộ lệnh 8051 hỗ trợ 8 thanh ghi có tên là R0 đến R7 và theo mặc định
(sau khi reset hệ thống), các thanh ghi nàyở các địa chỉ 00H đến 07H. lệnh
sau đây sẽ đọc nội dung ở địa chỉ 05H vào thanh ghi tích lũy: MOV A, R5.
23
Đây là lệnh 1 byte dùng địa chỉ thanh ghi. Tuy nhiên có thể thi hành
bằng lệnh 2 byte dùng địa chỉ trực tiếp nằm trong byte thứ 2: MOV A, 05H.
Lệnh dùng các thanh ghi R0 đến R7 thì sẽ ngắn hơn và nhanh hơn
nhiều so với lệnh tƣơng ứng dùng địa chỉ trực tiếp.
Bank thanh ghi tích cực bằng cách thay đổi các bit trong từ trạng thái
chƣơng trình (PSW). Giả sủ thanh ghi thứ 3 đang đƣợc truy xuất, lệnh sau đây sẽ
di chuyển nội dung của thanh ghi A vào ô nhớ ram có địa chỉ 18H: MOV R0, A.
Các thanh ghi có chức năng đặc biệt:
8051 có 21 thanh ghi chức năng đặc biệt (SFR: Spec...