Link tải miễn phí luận văn
Phạm Văn Cường - Hoàng Văn Quân. Lớp ĐKTĐ1-K49 1
Mục lục
Lời mở đầu .......................................................................................... 5
Lời cảm ơn........................................................................................... 6
Chương 1 : Họ vi điều khiển PIC và vi điều khiển PIC18F4520 ..........................7
1.1 Giới thiệu chung .......................................................................................... 7
1.2 . Vi điều khiển Pic18F4520 ......................................................................... 8
1.2.1. Tổ chức bộ nhớ (Memory Organization) ........................................... 13
1.2.2. 8 x 8 HARDWARE MULTIPLIER................................................... 22
1.2.3. Ngắt (Interrupts) ................................................................................. 23
1.2.4. Cổng vào ra (I/O Port)........................................................................ 32
1.2.5. Bộ định thời (Timer) .......................................................................... 33
1.2.6. Bộ truyền nhận dữ liệu đồng bộ (EUSART-Enhanced Universal
Synchronous Asynchronous Receiver Transmitter)..................................... 37
1.2.7. Module chuyển đổi tưong tự sang số 10 bit (A/D) ............................ 50
Chương 2 : Thiết kế bộ điều khiển PID số...........................................................57
2.1 Thiết kế mô hình phần cứng mạch điều khiển........................................... 57
2.1.1. Yêu cầu thiết kế .................................................................................. 57
2.1.2. Các khối chức năng trên kit điều khiển.............................................. 58
a) Khối vi điều khiển trung tâm....................................................................................58
b) Khối giao tiếp máy tính qua cổng nối tiếp ...............................................................59
c) Khối bàn phím..........................................................................................................60
d) Khối hiển thị LCD 2x16(2 dòng, 16cột) ..................................................................61
e) Khối mạch động lực điều khiển................................................................................62
f) Khối nguồn 12V/5V..................................................................................................62
g) Các khối khác ...........................................................................................................63
2.2 Thiết kế phần mềm trên nền vi điều khiển PIC......................................... 64
2.2.1. Yêu cầu phần mềm............................................................................. 64
2.2.2. Giải thuật chương trình ...................................................................... 65
a) Loop điều khiển........................................................................................................65
b) Thuật toán PID số.....................................................................................................66
2.2.3. Thiết kế phần mềm điều khiển và giám sát trên máy tính ................. 69
2.3 Kit điều khiển............................................................................................. 71
Chương 3 : Ứng dụng bộ điều khiển PID số điều khiển động cơ một chiều.......72
3.1 Đối tượng điều khiển ................................................................................. 72
3.1.1. Thông số kĩ thuật ................................................................................ 72
3.1.2. Nhận dạng mô hình động học của động cơ điện một chiều ............... 72
3.1.3. Thu thập dừ liệu vào/ra của động cơ điện một chiều từ thựcnghiệm. 72
3.1.4. Nhận dạng động cơ điên một chiều bằng Toolbox Identification cảu
Matlab........................................................................................................... 74
3.1.5. Đánh giá chất lượng mô hình ............................................................. 76
3.2 Thiết kế luật điều khiển PID......................................................................77
3.2.1. Phương pháp Ziegler-Nichols1 .......................................................... 77
3.2.2. Phương pháp IMC .............................................................................. 77
3.2.3. Mô phỏng và đánh giá chất lượng bộ điều khiển............................... 78
3.3 Thiết bị chấp hành(IC L298) .....................................................................78
3.4 Cảm biến (Encoder) ................................................................................... 81
3.5 Hệ thống điều khiển................................................................................... 84
3.6 Một số hình ảnh về Kit điều khiển động cơ sử dụng vi điều khiển PIC .. 86
3.7 :Kết quả thực nghiệm................................................................................. 87
3.8 So sánh kết quả mô phỏng và thực tế ........................................................ 88
Kết luận ............................................................................................. 89
Tài liệu tham khảo ............................................................................. 91
Phụ lục Code phần mềm.................................................................... 92
Chương 1: Họ vi điều khiển PIC và vi điều
khiển PIC18F4520
1.1 Giới thiệu chung
Ngày nay, những ứng dụng của vi điều khiển đã đi sâu vào đời sống sinh hoạt và
sản xuất của con người. Thực tế hiện nay là hầu hết các thiết bị điện hiện nay đều có
sự góp mặt của vi điều khiển và vi xử lí. Ứng dụng vi điều khiển trong thiết kế hệ
thống làm giảm chi phí thiết kế và hạ giá thành sản phẩm đồng thời nâng cao tính ổn
định của thiết bị và hệ thống.
Trên thị trường hiện nay có nhiều họ vi điều khiển để lựa chọn như: 8051,
Motola68HC, AVR, ARM, Pic…và có lẽ 8051 là dòng mà chúng ta được làm quen
nhiều nhất trong môi trường đại học nhưng tại sao chúng ta chọn dòng vi điều khiển
Pic để thực hiện ứng dụng và phát triển không ngoài những nguyên nhân sau:
- Họ vi điều khiển Pic phát triển và sử dụng phổ biến ở nước ta => việc tìm
mua và trao đổi kinh nghiệm là hết sức thuận lợi.
- Giá thành các dòng Pic là không quá mắc.
- Các dòng Pic có đầy đủ chức năng để hoạt động độc lập.
- Là sự bổ sung hợp lý về kiến thức cũng như ứng dụng cho họ vi điều khiển
8051
- Có sự hỗ trợ cao của nhà sản xuất về các công cụ lập trình, trình biên dịch,
mạch nạp Pic từ đơn giản tới phức tạp. Không những vậy các chức năng đa
dạng của các đòng Pic không ngừng được phát triển.
- Có nhiều bộ phận ngoại vi ngay trên chip, bao gồm: Cổng và/ra số, bộ biến
đổi ADC, bộ nhớ EEFROM, bộ định thời, bộ điều chế độ rộng xung
(PWM)…
- Bộ nhớ chương trình và bộ nhớ dữ liệu được tích hợp ngay trên chip.
Đây là họ VĐK được chế tạo theo kiến trúc RISC (Reduced Intruction Set
Computer) có cấu trúc khá phức tạp. Ngoài các chức năng như các họ VĐK khác, nó
còn tích hợp nhiều chức năng mới rất tiện lợi cho người thiết kế và lập trình.
Pic18F4520 nằm trong dòng sản phẩm PIC18F2420/2520/4420/4520 của nhà sản
xuất Microchip với đặc điểm 28/40/44 -Pin Enhanced Flash Microcontrollers with 10-
Bit A/D and nanoWatt Technology. Dòng sản phẩm này có nhiều cải tiến đáng kể về
chức năng so các dòng Pic trước đó như :
- Bộ nhớ chương trình được tăng cường (16Kbytes for PIC18F2420/4420
devices and 32Kbytes for PIC18F2520/4520 devices).
/file/d/0Bz7Zv9 ... sp=sharing
