Download miễn phí Đồ án Thiết kế và thi công hệ thống cân băng tải 10 kg
MỤC LỤC
Bìa
Lời Thank
Mục lục
MỞ ĐẦU . 1
Chương 1 : GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI 2
1.1- Khái niệm chung về cân điện tử trong công nghiệp : 2
1.2- Nguyên lí hoạt động cơ bản của mô hình hệ thống cân băng tải 10 kg: 2
Chương 2 : GIỚI THIỆU VỀ VI ĐIỀU KHIỂN VÀ IC CHUYỂN ĐỔI ADC ICL7135 4
2.1- Giới thiệu AT89C51 : 4
2.1.1- Những đặc trưng của AT89C51 : 4
2.1.2- Tổ chức bộ nhớ : 9
2.1.2.1- RAM đa dụng : 10
2.1.2.2- Thanh ghi trạng thái chương trình : 12
2.1.2.3- Thanh ghi B : 14
2.1.2.4- Con trỏ dữ liệu : 14
2.1.2.5- Các thanh ghi timer : 14
2.1.2.6- Các thanh ghi port nối tiếp : 14
2.1.2.7- Các thanh ghi ngắt : 15
2.1.2.8- Thanh ghi điều khiển port nối tiếp : 15
2.1.2.9 Tốc độ baud port nối tiếp. 20
2.2- IC chuyển đổi ADC (ICL7135) : 22
2.2.1- Pha auto zero : 22
2.2.2- Pha signal integrate : 23
2.2.3- Pha de-integrate : 23
2.2.4- Pha zero integrate : 23
2.2.5- Phần Analog : 24
2.2.5.1- Analog Comon : 24
2.2.5.2- Ngõ vào bộ khuếch đại đệm (Input Buffer) : 24
2.2.5.3- Mạch tích phân : 24
2.2.5.4- Mạch so sánh : 24
2.2.6- Phần Digital : 24
2.2.6.1- RUN/HOLD : 25
2.2.6.2- BUSY : 25
2.2.6.3- Ngõ ra số học : 26
2.2.6.4- Ngõ ra BCD : 26
Chương 3 : TỔNG QUAN VỀ LOADCELL 26
3.1- Các phương pháp và cảm biến được dùng trong đo lường khối lượng : 26
3.1.1- Các phương pháp đo khối lượng : 26
3.1.1.1- Phương pháp cân bằng 0 : 27
3.1.1.2- Phương pháp cân dịch chuyển : 28
3.1.2- Một số Loadcell thực tế : 29
3.2- Giới thiệu đặc tính của loadcell : 31
3.3- Cách bố trí Loadcell và nối dây cho hệ thống nhiều loadcell : 38
Chương 4 : THIẾT KẾ PHẦN CỨNG 41
4.1- Giới thiệu về mô hình hệ thống cân băng tải : 41
4.1.1- Giới thiệu mô hình : 41
4.1.2- Giới thiệu về sơ đồ nguyên lí của mạch đầu cân : 42
4.2- Tính toán và thiết kế : 44
4.2.1- Mạch đầu cân : 44
4.2.2- Bộ tạo xung ngắt ngoài cho 89C51 dùng ICL7135 : 46
4.2.3- Bộ tạo xung cho COUNTER : 48
4.2.4- Bộ truyền dữ liệu : 48
4.2.5- Tính phân cực cho Transitor A564 : 49
Chương 5 : KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN 51
5.1- Tính năng của đầu cân : 51
5.2- Đánh giá kết quả : 51
5.3- Hướng phát triển của đề tài : 51
PHỤ LỤC 53
MỤC LỤC 70
http://s1.liketly.com/flash/edoc/jh2i1fkjb33wa7b577g9lou48iyvfkz6-swf-2013-12-10-do_an_thiet_ke_va_thi_cong_he_thong_can_bang_tai_1.RiufQMoovz.swf /tai-lieu/de-tai-ung-dung-tren-liketly-49015/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:
hiện được bit start sai bằng cách yêu cầu trạng thái 0 ở (bit start) ở
lần đếm thứ 8 sau khi có chuyển trạng thái từ 1 xuống 0 đầu tiên. Nếu điều này không
xảy ra, người ta giả sử là bộ thu được kích bởi nhiễu chứ không phải do một ký tự hợp
lệ. Bộ thu được reset và quay về trạng thái nghỉ (idle), tìm kiếm (đợi) chuyển trạng
thái từ 1 xuống 0 kế.
Giả sử đã phát hiện được bit start hợp lệ, thì tiếp tục thu ký tự. Bit start được bỏ
qua và 8 bit dữ liệu được đưa vào thanh ghi dịch cổng nối tiếp theo xung nhịp. Khi đã
có được tất cả 8 bit, điều sau đây xảy ra :
Bit thứ 9 (bit stop) được chốt vào RB8 trong SCON.
SBUF được nạp với 8 bit dữ liệu.
Cờ ngắt bộ thu (RI) được đặt lên 1.
Tuy nhiên, những điều này chỉ xảy ra nếu đã có những điều kiện sau :
RI = 0
SM2 = 1 và bit stop thu được là 1, hay SM2 = 0.
Đòi hỏi RI = 0 để bảo đảm là phần mềm đã đọc ký tự trước (và RI được xóa).
Điều kiện thứ hai hơi phức tạp nhưng chỉ áp dụng trong chế độ truyền thông đa
bit
start
bit
stop
D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 TXD
1
tốc độ baud
TI (SCON.1)
Ngắt phát
(chuẩn bị cho dữ liệu)
Luận Văn Tốt Nghiệp 20 GVHD : Th.S Trần Viết Thắng
Thiết kế và thi công hệ thống cân băng tải 10 kg SVTH: Phạm Phú Cường
xử lý. Điều đó hàm ý là “không đặt RI lên 1 trong chế độ truyền thông đa xử lý
khi bit dữ liệu thứ 9 là 0).
2.1.2.9 Tốc độ baud port nối tiếp.
Sử dụng Timer 1 làm xung nhịp tốc độ baud
Cách thông dụng để tạo tốc độ baud là khởi động TMOD cho chế độ 8 bit tự
động nạp lại (chế độ 2) và đặt giá trị nạp lại đúng vào TH1 để cho tốc độ tràn đúng với
tốc độ baud. TMOD được khởi động như sau :
MOV TMOD, #0010xxxxB
Các x là các bit 1 hay 0 cần cho timer.
Cũng có thể đạt được các tốc độ baud thấp bằng cách sử dụng timer chế độ 1 với
TMOD = 0001xxxxB. Tuy nhiên, tốn thêm phần mềm vì các thanh ghi TH1/TL1 phải
được khởi động lại sau mỗi lần tràn. Việc này sẽ được thực hiện trong chương trình
phục vụ ngắt. Một chọn lựa khác là cấp xung nhịp cho Timer 1 từ ngoài dùng
T1(P3.5). Và luôn luôn tốc độ baud là tốc độ tràn của Timer 1 được chia cho 32 (hay
cho 16, nếu SMOD = 1).
Công thức tổng quát để xác định tốc độ baud trong các chế độ 1 và 3 là :
Tốc độ baud = Tốc độ tràn của Timer 1 ÷ 32.
Bảng 2.6 tóm tắt các giá trị nạp lại cho các tốc độ baud thông dụng nhất, dùng
thạch anh 12 MHZ hay 11.059 MHz :
Luận Văn Tốt Nghiệp 21 GVHD : Th.S Trần Viết Thắng
Thiết kế và thi công hệ thống cân băng tải 10 kg SVTH: Phạm Phú Cường
Tốc độ
baud
Tần số
thạch anh
SMOD
Giá trị nạp
lại vào TH1
Tốc độ
baud thật
Sai số
9600 12MHz 1 -7(F9H) 8923 7%
2400 12MHz 0 -13(F3H) 2404 0.16%
1200 12MHz 0 -26(E6H) 1202 0.16%
19200 11.059MHz 1 -3(FDH) 19200 0
9600 11.059MHz 0 -3(FDH) 9600 0
2400 11.059MHz 0 -12(F4H) 2400 0
1200 11.059MHz 0 -24(E8H) 1200 0
Bảng2.6 : Tóm tắt tốc độ baud.
2.2- IC chuyển đổi ADC (ICL7135) :
ICL7135 là một IC chuyển đổi A/D có độ chính xác cao. Biến đổi từ Analog
sang Digital theo phương pháp 2 độ dốc, độ chính xác chuyển đổi là 20.000 với sai số
là ± 1, giới hạn điện áp nằm trong mức chuyển đổi là 2V. Chênh lệch trở kháng ngõ
vào lớn và chênh lệch này gần như tuyến tính.
Điện áp nguồn cung cấp từ : V+ = +5V
V- = -5V
Nhiệt độ hoạt động : 0oC- 70oC
Đây là một IC được sử dụng rộng rãi trong lĩnh vực đo đạc bao gồm thu thập và
hiển thị dữ liệu tương tự như : đo áp lực, điện áp, nhiệt độ, khối lượng, v.v…
ICL7135 được chia thành khâu Analog và khâu Digital. Khâu số bao gồm những bộ
đếm, ngõ vào ngõ ra và điều khiển logic điều khiển chu kỳ lấy mẫu của mỗi lần
Luận Văn Tốt Nghiệp 22 GVHD : Th.S Trần Viết Thắng
Thiết kế và thi công hệ thống cân băng tải 10 kg SVTH: Phạm Phú Cường
chuyển đổi. Mỗi lần chuyển đổi được chia thành 4 pha:
Pha tự chuyển về zero (auto zero).
Pha tích phân tính hiệu (signal integrate).
Pha lấy lại tích phân hay lấy tích phân điện áp chuẩn (de-integrate).
Pha cuối cùng là tích phân zero. (zero integrator).
Khâu Digital điều khiển quá trình chuyển đổi của khâu Analog trong suốt 4
pha, bằng việc sử dụng bộ đếm và trạng thái của bộ so sánh để xác định thời điểm bắt
đầu của mỗi pha.
2.2.1- Pha auto zero :
Trong giai đoạn này có ba sự kiện xảy ra : Đầu tiên các ngõ vào INLO và INHI
không được nối đến tín hiệu bên ngoài mà nối tắt đến chân Analog Comon. Kế đến tụ
điện tham chiếu được nạp đến điện áp tham chiếu. Cuối cùng dòng hồi tiếp được nối
vòng qua hệ thống để nạp cho tụ CAZ nhằm bù với điện áp lệch trong bộ khuếch đại
đệm, bộ tích phân và bộ so sánh.Chu kỳ nhỏ nhất của pha auto zero là 9800 chu kỳ
xung clock, trừ trường hợp đọc quá tầm. Sau khi đọc quá tầm, chu kỳ của pha tích
phân zero được mở rộng ra làm cho chu kỳ của pha auto zero giảm xuống còn 3800
chu kỳ xung clock.
2.2.2- Pha signal integrate :
Ở cuối pha auto zero vòng hồi tiếp được hở ra và không còn nối tắt bên trong,
trong giai đoạn này các ngõ vào INLO và INHI được nối đến tín hiệu bên ngoài cần
biến đổi. Khi đó bộ biến đổi sẽ lấy tích phân điện áp vi sai giữa INHI và INLO trong
khoảng thời gian là 10.000 chu kỳ xung clock. Ở cuối pha này cực tính của tín hiệu lấy
tích phân được xác định.
2.2.3- Pha de-integrate :
Đây là pha lấy lại tích phân hay lấy tích phân điện áp chuẩn. INLO được nối
đến Analog Comon và INHI được nối đến tụ tham chiếu đã nạp điện áp tham chiếu
trước đó. Mạch điện trong chip đảm bảo tụ điện được nối đến đúng cực tính sao cho
ngõ ra của bộ tích phân trả về mức zero (đã được thiết lập trong pha auto zero với một
độ dốc cố định ). Thời gian cần thiết để ngõ ra này về zero thì tỷ lệ với điện áp ngõ
vào. Pha de -integrate tồn tại trong khoảng thời gian là 20.001 số, hay là cho tới khi
Luận Văn Tốt Nghiệp 23 GVHD : Th.S Trần Viết Thắng
Thiết kế và thi công hệ thống cân băng tải 10 kg SVTH: Phạm Phú Cường
bộ so sánh dò ra được ngõ ra của mạch tích phân đã về zero. Thời gian trở về zero thì
tỷ lệ thuận với điện áp ngõ vào và tỷ lệ nghịch với điện áp tham chiếu. Số chu kỳ xung
clock cần để về zero được đếm bởi phần Digtal và được khoá khi chu kỳ đo kết thúc.
Số đọc được = 10.000
REF
IN
V
V .
2.2.4- Pha zero integrate :
Pha cuối cùng trong chu kỳ biến đổi là pha tích phân zero. Ngõ vào không đảo
của mạch tích phân thì được nối Analog Comon và ngõ vào đệm thì được nối đến ngõ
ra của bộ so sánh, vòng lập kín này buộc ngõ ra của mạch tích phân về zero. Thông
thường pha này chỉ tồn tại chỉ từ 100 đến 200 chu kỳ xung clock, đủ thời gian để lấy đi
lượng điện áp nạp dư trên tụ được tạo ra bởi thời gian delay của bộ so sánh và thời
gian delay 1 chu kỳ bởi chu kỳ lấy mẫu ngõ ra của bộ so sánh chỉ 1 lần trên chu kỳ
xung clock. Điều kiện quá tầm xảy ra khi ngõ ra của mạch tích phân không trở về zero
vào cuối của pha de-integrate, và để lại một điện áp dư trên tụ. Trong trường hợp này,
pha tích phân zero sẽ được tăng lên 6200 chu kỳ xung clock để
