Bài tập kĩ thuật số

Cung cấp cho sinh viên những kiến thức cơ bản về kỹ thuật số, các dạng bài tập thường gặp cũng như những vấn đề chuyên sâu, chuyên ngành kĩ thuật số. Vốn là một lĩnh vực khá mới mẻ ở Việt N

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

• 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 (116) 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)

• 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.

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

S S

Nhấn nút OFF

Nhấn nút tốc độ 5

Đ Đ

S

#define tocdo0 0 //toc do bang 0

#define td_macdinh 80 //toc do mac dinh

#define tocdo1 124 //1/5 toc do cuc dai

#define tocdo2 248 //2/5 toc do cuc dai

#define tocdo3 372 //3/5 toc do cuc dai

#define tocdo4 496 //4/5 toc do cuc dai

#define tocdo5 620 //toc do cuc dai

void main() //bo PMW1 dk

dco quay thuan

theo cong thuc duty1*t2div/clock //khoi tao duty=0 -> tat

dong co

set_pwm1_duty(duty1); //cho duty cua 2

bo PMW=0 de

set_pwm2_duty(duty2); //tat dong co

delay_ms(1000); //delay 1s de giam

quan tinh dong co

biennghich=0;

goto next;

}

set_pwm1_duty(duty1); //cho duty cua 2

bo PMW=0 de

set_pwm2_duty(duty2); //tat dong co

delay_ms(1000); //delay 1s de giam

quan tinh dco

biennghich=1;

goto next;

}

if (!bit_test(portb,4)) //nhan phim toc do 2

bientocdo=2;

goto next;

}

if (!bit_test(portb,5)) //nhan phim toc do 3

bientocdo=3;

goto next;

}

if (!bit_test(portb,6)) //nhan phim toc do 4

bientocdo=4;

goto next;

}

if (!bit_test(portb,7)) //nhan phim toc do 5

set_pwm1_duty(duty1); //cho duty cua 2

case 3: duty1= tocdo3;

set_pwm1_duty(duty1); //cho dco chay

case 5: duty2= tocdo5;

Mô phỏng: