ĐỒ ÁN SỬ DỤNG ENCODER TÍNH VẬN TỐC, đặt giới hạn tốc độ từ bàn phím (có code đầy đủ)

tên đề tài: THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐO TỐC ĐỘ BẰNG ENCODER TƯƠNG ĐỐI. VỚI KHOẢNG GIỚI HẠN NHẬP TỪ BÀN PHÍM, NẾU NGOÀI KHOẢNG GIỚI HẠN THÌ BÓNG ĐÈN BÁO, TỐC ĐỘ THAY ĐỔI BẰNG CÁCH XOAY CHIẾT ÁP THAY ĐỔI PWM. tất cả các file liên quan ở file nén ạ

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI

encoder tương đối

Giáo viên hướng dẫn: ThS Nhữ Quý Thơ

Sinh viên thực hiện:

Hà Nội-2020

MỤC LỤC

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG 2

1.1 Giới thiệu chung 2

1.1.1 Lịch sử nghiên cứu 2

1.2 Các yêu cầu cơ bản 3

1.3 Phương pháp, phạm vi và giới hạn nghiên cứu 3

1.3.1 Phương pháp nghiên cứu 3

1.3.2 Phạm vi nghiên cứu 4

1.3.3 Giới hạn nghiên cứu 4

1.4 Ý nghĩa thực tiễn 5

CHƯƠNG 2 XÂY DỰNG MÔ HÌNH HỆ THỐNG 6

2.1 Thiết kế sơ đồ khối hệ thống 6

2.1.1 Sơ đồ khối 6

2.1.2 Cấu tạo 6

2.1.3 Nguyên lý hoạt động 7

2.2 Phân tích lựa chọn cảm biến 7

2.2.1 Động cơ có gắn sẵn encoder 7

2.3 Phân tích và lựa chọn bộ điều khiển 15

2.3.1 Chip STM32F103C8T6 15

2.3.2 Biến trở 18

2.3.3 Bàn phím số 19

2.4 Các thiết bị điện, điện tử khác 21

2.4.1 LCD 162 21

2.4.2 Các thiết bị điện, điện tử khác được sử dụng 22

2.5 Thiết kế mạch đo và xử lí tín hiệu 24

CHƯƠNG 3 CHẾ TẠO VÀ THỬ NGHIỆM HỆ THỐNG 25

3.1 Chế tạo các bộ phận cơ khí 25

3.2 Chế tạo các bộ phận điện – điện tử 26

3.2.1 Chế tạo mạch in PCB 26

3.1 Xây dựng chương trình điều khiển 27

3.2 Thử nghiệm và đánh giá hệ thống 29

DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 2.1 Sơ đồ khối hệ thống 6

Hình 2.2 Động cơ tích hợp encoder 7

Hình 2.3 Pha 1 8

Hình 2.4 Pha 2 8

Hình 2.5 Pha 3 8

Hình 2.6 Chuyển động của động cơ 8

Hình 2.7 Sơ đồ động cơ và encoder 9

Hình 2.8 Cấu tạo encoder 11

Hình 2.9 Hình minh họa encoder 12

Hình 2.10 Tính tốc độ động cơ trường hợp thứ 1 14

Hình 2.11 Tính tốc độ động cơ trường hợp thứ 2 15

Hình 2.12 Sơ đồ chân STM32F1 16

Hình 2.13 Sơ đồ bộ điều khiển 18

Hình 2.14 Cảm biến biến trở 19

Hình 2.15 Keypad 4x3 20

Hình 2.16 Sơ đồ phím 20

Hình 2.17 LCD16x2 21

Hình 2.18 Sơ đồ LCD và I2C 22

Hình 2.19 Mạch đo và xử lý tín hiệu 24

Hình 3.1 Mô hình hoàn thiện 25

Hình 3.2 Giá đỡ encoder và động cơ 25

Hình 3.3 Mặt đi dây 27

Hình 3.4 Mặt trên 27

Hình 3.5 Lưu đồ thuật toán điều khiển 28

Hình 3.6 Cấu hình chân vi điều khiển trên phầm mềm STM32CubeMX 28

Hình 3.7 Ảnh minh họa keil uvision5 29

DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1.1 Cấu trúc của thiết bị 3

Bảng 1.2 Đặc tính kĩ thuật 3

Bảng 2.2 Các thiết bị điện - điện tử 22

LỜI NÓI ĐẦU

Trong quá trình sản xuất hiện đại, đo tốc độ động cơ là việc làmkhông thể thiếu, nó giúp cho quá trình giám sát sản xuất nhanh hơn, tốt hơn,cho

ra những sản phẩm như ý, chính xác Nếu ta không đo được tốc độ của động cơthì không thể điều khiển tốc độ chính xác được Với những máy móc hiện đạinhư ngày nay, trong quá trình sản xuất luôn chạy với nhiềutốc độ khác nhau, tùytheo mỗi giai đoạn làm việc của nó, chính vì thế mà tacần phải biết tốc độ động

cơ là bao nhiêu để điều chỉnh cho phù hợp.Từ lâu con người đã nghiên cứu chếtạo ra những máy đo tốc độ vàđược sử dụng rộng rãi Trong các hệ truyền độngkinh điển người ta dùng máy phát tốc đo tốc độ động cơ, máy phát tốc một chiềuhay xoay chiều thực chất cũng chỉ là máy phát điện công suất nhỏ, có suất điệnđộng ra tỷ lệ với tốc độ cần đo Về sau nền sản xuất công nghiệp ngày càng pháttriểnhiện đại người ta bắt đầu nghiên cứu và cho ra đời các máy đo tốc độ có độchính xác cao hơn như máy đo góc tuyệt đối, máy đo sử dụng cảm biến quangtốc độ với đĩa giải mã …

Trong đề tài đồ án môn “ xây dựng hệ thống đo tốc độ động cơ điện 1chiều bằng cảm biến encoder tương đối ” này, nhóm sinh viên chúng em xintrình bày một cách cụ thể về quá trình nghiên cứu tìm hiểu và tính toán, thiết kế

mô hình Thông qua đó có thể áp dụng nó vào các bài nghiên cứu khoa học hayvào đồ án tốt nghiệp chuyên ngành khi ra trường

Để bài báo cáo được hoàn thiện hơn, nhóm chúng em hi vọng nhận đượcnhững góp ý từ phía các thầy cô Qua đây, chúng em cũng xin được gửi lời cảm

ơn đến các thầy cô trong Khoa Cơ khí nói chung và thầy cô trong nghành Cơđiện tử nói riêng đã nhiệt tình hướng dẫn đồ án môn cho chúng em

Hà Nội, Ngày tháng 12 năm 2020

Ở Việt Nam, vấn đề an toàn, chính xác ngày càng trở nên quan trọng và đặc biệtquan trọng tại các thành phố lớn, với những dự án lớn Vì vậy tình hình nghiêncứu về những máy móc, hệ thống có độ chính xác và an toàn cao ngày càng pháttriển vô cùng mạnh mẽ và được sự quan tâm của các nước phát triển và đangphát triển trên toàn thế giới.

Theo thời gian và sự phát triển của công nghệ, con người đã cải tiến đượcnhững thiết bị đo tốc của mình, từ những chiếc thước đo tốc thô sơ được pháttriển từ năm trăm năm về trước thì giờ đây chúng ta lại sáng tạo ra những thiết

bị hiện đại sử dụng điện để đo tốc độ một cách chính xác tuyệt đối và có ứngdụng rất đa dạng trên nhiều máy móc công nghiệp hiện đại

Ngày nay có rất nhiều quy trình công nghiệp sử dụng các thiết bị máymọc công nghệ cao, hiện đại và hầu như những cỗ máy đó không thể thiếunhững chiếc cảm biến đo tốc độ Cảm biến đo tốc độ không chỉ giúp chúng ta đođược tốc độ là bao nhiêu mà nó có nhiều ứng dụng khác điển hình như cảnh báotốc độ giới hạn Trong công nghiệp có hầu như mọi trường hợp đều cần đến đotốc độ của máy người ta thường theo dõi tốc độ của máy vì lý do an toàn hoặc

để khống chế các điều kiện đặt trước cho hoạt động của máy móc thiết bị

Sơ lược về hệ thống đo tốc độ

Hệ thống đo tốc độ thiết bị bao gồm tập hợp các bộ phận cấu thành cónhiệm vụ đo tốc độ và cảnh báo giới hạn đo khi quá giới hạn quy định Ngàynay đa phần hệ thống máy móc công nghiệp đều sử dụng thiết bị này

1.2 Các yêu cầu cơ bản

- Điều khiển tốc độ động cơ điện 1 chiều bằng núm xoay

- Đo tốc độ động cơ

- Hiển thị tốc độ theo thời gian thực trên màn hình LCD

- Có chức năng lựa chọn giới hạn mức tốc độ trên và dưới để đưa ra cảnhbáo khi giá trị mức vượt ngoài khoảng cho phép

Bảng 1.1 Cấu trúc của thiết bị

1.3 Phương pháp, phạm vi và giới hạn nghiên cứu

1.3.1 Phương pháp nghiên cứu

Phương pháp nghiên cứu lý thuyết

- Dựa vào kiến thức đã được học, tìm hiểu qua internet, sách vở và thamkhảo ý kiến bạn bè, thầy cô

- Tìm hiểu những hệ thống đo tốc độ trên thực tế phổ biến để học hỏi cáchthiết kế chi tiết, cấu tạo tối ưu nhất có thể.

- Tìm hiểu phương pháp xây dựng hệ thống điều khiển và chương trìnhđiều khiển

- Tìm hiểu các phần mền lập trình để hỗ trợ như:STM, Altium desginer,Keil uVision5

Phương pháp nghiên cứu và thực nghiệm

- Thực hiện hoàn thiện từng thành phần của hệ thống: bộ phận cảm biến,

bộ phận hiển thị số liệu tốc độ, hiển thị đèn cảnh báo quá giới hạn , bộ phậnnhập tốc độ giới hạn , bộ phận vi điều khiển

- Mô hình hóa, tính toán thiết kế mô hình cơ khí cho hệ thống đảm bảo độchính xác và độ bền cần thiết đáp ứng nhu cầu hệ thống

-Sử dụng phần mềm STM thiết lập chương trình điều khiển

- Kiểm tra chương trình code cho hệ cho hệ thống điều khiển

- Tính toán, thiết kế và nghiên cứu độ an toàn và độ chính xác của hệthống để lựa chọn những thiết bị phù hợp như: Động cơ điện 1 chiều, …

- Cho hệ thống hoạt động và chỉnh sửa những chi tiết chưa phù hợp

1.3.2 Phạm vi nghiên cứu

- Nghiên cứu động cơ có gắn sẵn encoder, bộ kít vi xử lí STM32, bộ điềuchỉnh tốc độ L298, PWM thông qua các kiến thức đã học, tìm hiểu ở các tài liệutrên thư viện sách, trên mạng internet

- Cơ sở tính toán, liên kết và điều khiển linh hoạt, sáng tạo, khoa học các

mô hình mô phỏng để đưa ra một hệ thống hoàn chỉnh, tạo tiền đề cho việc chếtạo mô hình của hệ thống

1.3.3 Giới hạn nghiên cứu

-Kích thước đưới dạng mô hình thực nghiệm

-Tốc độ động cơ từ 0 đến 1500v/p

- Công suất động cơ 10W và có điện áp động cơ 12VDC.

-Encoder tương đối có độ phân giải lớn hơn 100 xung/vòng

-Bộ điều khiển vi xử lí STM32F103: 32 bit, tốc độ tối đa là 72Mhz

1.4 Ý nghĩa thực tiễn

Hệ thống đo tốc độ bằng cảm biến encoder tương đối và điều khiển tốc độbằng PWM là một trong những đề tài mang tính thiết thực, mức cần thiết caotrong sự phát triển của khoa học, công nghệ Nhằm mục đích cho việc ứng dụngvào máy móc thiết bị công nghiệp cũng như các thiết bị công nghệ trong đờisống hiệu quả hơn và tạo tính an toàn cho người lao độ, đây chính là động lực đểnhóm em tìm hiểu và có thêm nhiều hiểu biết hơn và cách điều khiển, thiết kế vàchế tạo hệ thống tối ưu và đáp ứng đủ các yêu cầu đưa ra

CHƯƠNG 2 XÂY DỰNG MÔ HÌNH HỆ THỐNG

2.1 Thiết kế sơ đồ khối hệ thống

+ Led giúp cảnh báo khi tốc độ nằm ngoài khoảng giá trị

- Khối điều khiển

+ Chíp STM 32F103C8T6 là MCU điều khiển hệ thống nhậntín hiệu từ encoder và động cơ, đưa dữ liệu ra LCD, băm xungPWM cho driver động cơ

+ L298 điều khiển tốc độ động cơ

+ Biến trở làm thay đổi mức giá trị ADC rồi làm thay đổi PWMnên khiến thay đổi tốc độ động cơ.

+ Nút bấm số để nhập giá trị các giới hạn của tốc độ động cơ

- Khối đo

+ Encoder tương đối dùng để đo tốc độ động cơ

- Khối cơ cấu chấp hành:

+ Động cơ tạo chuyển động quay để đo tốc độ

- MCU nhận và truyền thông tin để điều khiển hệ thống, cấp nguồncho LCD, ENCODER, VR

2.2 Phân tích lựa chọn cảm biến

Stato của động cơ điện 1 chiều thường là 1 hay nhiều cặp nam châm vĩnhcửu, hay nam châm điện, roto có các cuộn dây quấn và được nối với nguồn điệnmột chiều, một phần quan trọng khác của động cơ điện 1 chiều là bộ phận chỉnhlưu, nó có nhiệm vụ là đổi chiều dòng điện trong khi chuyển động quay củarotor là liên tục Thông thường bộ phận này gồm có một bộ cổ góp và một bộchổi than tiếp xúc với cổ góp.

Pha 1: Từ trường của rotor cùng

cực với stator, sẽ đẩy nhau tạo ra

chuyển động quay của rotor

Pha 2: Rotor tiếp tục quay

Pha 3: Bộ phận chỉnh điện sẽ đổi cực sao cho từ trường giữa stator và rotor cùng dấu, trở lại pha 1

Hình 2.6 Chuyển động của động cơ

Hình 2.3 Pha 1

Hình 2.4 Pha 3 Hình 2.5 Pha 2

Nếu trục của một động cơ điện một chiều được kéo bằng 1 lực ngoài,động cơ sẽ hoạt động như một máy phát điện một chiều, và tạo ra một sức điệnđộng cảm ứng Electromotive force (EMF) Khi vận hành bình thường, rotor khiquay sẽ phát ra một điện áp gọi là sức phản điện động counter-EMF (CEMF)hoặc sức điện độngđối kháng, vì nó đối kháng lại điện áp bên ngoài đặt vàođộng cơ Sức điện động này tương tự như sức điện động phát ra khi động cơđược sử dụng như một máy phát điện (như lúc ta nối một điện trở tải vào đầu racủa động cơ, và kéo trục động cơ bằng một ngẫu lực bên ngoài) Như vậy điện

áp đặt trên động cơ bao gồm 2 thành phần: sức phản điện động, và điện áp giángtạo ra do điện trở nội của các cuộn dây phần ứng

Các thông số của động cơ

- Trục động cơ: trục 8mm

- Điện áp: 12V – 24V

- Công suất : <40W

- Tốc độ vòng tua: 2500-3000RPM

- Encoder phân giải: 200 xung áp 5v

- Số kênh: 2 kênh A,B

- Thứ tự từ trái qua phải: B-VCC-A-GND

ô tô, nó sẽ đo đạc và hiển thị các thông số về tốc độ của máy cho người sử dụngbiết thông qua hệ thống giám sát của máy tính điều khiển.

Encoder ở các hệ thống điều khiển tự động là bộ phận để đo lường dịchchuyển thẳng hoặc góc, đồng thời chuyển đổi vị trí góc/vị trí thẳng mà nó ghinhận được thành tín hiệu nhị phân

Phân loại Encoder

Encoder có nhiều xuất xứ và chủng loại khác nhau, nhóm sẽ phân loạichúng theo 2 loại chính như sau:

 Encoder tuyệt đối (adsolute encoder): sử dụng đĩa theo mã nhị phânhoặc mã Gray

 Encoder tương đối (encremental encoder): có tín hiệu tăng dần hoặctheo chu kỳ

Trong quá trình nghiên cứu nhóm quyết định chọn đo tốc độ động cơbằng encoder tương đối do yêu cầu của đề tài , và sự phổ biến của nó trong cuộcsống

Ưu điểm: giá thành rẻ, chế tạo đơn giản, xử lý tín hiệu trả về dễ dàng Nhược điểm: dễ bị sai lệch về xung khi trả về Sẽ tích lũy sai số khi hoạtđộng lâu dài

Encoder hay còn gọi là Bộ mã hóa quay hoặc bộ mã hóa trục, là một thiết

bị cơ điện chuyển đổi vị trí góc hoặc chuyển động của trục hoặc trục thành tínhiệu đầu ra analog hoặc kỹ thuật số Encoder được dùng để phát hiện vị trí,hướng di chuyển, tốc độ… của động cơ bằng cách đếm số vòng quay được củatrục

Trong máy CNC encoder được dùng gia công cơ khí chính xác hoàn toàn

tự động Điều khiển và xác định các góc quay của dao hoặc bàn gá, hiển thị trênmáy tính là đường thẳng hoặc góc bao nhiêu độ

Trong robot tự động, encoder được dùng để xác định tọa độ cánh tayrobot Ngoài ra, encoder còn được gặp trong thang máy, máy cán tôn, máy cắtthép, máy dán tem sản phẩm, băng tải băng chuyền

Encoder cấu tạo chính gồm

Đĩa quang tròn có rảnh nhỏ quay quanh trục: Trên đĩa được đục lỗ (rãnh),khi đĩa này quay và chiếu đèn led lên trên mặt đĩa thì sẽ có sự ngắt quãng xảy ra.Các rãnh trên đĩa chia vòng tròn 360o thành các góc bằng nhau Và một đĩa cóthể có nhiều dãy rãnh tính từ tâm tròn

Bộ cảm biến thu (photosensor)

Nguồn sáng (Light source)

Hình 2.8 Cấu tạo encoder

Nguyên lý hoạt động

Khi đĩa quay quanh trục, trên đĩa có các rãnh để tín hiệu quang chiếu qua(Led) Chỗ có rãnh thì ánh sáng xuyên qua được, chỗ không có rãnh ánh sángkhông xuyên qua được Với các tín hiệu có/không người ta ghi nhận đèn Led cóchiếu qua hay không

Số xung Encoder được quy ước là số lần ánh sáng chiếu qua khe Ví dụ

trên đĩa chỉ có 100 khe thì cứ 1 vòng quay, encoder đếm được 100 tín hiệu Đây

là nguyên lý hoạt động của loại Encoder cơ bản, còn đối với với nhiều chủng

loại khác thì đương nhiên đĩa quay sẽ có nhiều lỗ hơn và tín hiệu thu nhận cũng

sẽ khác hơn

Hình 2.9 Hình minh họa encoder

Cảm biến thu ánh sáng sẽ bật tắt liên tục, từ đó:

Tạo ra các tín hiệu dạng xung vuông

Tín hiệu dạng xung sẽ được truyền về bộ xử lý trung tâm để đo đạc, xácđịnh vị trí/ tốc độ của động cơ

Ứng dụng

Ứng dụng về biểu thị tốc độ

Khi một máy bơm được kết nối với biến tần để bơm chất lỏng vào bồnchứa Khi đó chất lỏng chảy vào bồn phải có tốc độ nhất định Encoder được kếtnối với biến tần sẽ phản hồi tốc độ thực tế dòng chảy của chất lỏng

Ứng dụng về đo lường

Khi chúng ta cần cắt các cuộn nhôm dài hàng trăm, hàng nghìn mét thànhtừng tấm có kích thước nhất định thông qua máy cắt Encoder khi đó sẽ được lắpvào băng tải, đọc nguyên liệu mỗi khi đi qua Encoder và tính độ dài của tấmnhôm từ khi cho vào đến vị trí cắt Có thể điều chỉnh dao cắt theo độ dài đượcyêu cầu thông qua các thông số về kích thước tấm nhôm

Ứng dụng về đếm số lượng

Việc lắp đặt bộ mã hóa Encoder vào chương trình của các băng chuyền sảnphẩm Nó sẽ giúp chúng ta xác nhận mỗi chai sản phẩm vào và trạm trên băng

chuyền Nếu các chai không ra khỏi trạm trong khoảng thời gian đã được lậptrình và không đúng như giá trị mà Encoder đã đếm Cũng có nghĩa là máy móc

đã bị hư hỏng

Ứng dụng của Encoder trong ngành cơ khí

Nói về cấu tạo của máy CNC thì Encoder được trang bị như một thiết bịgiúp đo lường và xác định được vị trí chính xác nhất của các trục máy cũng như

vị trí mà dao cắt Do đó khi sử dụng máy CNC để gia công sẽ đạt được sự chínhxác nhất Hơn thế nữa, thông qua mà Encoder ghi nhận sẽ báo về hệ thống điềukhiển của PLC Từ đó, người sử dụng có thể điều chỉnh được vị trí cắt dao nhằmhạn chế sai sót

Ứng dụng trong các ngành công nghiệp

+ Ô tô

Trong ngành công nghiệp ô tô thì Encoder được sử dụng làm cảm biếnchuyển động cơ học, có thể được áp dụng để kiểm soát tốc độ

+ Điện tử tiêu dùng và thiết bị văn phòng:

Bộ mã hóa Encoder được sử dụng như thiết bị dựa trên PC, máy in và máyquét

Encoder được sử dụng trong ứng dụng ăng ten định vị

+ Dụng cụ khoa học:

Thiết bị khoa học thực hiện các bộ mã hóa Encoder trong việc định vị kínhviễn vọng quan sát

Cách tính tốc độ động cơ

Sau khi đã xoay chiết áp để có tốc độ, chúng ta bắt đầu tính tốc độ củađộng cơ với đơn vị vòng/phút.

Xét trong khoảng thời gian 500ms để tính toán tốc độ:

• Đọc giá trị counter trong timer 3 lưu vào biến enc

• Biến enc_pre lưu giá trị counter quá khứ 500ms của enc

• Trường hợp 1: enc ≤ enc_pre

- Nhân 60 để tính tốc độ động cơ trong vòng 60s (tức 1 phút)

- Chia 800 vì sử dụng 2 pha của encoder, mỗi pha có 200 xung dương Màgiá trị counter nhảy khi xảy ra hiện tượng lên xuống sườn xung Tức 200 xung

có 400 sườn lên xuống, 2 pha đan nhau thì có 800 sườn lên xuống

• Trường hợp 2: enc > enc_pre

(lưu ý: tránh hiểu nhầm 1 vòng có 65536 xung)

- Nhân 2 để tính tốc độ động cơ trong vòng 1s (vì trước đó ta đang xéttrong 500ms)

- Nhân 60 để tính tốc độ động cơ trong vòng 60s (tức 1 phút)

- Chia 800 vì sử dụng 2 pha của encoder, mỗi pha có 200 xung dương Màgiá trị counter nhảy khi xảy ra hiện tượng lên xuống sườn xung Tức 200 xung

có 400 sườn lên xuống, 2 pha đan nhau thì có 800 sườn lên xuống

2.3 Phân tích và lựa chọn bộ điều khiển

2.3.1 Chip STM32F103C8T6

Board mạch xử lí

Mục tiêu của nhóm tác giả đặt ra là một sản phẩm nhỏ gọn có khả năngtính toán chính xác và ra kết quả ngay lập tức với sai số thấp nhất vì thế phải cầnmột board mạch xử lý đáp ứng đầy đủ các yếu tố của sản phẩm đã đề ra Boardmạch STM32F103 là vi điều khiển 32 bit, tốc độ tối đa là 72Mhz Mạch nạpcũng như công cụ lập trình khá đa dạng và dễ sử dụng Board mạch có 1 đầuUSB Plug kết nối với máy tính để gửi lệnh hoặc nhận tín hiệu từ STM

Hình 2.12 Sơ đồ chân STM32F1

- 1 cổng Mini USB dùng để cấp nguồn, nạp cũng như debug

- 2 MCU bao gồm 1 MCU nạp và 1 MCU dùng để lập trình

- Có chân Output riêng cho các chân mạch nạp trên MCU1

- Có chân Output đầy đủ cho các chân MCU2

- Chân cấp nguồn ngoài riêng cho MCU2 nếu không sử dụng nguồn từUSB

- Thạch anh 32,768khz dùng cho RTC và Backup

- Chân nạp dùng cho chế độ nạp boot loader

- Nút Reset ngoài và 1 led hiển thị trên chân PB9, 1 led báo nguồn choMCU2

- Cấu hình chi tiết của STM32F103C8T6:

- ARM 32-bit Cortex M3 với clock max là 72Mhz

- Power on reset(POR), Power down reset(PDR) và programmablevoltage detector (PVD).

- Sử dụng thạch anh ngoài từ 4Mhz -> 20Mhz

- Thạch anh nội dùng dao động RC ở mode 8Mhz hoặc 40khz

- Sử dụng thạch anh ngoài 32.768khz được sử dụng cho RTC

- Trong trường hợp điện áp thấp:

- Có các mode :ngủ, ngừng hoạt động hoặc hoạt động ở chế độ chờ

- Cấp nguồn ở chân Vbat bằng pin để hoạt động bộ RTC và sử dụng lưutrữ data khi mất nguồn cấp chính

- 2 bộ ADC 12 bit với 9 kênh cho mỗi bộ

- Khoảng giá trị chuyển đổi từ 0 – 3.6V

- Lấy mẫu nhiều kênh hoặc 1 kênh

- Có cảm biến nhiệt độ nội

- DMA: bộ chuyển đổi này giúp tăng tốc độ xử lý do không có sự canthiệp quá sâu của CPU

- 7 kênh DMA

- Hỗ trợ DMA cho ADC, I2C, SPI, UART

- 7 timer

- 3 timer 16 bit hỗ trợ các mode IC/OC/PWM

- 1 timer 16 bit hỗ trợ để điều khiển động cơ với các mode bảo vệ nhưngắt input, dead-time

- 2 watdog timer dùng để bảo vệ và kiểm tra lỗi

- 1 sysTick timer 24 bit đếm xuống dùng cho các ứng dụng như hàmDelay…

- 2 bộ I2C(SMBus/PMBus).

- 3 bộ USART(ISO 7816 interface, LIN, IrDA capability, modemcontrol)

- 2 SPIs (18 Mbit/s)

- 1 bộ CAN interface (2.0B Active)

- USB 2.0 full-speed interface

- Kiểm tra lỗi CRC và 96-bit ID

Hình 2.13 Sơ đồ bộ điều khiển

Hình 2.14 Cảm biến biến trở

Thông số biến trở xoay

- Tổng trở kháng: 1KΩ - 1MΩ (Tùy giá trị biến trở)

- Tổng dung sai kháng chiến: ± 20%

- Đặc tính trở kháng loại: A, B, C, D

- Điện áp hoạt động tối đa: B Linear: DC 50V / AC 25V

- Công suất định mức: B Linear: 0.5W

 Nhiệt độ hoạt động 0 ~ 70oC.

 Đầu nối ra 7 chân

 Kích thước bàn phím 65 x 64mm

Hình 2.16 Sơ đồ phím

2.4 Các thiết bị điện, điện tử khác

2.4.1 LCD 162

Thiết bị hiển thị LCD 162 được dùng rất nhiều trong ứng dụng của viđiều khiển LCD 162 có rất nhiều ưu điểm so với các thiết bị khác như: khảnăng hển thị kí tự da dạng đưa vào mạch ứng dùng nhiều giao thức giao tiếpkhác nhau dễ dàng, tiêu tốn rất ít tài nguyên hệ thống , giá thành rẻ, …

Hình 2.17 LCD16x2

Chức năng của từng chân LCD 162

- Chân số 1 - VSS : chân nối đất cho LCD được nối với GND của mạch điềukhiển

- Chân số 2 - VDD : chân cấp nguồn cho LCD, được nối với VCC=5V củamạch điều khiển

- Chân số 3 - VE : điều chỉnh độ tương phản của LCD

- Chân số 4 - RS : chân chọn thanh ghi, được nối với logic "0" hoặc logic "1":

o Logic “0”: Bus DB0 - DB7 sẽ nối với thanh ghi lệnh IR của LCD (ởchế độ “ghi” - write) hoặc nối với bộ đếm địa chỉ của LCD (ở chế độ

“đọc” - read)

o Logic “1”: Bus DB0 - DB7 sẽ nối với thanh ghi dữ liệu DR bên trongLCD

- Chân số 5 - R/W : chân chọn chế độ đọc/ghi (Read/Write), được nối với logic

“0” để ghi hoặc nối với logic “1” đọc

- Chân số 6 - EN : chân cho phép (Enable) Sau khi các tín hiệu được đặt lênbus DB0-DB7, các lệnh chỉ được chấp nhận khi có 1 xung cho phép của chânnày như sau:

o Ở chế độ ghi: Dữ liệu ở bus sẽ được LCD chuyển vào thanh ghi bêntrong khi phát hiện một xung (high-to-low transition) của tín hiệu chânE

o Ở chế độ đọc: Dữ liệu sẽ được LCD xuất ra DB0-DB7 khi phát hiệncạnh lên (low-to-high transition) ở chân E và được LCD giữ ở bus đếnkhi nào chân E xuống mức thấp

- Chân số 7 đến 14 - D0 đến D7: 8 đường của bus dữ liệu dùng để traođổi thông tin với MPU Có 2 chế độ sử dụng 8 đường bus này là:Chế độ 8 bit (dữ liệu được truyền trên cả 8 đường, với bit MSB là bitDB7) và Chế độ 4 bit (dữ liệu được truyền trên 4 đường từ DB4 tớiDB7, bit MSB là DB7)

- Chân số 15 - A : nguồn dương cho đèn nền

- Chân số 16 - K : nguồn âm cho đèn nền

Thông số kĩ thuật của mà hình LCD 16x2