Thiết kế hệ thống tự động đo, điều khiển và hiển thị nhiệt độ khí sấy nông sản dạng hạt sử dụng vi điều khiển họ 8051

n. Th«ng th−êng - in ®−îc nèi xuèng ®Êt vµ +in ®−îc dïng lµm ®Çu vµo t−¬ng tù . • VCC lµ ch©n nguån +5V. Ch©n nµy cßn ®−îc dïng lµm ®iÖn ¸p tham chiÕu khi ®Çu vµo VREF/2 (ch©n 9 ) ®Ó hë. • VREF/2: Ch©n 9 lµ ®iÖn ¸p ®Çu vµo t−¬ng tù ®−îc dïng lµm ®iÖn ¸p tham chiÕu. NÕu ch©n nµy hë (kh«ng ®−îc nèi) th× ®iÖn ¸p ®Çu vµo t−¬ng tù cho ADC 804 n»m trong d¶i 0 ®Õn 5V (gièng nh− ch©n Vcc). Tuy nhiªn cã nhiÒu øng dông mµ ®Çu vµo t−¬ng tù ¸p ®Õn Vin kh¸c víi d¶i 0 ®Õn 5V. Ch©n VREF/2 ®−îc dïng ®Ó thùc hiÖn c¸c ®iÖn ¸p ®Çu vµo cã d¶i kh¸c víi 0 - 5V. VÝ dô nÕu d¶i ®Çu vµo t−¬ng tù cÇn biÕn ®æi tõ 0 ®Õn 4V th× VREF/2 ®−îc nèi víi +2V H×nh 3.4 lµ biÓu diÔn d¶i ®iÖn ¸p Vin ®èi víi c¸c ®Çu vµo VREF/2 kh¸c nhau VREF/2(V) Vin(V) KÝch th−íc b−íc(mV) Hë 0 ®Õn 5 5/256=19.53 2.0 0 ®Õn 4 4/256=15.62 1.5 0 ®Õn 3 3/256=11.71 1.28 0 ®Õn 2.56 2.56/256=10 1.0 0 ®Õn 2 2/256=7.81 0.5 0 ®Õn 1 1/256=3.90 H×nh 3.4 - B¶ng quan hÖ ®iÖn ¸p VREF/2 víi Vin. • DB0 – DB7 lµ c¸c ch©n ra d÷ liÖu sè (DB7 lµ bit cao nhÊt vµ DB0 lµ bit thÊp nhÊt LSB). C¸c ch©n nµy ®−îc ®Öm ba tr¹ng th¸i vµ d÷ liÖu ®· ®−îc chuyÓn ®æi chØ ®−îc truy cËp khi ch©n CS = 0 vµ ch©n RD ®−a xuèng thÊp. Tõ nh÷ng tr×nh bµy trªn, ta cã thÓ tãm t¾t c¸c b−íc khi ADC804 thùc hiÖn chuyÓn ®æi d÷ liÖu lµ: 1 . BËt CS = 0 vµ göi mét xung thÊp lªn cao tíi ch©n WR ®Ó b¾t ®Çu chuyÓn ®æi. 2 . Duy tr× kiÓm tra ch©n INTR . NÕu ch©n INTR xuèng thÊp th× viÖc chuyÓn ®æi ®−îc hoµn tÊt vµ cã thÓ chuyÓn sang b−íc tiÕp theo. NÕu INTR cßn cã møc cao th× tiÕp tôc th¨m dß cho ®Õn khi nã xuèng thÊp. 3 . Sau khi ch©n INTR xuèng thÊp, bËt CS = 0 vµ göi mét xung cao xuèng thÊp ®Õn ch©n RD ®Ó nhËn d÷ liÖu tõ chip ADC804. Ph©n chia thêi gian cho qu¸ tr×nh nµy ®−îc tr×nh bµy trªn h×nh 3.5 CS WR B¾t ®Çu chuyÓn ®æi INTR KÕt thóc chuyÓn ®æi RD B¾t ®Çu ®äc d÷ liÖu D0-D7 Ra d÷ liÖu H×nh 3.5 - Ph©n chia thêi gian ®äc vµ ghi cña ADC804. 3.1.3. Khèi ®o nhiÖt ®é. §o nhiÖt ®é lµ mét ph−¬ng thøc ®o l−êng kh«ng ®iÖn, ®o nhiÖt ®é ®−îc chia thµnh nhiÒu d¶i: * §o nhiÖt ®é thÊp. * §o nhiÖt ®é trung b×nh. * §o nhiÖt ®é cao. ViÖc ®o nhiÖt ®é ®−îc tiÕn hµnh nhê c¸c dông cô hç trî chuyªn biÖt nh−: • CÆp nhiÖt ®iÖn. • NhiÖt ®iÖn kÕ kim lo¹i. • NhiÖt ®iÖn trë kim lo¹i. • C¸c IC c¶m biÕn nh− LM35, LM135, LM335. • …. ViÖc sö dông c¸c IC c¶m biÕn nhiÖt ®Ó ®o nhiÖt ®é lµ mét ph−¬ng ph¸p th«ng dông hiÖn nay. Vµ trong ®Ò tµi nµy chóng t«i còng dïng mét lo¹i IC c¶m biÕn nªn trong ®å ¸n nµy chØ giíi thiÖu vÒ IC c¶m biÕn. * Nguyªn lý ho¹t ®éng chung cña IC ®o nhiÖt ®é. IC ®o nhiÖt ®é lµ mét m¹ch tÝch hîp nhËn tÝn hiÖu nhiÖt ®é chuyÓn thµnh tÝn hiÖu ®iÖn d−íi d¹ng dßng ®iÖn hay ®iÖn ¸p. Dùa vµo ®Æc tÝnh rÊt nh¹y cña c¸c b¸n dÉn víi nhiÖt ®é, t¹o ra ®iÖn ¸p hoÆc dßng ®iÖn, tØ lÖ thuËn víi nhiÖt ®é tuyÖt ®èi. §o tÝn hiÖu ®iÖn ta biÕt ®−îc gi¸ trÞ cña nhiÖt ®é cÇn ®o. Sù t¸c ®éng cña nhiÖt ®é t¹o ra ®iÖn tÝch tù do vµ c¸c lç trèng trong chÊt b¸n dÉn. B»ng sù ph¸ vì c¸c ph©n tö, bøc x¹ c¸c electron thµnh d¹ng tù do di chuyÓn qua vïng cÊu tróc m¹ng tinh thÓ t¹o sù xuÊt hiÖn c¸c lç trèng. Lµm cho tØ lÖ ®iÖn tö tù do vµ lç trèng t¨ng lªn theo qui luËt hµm mò víi nhiÖt ®é. ë ®©y ®Ó ®o nhiÖt ®é khÝ sÊy chóng t«i chän ®Çu ®o LM35. LM35 lµ hä c¶m biÕn nhiÖt, m¹ch tÝch hîp, chÝnh x¸c cao cã ®iÖn ¸p ®Çu ra tû lÖ tuyÕn tÝnh víi nhiÖt ®é theo thang ®é Celsius. Hä c¶m biÕn nµy kh«ng yªu cÊu c¨n chØnh ngoµi v× vèn nã ®· ®−îc c¨n chØnh råi. Hä nµy cho ®iÖn ¸p ra thay ®æi 10mV øng víi thay ®æi nhiÖt ®é lµ 10C . H×nh 3.6 lµ b¶ng giíi thiÖu mét sè th«ng sè kü thuËt chÝnh cña hä LM35. M· s¶n phÈm D¶i nhiÖt ®é §é chÝnh x¸c §Çu ra LM35A -550C to +1500C +1.00C 10mV/0C LM35 -550C to +1500C +1.50C 10mV/0C LM35CA -440C to +1100C +1.00C 10mV/0C LM35C -440C to +1100C +1.50C 10mV/0C LM35D 00C to +1000C +2.00C 10mV/0C H×nh 3.6 - B¶ng giíi thiÖu mét sè th«ng sè kü thuËt chÝnh cña hä LM35. Vµ sau ®©y lµ mét sè tÝnh chÊt riªng cña LM35: • LM35 cã ®é biÕn thiªn theo nhiÖt ®é: 10mV / 1oC. • §é chÝnh x¸c cao, tÝnh n¨ng c¶m biÕn nhiÖt ®é rÊt nh¹y, ë nhiÖt ®é 250C nã cã sai sè kh«ng qu¸ 1%. Víi tÇm ®o 00C-1280C, tÝn hiÖu ngâ ra tuyÕn tÝnh liªn tôc víi nh÷ng thay ®æi cña tÝn hiÖu ngâ vµo. • Th«ng sè kü thuËt: + Tiªu t¸n c«ng suÊt thÊp. + Dßng lµm viÖc tõ 400μA ®Õn 5mA. + Dßng ng−îc 15mA. + Dßng thuËn 10mA. • §é chÝnh x¸c: Khi lµm viÖc ë nhiÖt ®é 250C víi dßng lµm viÖc 1mA th× ®iÖn ¸p ngâ ra tõ 2,94V - 3,04V. • §Æc tÝnh ®iÖn: Theo th«ng sè cña nhµ s¶n xuÊt LM35, quan hÖ gi÷a nhiÖt ®é vµ ®iÖn ¸p ngâ ra lµ nh− sau: Vout = 0,01×ToK = 2,73 + 0,01ToC. VËy øng víi tÇm ho¹t ®éng tõ 0oC - 100oC ta cã sù biÕn thiªn ®iÖn ¸p ngâ ra lµ: ë 00C th× ®iÖn ¸p ngâ ra Vout = 2,73 (V). ë 50C th× ®iÖn ¸p ngâ ra Vout = 2,78 (V). ................. ë 1000C th× ®iÖn ¸p ngâ ra Vout = 3,73 (V). TÇm biÕn thiªn ®iÖn ¸p t−¬ng øng víi nhiÖt ®é tõ 0oC - 100oC lµ 1V (nghÜa lµ khi nhiÖt ®é thay ®æi 10C th× ®iÖn ¸p thay ®æi 10 mV). H×nh 3.7 lµ s¬ ®å thiÕt kÕ víi LM35. Trong ®ã Vin lµ ch©n nèi víi ®Çu vµo cña ADC, ®iÖn trë 75Ω vµ tô 1μF ®−îc tra trong datasheet cña nã. Vin 1uf GND LM35 1 2 3 Vcc VOUT G N D +5V 75 H×nh 3.7 - S¬ ®å m¹ch ngoµi cña LM35. 3.1.4. Khèi hiÓn thÞ. Trong nh÷ng n¨m gÇn ®©y, mµn h×nh tinh thÓ láng LCD (Liqqid Crystal Display) ngµy cµng ®−îc sö dông réng r·i vµ ®ang dÇn thay thÕ c¸c ®Ìn LED (7 ®o¹n vµ nhiÒu v¹ch ). §ã lµ v×: * Mµn h×nh tinh thÓ cã gi¸ thµnh ngµy cµng h¹. * Kh¶ n¨ng hiÓn thÞ sè, ký tù vµ ®å ho¹ tèt h¬n nhiÒu so víi ®Ìn LED (®Ìn LED chØ hiÓn thÞ ®−îc sè vµ mét sè ký tù ). * Sö dông thªm mét bé ®iÒu khiÓn lµm t−¬i LCD vµ nh− vËy gi¶i phãng CPU khái c«ng viÖc nµy. Cßn ®èi víi c¸c ®Ìn LED lu«n cÇn CPU hoÆc b»ng c¸ch nµo ®ã ®Ó duy tr× viÖc hiÓn thÞ d÷ liÖu. * DÔ dµng lËp tr×nh c¸c ký tù vµ ®å ho¹. ë ®©y ®Ó ®¸p øng ®−îc môc ®Ých hiÓn thÞ ta chän LCD lo¹i 16x2 (2 dßng, mçi dßng 16 ký tù). D 7 14 D 6 13 D 5 12 D 4 11 D 3 10 D 2 9 D 1 8 D 0 7 E 6 R W 5 R S 4 V SS 1 V D D 2 V EE 3 LCD H×nh 3.8 - M« t¶ ch©n cña LCD 16x2. LCD cã 14 ch©n, chøc n¨ng c¸c ch©n ®−îc tr×nh bµy sau ®©y: • VSS,VDD lµ ch©n nguån +5V vµ ch©n ®Êt • VEE ®−îc dïng ®Ó ®iÒu khiÓn ®é t−¬ng ph¶n cña mµn h×nh. • RS (Register Select) - chän thanh ghi. Cã 2 thanh ghi rÊt quan träng bªn trong LCD. Ch©n RS ®−îc dïng ®Ó chän c¸c thanh ghi nµy. NÕu RS = 0 th× thanh ghi m· lÖnh ®−îc chän, cho phÐp ng−êi dïng göi m· lÖnh ch¼ng h¹n nh− xo¸ mµn h×nh, ®−a con trá vÒ ®Çu dßng. NÕu RS =1 th× thanh ghi d÷ liÖu ®−îc chän vµ cho phÐp ng−êi dïng göi d÷ liÖu cÇn hiÓn thÞ lªn LCD. • R/W (Read/Write) - Ch©n ®äc ghi. Ch©n vµo ®äc/ ghi cho phÐp ng−êi dïng ®äc/ ghi th«ng tin tõ/ lªn LCD. R/W=0 th× ®äc, cßn R/W=1 th× ghi. • E (Enable) - Ch©n cho phÐp. Ch©n cho phÐp E ®−îc LCD sö dông ®Ó chèt th«ng tin hiÖn cã trªn ch©n d÷ liÖu. Khi d÷ liÖu ®−îc cÊp ®Õn ch©n d÷ liÖu th× mét xung møc cao xuèng thÊp ®−îc ¸p ®Õn ch©n E ®Ó LCD chèt d÷ liÖu trªn ch©n d÷ liÖu. Xung nµy ph¶i réng tèi thiÓu 450ns. • D0 - D7. §©y lµ 8 ch©n d÷ liÖu 8 bÝt, ®−îc dïng ®Ó göi th«ng tin lªn LCD hoÆc ®äc néi dung cña c¸c thanh ghi trong LCD. §Ó hiÓn thÞ ch÷ c¸i vµ con sè, m· ASCII cña c¸c ch÷ c¸i tõ A ®Õn Z, a ®Õn z vµ c¸c con sè tõ 0 ®Õn 9 ®−îc göi ®Õn c¸c ch©n nµy khi RS = 1. Còng cã c¸c m· lÖnh ®−îc göi ®Õn LCD ®Ó xo¸ mµn h×nh hoÆc ®−a con trá vÒ ®Çu dßng hoÆc nhÊp nh¸y con trá . H×nh 3.9 - B¶ng c¸c m· lÖnh cña LCD. 3.1.5. Khèi phÝm vµ m· ho¸. Víi hÖ thèng ®iÒu khiÓn nhiÖt ®é nµy, ta cÇn ®Æt nhiÖt ®é cÇn thiÕt cña buång sÊy ®Ó so s¸nh víi nhiÖt ®é thùc tÕ cña phßng ®Ó tõ ®ã ®−a ra quyÕt ®Þnh ®iÒu khiÓn. V× vËy cÇn ph¶i cã c¸c phÝm ®Ó t¨ng gi¶m th«ng sè ®Æt vµo ®Ó ®Æt ®−îc nhiÖt ®é cÇn. ë ®©y t«i sö dông 4 phÝm: mét phÝm ®Ó t¨ng nhiÖt ®é ®Æt, mét phÝm ®Ó gi¶m nhiÖt ®é ®Æt, mét phÝm x¸c nhËn lùa chän vµ mét phÝm dù tr÷. §Ó vi xö lý nhËn tÝn hiÖu tõ c¸c phÝm nµy cÇn cã bé m· ho¸ ®Ó chuyÓn tÝn hiÖu cña phÝm thµnh tÝn hiÖu sè ®−a vµo bé vi xö lý. Bé m· ho¸ ë ®©y t«i sö dông IC74148. M· (Hexa ) LÖnh ®Õn thanh ghi cña LCD M· (Hexa ) LÖnh ®Õn thanh ghi cña LCD 1 Xo¸ mµn h×nh hiÓn thÞ E BËt hiÓn thÞ, nhÊp nh¸y con trá 2 Trë vÒ ®Çu dßng F T¾t con trá, nhÊp nh¸y con trá 4 DÞch con trá sang tr¸i 10 DÞch vÞ trÝ con trá sang tr¸i 6 DÞch con trá sang ph¶i 14 DÞch vÞ trÝ con trá sang ph¶i 5 DÞch hiÓn thÞ sang ph¶i 18 DÞch toµn bé hiÓn thÞ sang tr¸i 7 DÞch hiÓn thÞ sang tr¸i 38 Hai dßng vµ ma trËn 5x7 8 T¾t con trá, t¾t hiÓn thÞ 1C DÞch toµn bé hiÓn thÞ sang ph¶i A T¾t hiÓn thÞ, bËt con trá 80 §−a con trá vÒ ®Çu dßng thø nhÊt C BËt hiÓn thÞ, t¾t con trá C0 §−a con trá vÒ ®Çu dßng thø hai U3 74148 Dip 16 10 11 12 13 1 2 3 4 5 9 7 6 14 15 16 8 D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 EI Q0 Q1 Q2 GS EO VC C G N D H×nh 3.10 - M« t¶ ch©n cña IC74148. * 0D – 7D : lµ c¸c tÝn hiÖu vµo. * 0Q , 1Q , 2Q : lµ c¸c ch©n ra sè. * EI : Enable Input: Cho phÐp vµo. * GS , EO : Enable Output: Cho phÐp ra. H×nh 3.11 lµ b¶ng ch©n lý cña 74148. INPUTS OUTPUTS EI 0D 1D 2D 3D 4D 5D 6D 7D 2Q 1Q 0Q GS EO H L L L L L L L L L X X X X X X X X H H H H H H H H X X X X X X X L X X X X X X L H X X X X X L H H X X X X L H H H X X X L H H H H X X L H H H H H X L H H H H H H L H H H H H H H H H H H H H L L L L L H L H L L H H H L L H L H H H L H H H H H H L L H L H L H L H L H L H L H L H H×nh 3.11 - B¶ng ch©n lý cña 74148. Dùa vµo b¶ng ch©n lý trªn ta thÊy khi ch©n EI ë møc thÊp (møc tÝch cùc) th× khi cã mét tÝn hiÖu vµo ë møc thÊp th× c¸c bÝt ®Çu ra sÏ thay ®æi, ch©n GS sÏ chuyÓn tõ møc cao xuèng thÊp vµ EO sÏ chuyÓn tõ thÊp lªn cao. MÆt kh¸c ta ®· thÊy ch©n INT1 cña AT89C52 còng tÝch cùc møc thÊp nªn khi nèi ch©n GS cña IC74148 vµo ch©n INT1 th× khi cã mét phÝm ®−îc nhÊn th× sÏ cã mét ng¾t ®−îc t¸c ®éng. Trong ®Ò tµi nµy chóng t«i sö dông 4 phÝm nhÊn nªn ®Çu ra sÏ cã 2 tÝn hiÖu ra (2 ch©n ra ®−îc sö dông). Vµ ch©n EI lµ ch©n cho phÐp vµo tÝch cùc møc thÊp nªn sÏ ®−îc nèi ®Êt th«ng qua mét ®iÖn trë 1KΩ. C¸c ®Çu vµo b×nh th−êng ë møc cao nªn sÏ ®−îc nèi víi nguån nu«i. C¸c phÝm nhÊn sÏ ®−îc nèi víi c¸c ®Çu vµo ®−îc sö dông cña vi ®iÒu khiÓn. H×nh 3.12 lµ s¬ ®å thiÕt kÕ c¸c phÝm nhÊn. C11 104 R8 1K Q0 SW2 SW5 +5V R7 10K 1 23456789 +5V Q1 C13 104 C14 104 INT1 SW4 SW3 U3 74148 Dip 16 10 11 12 13 1 2 3 4 5 9 7 6 14 15 16 8 D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 EI Q0 Q1 Q2 GS EO V C C G N D C12 104 H×nh 3.12 - S¬ ®å nguyªn lý cña phÝm nhÊn. 3.1.6. M¹ch c«ng suÊt. Nh− ta ®· biÕt, kh«ng khÝ ®−îc thæi b»ng qu¹t vµo buång ®èt trong buång ®èt cã phÇn tö ®èt nãng sö dông ®iÖn. ë ®©y kh«ng xÐt ®Õn tèc ®é cña qu¹t giã nªn nhiÖt ®é cña lß sÊy sÏ thay ®æi theo nhiÖt l−îng to¶ ra cña phÇn tö ®èt nghÜa lµ thay ®æi theo dßng ®iÖn ch¹y qua phÇn tö ®èt. V× vËy muèn ®iÒu khiÓn nhiÖt ®é ta ph¶i ®iÒu khiÓn ®−îc ®é lín dßng ®iÖn ®i qua phÇn tö ®èt nãng. Cã nhiÒu c¸ch ®Ó ®iÒu khiÓn nh−ng ph−¬ng ph¸p ®iÒu khiÓn b»ng 2 Thyristor nèi song song ng−îc ®−îc sö dông nhiÒu. Nh−ng nguyªn t¾c lµm viÖc cña 2 Thyristor nèi song song ng−îc t−¬ng tù nh− Triac nªn ng−êi ta th−êng thay 2 Thyristor nèi song song ng−îc b»ng Triac. Khi cã xung ®iÒu khiÓn t¸c ®éng vµo cùc cæng cña Triac th× Triac sÏ më cho dßng ®i qua, ta cã thÓ ®iÒu khiÓn gãc më cña Triac ®¶m b¶o ®iÖn ¸p cung cÊp cho phÇn tö ®èt trong lß sÊy thay ®æi tõ 0 tíi gi¸ trÞ lín nhÊt. Vµ trong hệ thống điều khiển ta phải cã tÝn hiệu đồng pha và tÝn hiÖu ®iÒu khiÓn. Trong s¬ ®å nguyªn lý tõ ®iÖn ¸p h×nh sin ta t¹o ra ®−îc mét xung vu«ng trªn ch©n P3.2 (INT0) ®ång pha víi sãng h×nh sin. Xung vu«ng này sẽ được đưa đến vi điều khiển để xử lý. Xung vu«ng nµy sÏ g©y ra ng¾t trong vi ®iÒu khiÓn. Với ngắt này vi điều khiển đã cã thể biết thời điểm bắt đầu một chu kỳ sin. ta thấy gãc mở α chÝnh là thời gian trễ của xung ®iÒu khiÓn so víi gèc h×nh sin. Để tạo ra được góc mở α, sau khi dïng ngắt ph¸t hiện gốc h×nh sin ta chỉ cần nạp cho Timer của vi điều khiển một gi¸ trị tương ứng với gãc mở. ViÖc ®iÒu khiÓn gãc më cho Triac sÏ ®−îc lËp tr×nh trong vi ®iÒu khiÓn. 3.2. S¬ ®å nguyªn lý vµ s¬ ®å m¹ch in cña hÖ thèng. §Ó vÏ m¹ch nguyªn lý vµ m¹ch in chóng t«i sö dông phÇn mÒm orcad 9.2. §©y lµ mét phÇn mÒm rÊt tiÖn dông cho viÖc thiÕt kÕ m¹ch. PhÇn mÒm orcad gåm 2 phÇn chÝnh: Capture CIS (ThiÕt kÕ m¹ch nguyªn lý) vµ Layout plus (T¹o m¹ch in). Víi viÖc lµm m¹ch in, v× m¹ch cã nhiÒu d©y nèi nªn chóng t«i sö dông m¹ch in 2 líp. S¬ ®å nguyªn lý vµ s¬ ®å m¹ch in cña hÖ thèng nh− sau: 3.2.1. S¬ ®å nguyªn lý. Nguon +5V +5V +5V AC2 D4 LED RW_LCD TU B IE N AP AC2 VO C16 104 R11 22K RS_LCD D3 C22 104 +5V C23 104 U6 L7805/TO220 1 2 3 VIN G N D VOUT P1.5 - + D3 BRIDGE 2 1 3 4 75 R13 3K CA M BI EN J6 CON3 1 2 3 J2 CON9 1 2 3 4 5 6 7 8 9 PH AN T U DO T C15 100uF INT0 R17 Temp C18 104 P3.4 AC1 D7 R15 3K D6 J5 CON2 1 2 J7 CON2 1 2 R3 20K Di en t ro ke o +5V D5 P3.5 +5V R18 Enable_LCD 1uF U7 4N35 1 6 2 5 4 +5V D4 +5V +5VU8 4N35 1 6 2 5 4 J1 CON16A Female 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 J4 CON1 1 C17 1000uF Q3 TRIAC AC1 +5V D0 P3.6 D2 C21 104 INT0 D1 H×nh 3.13 - S¬ ®å nguyªn lý m¹ch nguån, LCD vµ c«ng suÊt. SW3 D7 Temp Q1 Key 1 Key 4 R1 630 SCL D6 SDA Key 3 INT1 Key 3 +5V Y1 11.0592M P3.7 DB2 C8 1uF Q0 Key 4 P3.5 Vref Vref D2 Key 2 R5 100 RST SW4 RxD C13 104 R8 1K +5V +5V +5V D3 DB7 +5V C9 1uF SW1 C14 104 WR_ADC DB3 CS_ADC Key 2 Serial Eprom C2 150p C5 33 C7 1uF P1 CONNECTOR DB9 Male 5 9 4 8 3 7 2 6 1 Key 2 RD_ADC Key 5 Key 7 TxD RS232 RST Q0 R9 4.7k WR_ADC 2.5V U2 AT89C52 9 18 19 20 29 30 31 40 1 2 3 4 5 6 7 8 21 22 23 24 25 26 27 28 10 11 12 13 14 15 16 17 39 38 37 36 35 34 33 32 RST XTAL2 XTAL1 G N D PSEN ALE/PROG EA/VPP V C C P1.0/T2 P1.1/T2-EX P1.2 P1.3 P1.4 P1.5 P1.6 P1.7 P2.0/A8 P2.1/A9 P2.2/A10 P2.3/A11 P2.4/A12 P2.5/A13 P2.6/A14 P2.7/A15 P3.0/RXD P3.1/TXD P3.2/INT0 P3.3/INT1 P3.4/T0 P3.5/T1 P3.6/WR P3.7/RD P0.0/AD0 P0.1/AD1 P0.2/AD2 P0.3/AD3 P0.4/AD4 P0.5/AD5 P0.6/AD6 P0.7/AD7 TxD D5 C3 10uF U3 74148 Dip 16 10 11 12 13 1 2 3 4 5 9 7 6 14 15 16 8 D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 EI Q0 Q1 Q2 GS EO V C C G N D DB6 P3.4 Q1 SW5 Key 1 U4 MAX232 DIP 16 1 3 4 5 16 15 2 6 12 9 11 10 13 8 14 7 C1+ C1- C2+ C2- VC C G N D V+ V- R1OUT R2OUT T1IN T2IN R1IN R2IN T1OUT T2OUT R2 10K J3 SIP 8 1 2 3 4 5 6 7 8 U5 24C16 4 5 6 7 8 1 2 3 G N D SDA SCL PP VC CS0 S1 S2 U1 ADC0804 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 4 5 1 2 3 +IN -IN AG N D VREF/2 G N D DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0 CLKR VCC/VREF CLKIN INTR CS RD WR +5V DB1 +5V +5V DB5 +5V Key 4 R7 10K 1 2 3 4 5 6 7 8 9 C12 104 INT0 R4 10K R10 4.7k Key 1 SW2 D0DB0 R6 4.7K SCL RD_ADC DB4 C6 104 D1 C10 1uF C11 104 +5V Key 6 INT1 CS_ADC Key 3 C4 33 Key 8 P1.5 INT0 D4 RxD D2 5.1V P3.6 C1 104 D1 1N4148 H×nh 3.14 - S¬ ®å nguyªn lý cña hÖ thèng ®iÒu khiÓn sÊy n«ng s¶n d¹ng h¹t (m¹ch chÝnh). 3.2.2. S¬ ®å m¹ch in. H×nh 3.15 - S¬ ®å m¹ch in. 3.3. Mét sè thµnh phÇn kh¸c 3.3.1. Nguån nu«i. Nguån nu«i cho hÖ thèng bé xö lý lµ thµnh phÇn kh«ng thÓ thiÕu ®−îc bëi v× kh«ng cã mét hÖ thèng ®iÖn tö hoÆc thiÕt bÞ ®iÖn nµo cã thÓ ho¹t ®éng mµ kh«ng cã nguån nu«i. Cã nhiÒu c¸ch kh¸c nhau ®Ó thiÕt kÕ mét nguån nu«i tuú thuéc vµo tõng m¹ch ®iÖn cô thÓ. Tr−íc hÕt lµ thiÕt bÞ sÏ ho¹t ®éng theo kiÓu s¸ch tay hay ®Ó bµn ®Ó quyÕt ®Þnh dïng nguån nu«i b»ng pin hay chØnh l−u tõ ®iÖn ¸p l−íi. §èi víi hÖ thèng nµy chóng t«i sö dông nguån tõ l−íi ®iÖn. * Nguån nu«i tõ l−íi ®iÖn: Sö dông bé n¾n tõ m¹ng l−íi ®iÖn còng lµ mét kh¶ n¨ng lùa chän ®Ó cã mét nguån nu«i thay thÕ cho pin. Nh÷ng bé phËn quan träng cña nguån nu«i lÊy tõ l−íi ®iÖn lµ bé chØnh l−u vµ khèi läc. • Bé chØnh l−u cã thÓ l¾p r¸p tõ c¸c ®i«t riªng lÎ (Nh− lo¹i 1N4007) hoÆc sö dông lo¹i ®· l¾p s½n thµnh mét cÇu hoµn chØnh. • Bé æn ®Þnh ®iÖn ¸p. Khi cã t¶i th× ®iÖn ¸p nguån th−êng tôt xuèng. C¸c bé æn ®Þnh ®iÖn ¸p ®ãng mét vai trß quan träng ®èi víi ho¹t ®éng cña vi m¹ch ®iÒu khiÓn v× nã cho phÐp t¹o ra mét ®iÖn ¸p æn ®Þnh dïng cho bé xö lý vµ m¹ch liªn quan ngay c¶ khi ®iÖn ¸p lèi vµo cã thÓ thay ®æi. Ngµy nay c¸c nhµ s¶n xuÊt ®· cung cÊp nhiÒu lo¹i vi m¹ch æn ®Þnh ®iÖn ¸p víi gi¸ rÊt rÎ. Ng−êi ta cã xu h−íng lùa chän bé æn ®Þnh ®iÖn ¸p lo¹i 78xx víi 3 ch©n ra. Bé æn ®Þnh ®iÖn ¸p kiÓu nµy ®−îc rÊt nhiÒu nhµ s¶n xuÊt cung cÊp vµ còng cã nhiÒu d¹ng ®ãng vá kh¸c nhau. §Ó cÊp ®iÖn ¸p nguån nu«i cho bé xö lý 8051 ta chän bé æn ®Þnh ®iÖn ¸p lo¹i 7805 ®Ó nhËn ®−îc ®iÖn ¸p +5V ë lèi ra. C¸c vi m¹ch 7805 th«ng th−êng cã thÓ chÞu ®−îc dßng ®iÖn lèi ra ®Õn 1A vµ cã thÓ ®−îc nu«i b»ng ®iÖn ¸p lèi 1 chiÒu trong kho¶ng 9 ®Õn 20V. V× vËy trong m¹ch nguån, ®iÖn ¸p 220V sÏ ®−îc chØnh l−u b»ng cÇu chØnh l−u vµ cho qua bé æn ®Þnh ®iÖn ¸p 7805 vµ ®Çu ra cña 7805 ta sÏ ®−îc ®iÖn ¸p 5V. 3.3.2. Bé nhí ®Æc biÖt. ë mét sè tr−êng hîp bé nhí cña vi xö lý kh«ng ®ñ ®Ó l−u gi÷ ch−¬ng tr×nh nªn ta ph¶i sö dông thªm bé nhí ngoµi. Ch−¬ng tr×nh ®iÒu khiÓn nµy chØ lµ mét øng dông nhá nªn kh«ng cÇn sö dông thªm bé nhí ngoµi nµy. Nh−ng trong m¹ch vÉn thiÕt kÕ thªm bé nhí ngoµi (Serial Eprom - 24C16) ®Ó sö dông cho phÇn ph¸t triÓn sau nµy. 3.3.3. RS232 vµ MAX232. §Ó mét thiÕt bÞ giao tiÕp víi m¸y tÝnh ta cÇn th«ng qua cæng COM trªn m¸y tÝnh, v× vËy trªn m¹ch cÇn cã ch©n c¾m RS232. Cæng COM trªn m¸y lµm viÖc víi ®iÖn ¸p -12V ®Õn +12V mµ vi ®iÒu khiÓn l¹i lµm viÖc víi ®iÖn ¸p trong kho¶ng 0 - 5V. V× vËy cÇn cã bé phËn ®Ó t−¬ng thÝch chóng vµ ®ã lµ MAX 232.Trong khu«n khæ cña ®Ò tµi kh«ng sö dông ®Õn viÖc giao tiÕp víi m¸y tÝnh nªn ë ®©y chóng t«i kh«ng giíi thiÖu nhiÒu. Ch¦¥ng 4 Tæng hîp hÖ thèng ®iÒu chØnh nhiÖt ®é khÝ sÊy Mét hÖ thèng ®iÒu khiÓn tù ®éng ®Òu ®−îc x©y dùng theo s¬ ®å khèi h×nh 4.1 H×nh 4.1 - S¬ ®å khèi hÖ thèng ®iÒu khiÓn tù ®éng. X: TÝn hiÖu vµo. Y: TÝn hiÖu ra. U: TÝn hiÖu ®iÒu khiÓn t¸c ®éng lªn ®èi t−îng. E: Sai lÖch ®iÒu khiÓn. Z: TÝn hiÖu ph¶n håi. Muèn tæng hîp bé ®−îc ®iÒu khiÓn cho ®èi t−îng ®Ó hÖ kÝn cã ®−îc chÊt l−îng nh− mong muèn th× tr−íc tiªn ph¶i hiÓu vÒ ®èi t−îng, tøc lµ ph¶i cã mét m« h×nh to¸n häc m« t¶ ®èi t−îng. Ta kh«ng thÓ ®iÒu khiÓn ®èi t−îng khi kh«ng hiÓu biÕt hoÆc hiÓu sai lÖch vÒ nã. KÕt qu¶ tæng hîp bé ®iÒu khiÓn phô thuéc rÊt nhiÒu vµo m« h×nh m« t¶ ®èi t−îng. 4.1. M« h×nh to¸n häc m« t¶ ®èi t−îng. Th«ng th−êng ®Ó x©y dùng m« h×nh m« t¶ ®èi t−îng ng−êi ta sö dông hai ph−¬ng ph¸p: ph−¬ng ph¸p lý thuyÕt vµ ph−¬ng ph¸p thùc nghiÖm. Ph−¬ng ph¸p lý thuyÕt lµ ph−¬ng ph¸p lËp m« h×nh dùa trªn c¸c ®Þnh luËt cã s½n vÒ quan hÖ vËt lý bªn trong vµ quan hÖ giao tiÕp cña m«i tr−êng bªn ngoµi. C¸c quan hÖ nµy ®−îc m« t¶ theo quy luËt lý - ho¸, quy luËt c©n b»ng,… d−íi d¹ng nh÷ng ph−¬ng tr×nh to¸n häc. VÝ dô ®èi t−îng lµ c¸c lo¹i ®éng c¬, m¸y biÕn ¸p, m¸y ph¸t ®iÖn, m¹ch khuÕch ®¹i, m¹ch tÝch ph©n, vi ph©n. Ph−¬ng ph¸p thùc nghiÖm lµ dùa trªn c¬ së quan s¸t tÝn hiÖu ra y(t) cña ®èi t−îng khi ®Æt vµo ®èi t−îng mét tÝn hiÖu ®Çu vµo u(t). Ph−¬ng ph¸p nµy cÇn ®é chÝnh x¸c cao nªn th−êng ¸p dông trong phßng thÝ nghiÖm. U Z E X §èi t−îng Y Bé ®iÒu khiÓn Trong ®Ò tµi nµy ®èi t−îng ë ®©y lµ nhiÖt ®é dßng khÝ. Khi cã nguån cÊp cho sîi ®èt, nhiÖt ®é cña sîi ®èt lµm nãng nguån kh«ng khÝ do qu¹t thæi tíi. Trong khu«n khæ ®Ò tµi thùc hiÖn trong phßng thÝ nghiÖm nªn ta thùc hiÖn theo ph−¬ng ph¸p thùc nghiÖm b»ng c¸ch: l¾p m¹ch ®iÒu khiÓn vµo ®èi t−îng, khëi ®éng qu¹t giã ®Ó cho nã ho¹t ®éng ë mét tèc ®é æn ®Þnh. Sau ®ã ®ãng trùc tiÕp nguån ®iÖn 220V lªn sîi ®èt. Theo nguyªn t¾c ®iÒu khiÓn Triac th× ®iÖn ¸p trªn t¶i thay ®æi tõ 0 ®Õn 220V t−¬ng øng víi gãc më thay ®æi tõ π vÒ 00 nghÜa lµ thêi gian kÝch xung sÏ thay ®æi tõ 10 - 0ms (do tÇn sè ®iÖn ¸p xoay chiÒu ®Æt vµo Triac lµ 50Hz nªn chu kú lµ 1/50 = 0.02s = 20ms, suy ra nöa chu kú tøc lµ tõ 0 ®Õn π lµ 10ms). Sau ®ã dïng ®ång hå bÊm gi©y ®Ó ®o tÝn hiÖu ®Çu ra. Nh− ta ®· biÕt, nÕu tÝn hiÖu ®Çu vµo lµ hµm 1(t) th× tÝn hiÖu ®Çu ra lµ hµm qu¸ ®é h(t). ë ®©y tÝn hiÖu ®Çu vµo lµ hµm 10*1(t) nªn tÝn hiÖu ®Çu ra lµ y(t). TÝn hiÖu ra thu ®−îc khi lµm thùc nghiÖm ®−îc thÓ hiÖn trong b¶ng sau: Thêi gian(s) NhiÖt ®é(0C) Thêi gian(s) NhiÖt ®é(0C) Thêi gian(s) NhiÖt ®é(0C) 2.155 1 22.20 20 64.8 31 3.378 2 24.55 21 71.1 32 6.47 5 26.82 22 77.14 33 8 7 29.71 23 85.125 34 9.79 9 33.27 24 93.12 35 11.76 11 37.11 25 98.97 36 13.38 13 41.76 26 107.82 37 15.19 15 46.75 27 116.03 38 16.89 16 51.14 28 125.89 39 18.68 17 54.55 29 138.55 39 24.41 19 57.87 30 H×nh 4.2 - B¶ng gi¸ trÞ ®o ®−îc khi lµm thùc nghiÖm. Dùa trªn sè liÖu ®o ®−îc b¶ng trªn ta vÏ ®−îc hµm qu¸ ®é thùc nghiÖm nh− sau: H×nh 4.3 - Hµm qu¸ ®é thùc nghiÖm y(t). Dùa vµo ®å thÞ trªn, nÕu dÞch chuyÓn gèc to¹ ®é th× hµm y(t) ë ®©y gièng hµm qu¸ ®é h(t) cña kh©u qu¸n tÝnh bËc mét. MÆt kh¸c theo kÕt qu¶ nghiªn cøu cña mét sè ®Ò tµi th× nhiÖt lµ qu¸ tr×nh cã trÔ nªn hµm truyÒn cña ®èi t−îng sÏ lµ kh©u qu¸n tÝnh bËc nhÊt cã trÔ. Víi viÖc ®o trªn ta kh«ng thÓ biÕt chÝnh x¸c ®−îc thêi gian trÔ lµ bao nhiªu nªn lÊy thêi gian trÔ τ b»ng c¸ch lÊy nhiÖt ®é thay ®æi tõ 0 - 10 b»ng thêi gian thay ®æi tõ 1 - 20 (tøc lµ thêi gian tõ 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 0 50 100 150Thời gian N hi ệt đ ộ 0 - 10 = 3,378 - 2,155 = 1,223s) => τ = 2,155 - 1,223 = 0.8(s). Nh− vËy hµm truyÒn ®¹t cña ®èi t−îng cã d¹ng: Ts ksG += 1)( e sτ− = Ts k +1 e s.8,0− §Ó x¸c ®Þnh T vµ k ta lµm nh− sau: * Khi tÝn hiÖu vµo lµ hµm 1(t) Tõ H(s) = s sG )( chuyÓn ®æi Laplace ng−îc ta cã h(t) = k(1- eT t− ). Vµ nh− vËy ë thêi ®iÓm T th× h(T)= )1( 1ek −− ≈ 0,632.k Nãi c¸ch kh¸c, t¹i ®óng thêi ®iÓm T hµm sè h(t) sÏ ®¹t ®−îc 63,2% gi¸ trÞ cùc ®¹i. Ta ®i ®Õn x¸c ®Þnh T nh− sau: • KÎ ®−êng tiÖm cËn víi h(t) t¹i t = ∞ ®Ó cã k = h(∞) • X¸c ®Þnh ®iÓm cã tung ®é b»ng 0,632.k cña h(t). • Hoµnh ®é cña ®iÓm võa x¸c ®Þnh chÝnh lµ tham sè T cÇn t×m. * Khi tÝn hiÖu vµo lµ hµm A*1(t). Do tÝn tuyÕn tÝnh cña ®èi t−îng, ®¸p øng y(t) t¹i thêi ®iÓm T còng cã gi¸ trÞ ®óng b»ng 63,2% gi¸ trÞ cùc ®¹i y(∞) cña nã. Nh− vËy thuËt to¸n trªn vÉn ®−îc ¸p dông khi tÝn hiÖu vµo lµ hµm A*1(t) nh− sau: • KÎ tiÖm cËn víi y(t) t¹i t ->∞ ®Ó cã y(∞), sau ®ã suy ra: k = A y )(∞ • X¸c ®Þnh ®iÓm cã tung ®é b»ng 0,632.y(∞) cña y(t). • Hµnh ®é cña ®iÓm cÇn x¸c ®Þnh chÝnh lµ tham sè T cÇn t×m. Víi ®å thÞ trªn y(∞) = 39 => k = 39/10 = 3,9. Sau kho¶ng thêi gian T, tÝn hiÖu ®Çu ra y(t) sÏ ®¹t ®−îc gi¸ trÞ xÊp xØ b»ng 63,2% gi¸ trÞ cùc ®¹i y(∞) cña nã, tøc lµ khi ®ã nã cã gi¸ trÞ: 0,632.y(∞) = 24,468. => T = 36(s) Nh− vËy hµm truyÒn cña ®èi t−îng lµ: G(s) = e ss 8,0 361 9,3 − + 4.2. Chän vµ x¸c ®Þnh th«ng sè bé ®iÒu chØnh. 4.2.1. Chän bé ®iÒu chØnh. Mçi mét hÖ thèng ®iÒu khiÓn tù ®éng ®Òu cÇn ph¶i æn ®Þnh vµ chÝnh x¸c. §Ó hÖ thèng æn ®Þnh chóng ta ph¶i tæng hîp hÖ thèng. ViÖc tæng hîp hÖ thèng cã thÓ thùc hiÖn b»ng nhiÒu ph−¬ng ph¸p nh− lµ thay ®æi th«ng sè cña hÖ thèng hoÆc thay ®æi cÊu tróc cña hÖ thèng b»ng c¸ch l¾p thªm vµo ®ã c¸c bé ®iÒu chØnh. Cã nh÷ng hÖ thèng ®iÒu khiÓn dï thay ®æi th«ng sè ®Õn møc nµo còng kh«ng lµm nã æn ®Þnh ®−îc. V× vËy ta nªn sö dông ph−¬ng ph¸p thay ®æi cÊu tróc cña hÖ thèng. Sau ®©y lµ mét sè bé ®iÒu chØnh ®iÓn h×nh ®ã: * Bé ®iÒu chØnh tû lÖ (P). * Bé ®iÒu chØnh tÝch ph©n (I). * Bé ®iÒu chØnh tû lÖ tÝch ph©n (PI). * Bé ®iÒu chØnh vi ph©n (D). * Bé ®iÒu chØnh tû lÖ vi ph©n (PD). * Bé ®iÒu chØnh tû lÖ vi tÝch ph©n (PID). Tr−íc khi chän bé ®iÒu chØnh ta cÇn hiÓu kh¸i niÖm sai lÖch tÜnh lµ g×. Sai lÖch tÜnh x¸c ®Þnh ®é chÝnh x¸c tÜnh cña hÖ. Sai lÖch tÜnh ®−îc tÝnh theo ®Þnh lý tíi h¹n: ( ) == ∞>− tee tss lim 0 )(.lim >−s sEs H×nh 4.4 cã nªu ¶nh h−ëng cña c¸c bé ®iÒu chØnh kh¸c nhau ®èi víi sai lÖch e(t) cña hÖ: H×nh 4.4 - ¶nh h−ëng cña c¸c bé ®iÒu chØnh ®èi víi sai lÖch e(t) a) Kh«ng cã bé ®iÒu chØnh. b) Bé ®iÒu chØnh tû lÖ P. c) Bé ®iÒu chØnh tÝch ph©n I. d) Bé ®iÒu chØnh tû lÖ tÝch ph©n PI. e) Bé ®iÒu chØnh tû lÖ vi ph©n PD. f) Bé ®iÒu chØnh tû lÖ vi tÝch ph©n PID. Trong c¸c bé ®iÒu chØnh trªn th× bé ®iÒu chØnh tû lÖ lµ ®¬n gi¶n nhÊt, t¸c ®éng nhanh nh−ng nã kh«ng triÖt tiªu ®−îc sai lÖch tÜnh v× hÖ sè khuÕch ®¹i cao qu¸ sÏ lµm hÖ thèng mÊt æn ®Þnh. Víi bé ®iÒu chØnh I th× nã cã thÓ triÖt tiªu ®−îc sai lÖch tÜnh. Nh−ng tÝn hiÖu ®iÒu khiÓn chËm so víi sai lÖch 900 nªn hÖ thèng mÊt æn ®Þnh. V× vËy mµ ®iÒu chØnh I vµ P kh«ng ®−îc sö dông réng r·i mµ ph¶i kÕt hîp P vµ I thµnh bé ®iÒu chØnh PI. §èi víi bé ®iÒu chØnh vi ph©n th× còng gièng nh− bé P lµ sÏ cã sai lÖch tÜnh vµ hÖ thèng sÏ mÊt æn ®Þnh khi cã nhiÔu t¸c ®éng nªn ta còng kh«ng sö dông bé ®iÒu chØnh D ®¬n thuÇn mµ th−êng kÕt hîp víi bé ®iÒu khiÓn P => PD vµ PI =>PID. Thµnh phÇn vi ph©n D lµm t¨ng nhanh tèc ®é t¸c ®éng do a) b) c) d) e) f) t t t t t t e(t) kh©u vi ph©n cho ®Çu ra sím pha so víi ®Çu vµo gãc Π/2. Tuy nhiªn quy luËt PD kh«ng lµm gi¶m sai lÖch tÜnh. V× vËy trong c«ng nghiÖp th−êng sö dông trong hÖ thèng ®ßi hái t¸c ®éng nhanh. Bé ®iÒu chØnh PID lµ bé ®iÒu chØnh kÕt hîp ®−îc −u ®iÓm cña c¶ 3 bé ®iÒu chØnh P,I,D. Tuy nhiªn bé ®iÒu chØnh nµy sÏ rÊt phøc t¹p nªn ng−êi ta th−êng hay sö dông bé ®iÒu khiÓn PD,PI. Thùc tÕ bé ®iÒu khiÓn PD ®−îc dïng trong ®iÒu khiÓn ng−êi m¸y, tay m¸y; cßn PI ®−îc dïng trong ®iÒu khiÓn qu¸ tr×nh nh− nhiÖt ®é, ¸p suÊt lùc. V× vËy trong ®Ò tµi nµy chóng t«i chän bé ®iÒu chØnh PI. 4.2.2. X¸c ®Þnh th«ng sè bé ®iÒu chØnh. Hµm truyÒn cña bé ®iÒu chØnh PI lµ: GPI(s) = Kp T T i i s s . .1+ S¬ ®å hÖ thèng ®iÒu khiÓn ®−îc vÏ l¹i nh− sau: Th«ng th−êng th«ng sè tèi −u ®−îc chän lµ: Ti = T = 36 Hµm truyÒn cña hÖ hë ®−îc chän lµ: W(s) = Gc(s)*G(s) = e sTs K τ−1 víi K1= Kp.K M«®un vµ pha ®−îc x¸c ®Þnh nh− ë h×nh IV.2.2 vµ b»ng: |W(jω)| = T K ω 1 ϕ = -ωτ - 2 π Z Y U X E e sTs K τ− +1 Kp T T i i s s . .1+ H×nh 4.5 - §Æc tÝnh tÇn biªn pha cña hÖ thèng. NÕu ®é dù tr÷ æn ®Þnh vÒ biªn ®é ®−îc chän lµ 0,5 ( ®é dù tr÷ æn ®Þnh vÒ biªn ®é x¸c ®Þnh bëi tû sè cña hÖ sè khuÕch ®¹i giíi h¹n kg víi hÖ sè khuÕch ®¹i hiÖn hµnh: β = ( ) || 1 πωjWk kg = ); øng víi gãc lÖch pha -π = -ω π τ - 2 π Tõ ®ã : : |W(jω π )| = τ π T K . 2 1 Víi ®é dù tr÷ æn ®Þnh nh− trªn ta cã: K1= Kp.K ≤ 4 π τ T = 4 π = 35,34 Ö Kp ≤ 35,34: 3,9 = 9 VËy bé ®iÒu chØnh PI ®−îc chän nh− sau: GPI(s) = 9. s s 36 361+ §Ó thùc hiÖn hµm nµy trong vi ®iÒu khiÓn ta ph¶i tiÕn hµnh chuyÓn nã vÒ ph−¬ng tr×nh sai ph©n b»ng c¸ch thay 1 1.2 + −= z z T s víi T lµ thêi gian trÝch mÉu (LÊy thêi gian trÝch mÉu lµ 1s) ta cã: G(z) = 1 7172 − − z z hay =)( )( zU zY 1 7172 − − z z Ù Y(z).z - Y(z) = 72.U(z).z - 71U(z). Ù Y(z).z = 72.U(z).z - 71.U(z) + Y(z) Víi Y(z) lµ tÝn hiÖu ra rêi r¹c vµ U(z) lµ tÝn hiÖu vµo rêi r¹c. Theo tÝnh chÊt dÞch hµm gèc th× zz.Y(z) = Y(k+n) Nh− vËy ta cã Y(k+1) = 72.U(k+1) - 71.U(k)+Y(k) Ch¦¥ng V lËp tr×nh 5.1. ThuËt to¸n ®iÒu khiÓn. 5.1.1. Ch−¬ng tr×nh chÝnh. H×nh 5.1 - ThuËt to¸n ®o vµ ®iÒu khiÓn nhiÖt ®é buång sÊy. 5.1.2. Gi¶i thuËt ch−¬ng tr×nh ®äc A/D. KÕt thóc §iÒu khiÓn Thyristor HiÓn thÞ nhiÖt ®é ®o vµ nhiÖt ®é ®Æt HiÓn thÞ nhiÖt ®é ®oKey2 = 1 §äc ADC Key1 = 1 NhiÖt ®é ®Æt ban ®Çu B¾t ®Çu HiÓn thÞ nhiÖt ®é ®Æt l¹i T¨ng t0 ®Æt Gi¶m t0 ®Æt Key3 = 1 H×nh 5.2 - Gi¶i thuËt ch−¬ng tr×nh ®äc A/D 5.1.3. Gi¶i thuËt ch−¬ng tr×nh t¨ng gi¶m nhiÖt ®é ®Æt. H×nh 5.3 - Gi¶i thuËt ch−¬ng tr×nh t¨ng gi¶m nhiÖt ®é ®Æt. 5.1.4. Gi¶i thuËt chuyÓn tõ sè nhÞ ph©n ra sè BCD. B¾t ®Çu §äc d÷ liÖu A/D §æi d÷ liÖu ra sè BCD cÊt vµo RAM ë c¸c ®Þa chØ 30h,31h,32h KÕt thóc Key1=1 B¾t ®Çu T0 ®Æt < 1000 Key2=1 T0 ®Æt >250 § T¨ng nhiÖt ®é ®Æt lªn 1 ®¬n vÞ Gi¶m nhiÖt ®é ®Æt xuèng 1 ®¬n vÞ KÕt thóc § Vi xö lý th−êng lµm viÖc víi c¸c sè nhÞ ph©n. Tuy nhiªn khi l−u tr÷, khi hiÓn thÞ hoÆc khi truyÒn gi÷a c¸c thiÕt bÞ c¸c gi¸ trÞ sè 0...9, thùc chÊt ta lµm viÖc víi m· ascii cña c¸c sè ®ã,tøc lµ c¸c sè 30H... 39H. Nh− vËy ta thÊy trong mét byte m· Ascii biÓu diÔn c¸c sè 0... 9 cã 4 bit thÊp øng víi m· BCD cña chÝnh c¸c sè ®ã, 4 bit cao bao giê còng øng víi m· BCD cña sè 3 (0011B). NÕu trong byte m· Ascii nµy ta thay 4 bit cao b»ng 0H th× ta thu ®−îc sè BCD. Ng−îc l¹i nÕu thay 4 bit cña byte cao cña sè BCD b»ng 0011 th× ta thu ®−îc m· Ascii cña sè ®ã. VËy ®Ó hiÓn thÞ vµ l−u tr÷ c¸c gi¸ trÞ ®äc ®−îc tõ ADC ta cÇnchuyÓn c¸c sè nhÞ ph©n sang m· BCD vµ sau ®ã chuyÓn tõ BCD sang Ascii b»ng c¸ch céng sè BCD ®ã víi 30H. ThuËt to¸n chuyÓn tõ sè nhÞ ph©n sang BCD nh− sau: H×nh 5.4 - Gi¶i thuËt chuyÓn tõ sè nhÞ ph©n ra sè BCD. 5.1.5. Gi¶i thuËt ch−¬ng tr×nh ®iÒu khiÓn Triac. B¾t ®Ç Chia sè cÇn ®æi cho10 ®−îc sè d− lµ hµng ®¬n vÞ Chia tiÕp kÕt qu¶ cho 10 ®−îc sè hµng chôc vµ tr¨m CÊt kÕt qu¶ vµo bé nhí ë ®Þa chØ 30H, 31H, 32H KÕt thóc H×nh 5.5 - Gi¶i thuËt ch−¬ng tr×nh ®iÒu khiÓn Triac. 5.2. LËp tr×nh. 5.2.1. Ng«n ng÷ lËp tr×nh. CPU chØ tÝnh to¸n trªn c¸c sè nhÞ ph©n víi tèc ®é rÊt cao. Tuy nhiªn, ®èi víi con ng−êi, nÕu ph¶i lËp tr×nh víi c¸c sè nhÞ ph©n th× thËt nhµm ch¸n vµ chËm ch¹p. Thêi kú ®Çu cña m¸y tÝnh lËp tr×nh viªn ph¶i viÕt ch−¬ng tr×nh d−íi d¹ng ng«n ng÷ m¸y (chØ gåm c¸c sè 0 vµ 1). MÆc dï sè thËp lôc ph©n (sè Hexa) ®· biÓu diÔn kh¸ hiÖu qu¶ sè nhÞ ph©n, song lµm viÖc trªn m· m¸y vÉn lµ c«ng viÖc kh¸ nÆng nhäc ®èi víi con ng−êi. Cuèi cïng hîp ng÷ ®· ®−îc x©y dùng, trong ®ã cã sö dông c¸c tõ gîi nhí vµ cïng víi nh÷ng ®Æc tÝnh kh¸c n÷a, hîp ng÷ ®· gióp cho viÖc lËp tr×nh dÔ dµng vµ Ýt lçi h¬n. C¸c ch−¬ng tr×nh hîp ng÷ cÇn ®−îc dÞch ra d¹ng m· m¸y nhê mét ch−¬ng tr×nh ®−îc gäi lµ tr×nh hîp dÞch. Hîp ng÷ ®−îc coi lµ mét ng«n ng÷ bËc thÊp v× nã cã quan hÖ trùc tiÕp víi cÊu tróc bªn trong cña cña CPU. §Ó lËp tr×nh hîp ng÷ lËp tr×nh viªn § § S Sau 1s S Gi÷ nguyªn gãc më Triac TÝnh to¸n ®Ó t¨ng gãc më Triac Cho gãc më Triac ban ®Çu TÝnh to¸n ®Ó gi¶m gãc më Triac T0 ®o < T0 ®Æt) th−êng n¾m v÷ng tÊt c¶ c¸c thanh ghi cña CPU, kÝch th−íc cña chóng còng nh− c¸c chi tiÕt liªn quan kh¸c. Ngµy nay, ta cã thÓ sö dông c¸c ng«n ng÷ lËp tr×nh kh¸c nhau nh− Basic, Pascal, C, C++, Java vµ nhiÒu ng«n ng÷ kh¸c. C¸c ng«n ng÷ nµy lµ nh÷ng ng«n ng÷ bËc cao v× lËp tr×nh viªn kh«ng cÇn ph¶i t−¬ng t¸c víi c¸c chi tiÕt bªn trong CPU. C¸c ng«n ng÷ bËc cao ®−îc dÞch ra m· m¸y b»ng mét ch−¬ng tr×nh gäi lµ tr×nh biªn dÞch. Tuy nhiªn khi lËp tr×nh b»ng ng«n ng÷ cao th−êng tèn nhiÒu bé nhí h¬n vµ tèc ®é xö lý cña chÝp sÏ chËm h¬n. V× vËy trong ®Ò tµi nµy chóng t«i sö dông hîp ng÷. 5.2.2. CÊu tróc cña hîp ng÷. Mét ch−¬ng tr×nh hîp ng÷ bao gåm mét chuçi c¸c dßng lÖnh hîp ng÷ . Mét lÖnh hîp ng÷ bao gåm mét tõ gîi nhí vµ tuú theo lÖnh mµ sau ®ã cã mét hoÆc hai to¸n h¹ng. Tõ gîi nhí lµ lÖnh yªu cÇu CPU thùc hiÖn cßn c¸c to¸n h¹ng lµ c¸c d÷ liÖu cÇn thao t¸c. Sau ®©y lµ mét vÝ dô vÒ ch−¬ng tr×nh hîp ng÷: ORG 0H; MOV R5,#25H MOV R7,#34H MOV A,#0 ADD A,R5 ADD A,R7 ADD A,#12H HERE: SJMP HERE END Ch−¬ng tr×nh trªn ®©y lµ mét chuçi c¸c c©u lÖnh, trong ®ã cã c¸c lÖnh hîp ng÷ nh− ADD, MOV.. vµ c¸c chØ dÉn. LÖnh hîp ng− lu«n yªu cÇu CPU thùc hiÖn mét nhiÖm vô , cßn chØ dÉn cã nhiÖm vô h−íng dÉn cho hîp ng÷ chø kh«ng yªu cÇu CPU thùc hiÖn hµnh ®éng nµo. ë vÝ dô trªn th× ADD, MOV lµ lÖnh cßn ORG vµ END lµ chØ dÉn. Nh− vËy mét ch−¬ng tr×nh hîp ng÷ lu«n ®−îc b¾t ®Çu vµ kÕt thóc b»ng c¸c chØ dÉn. *C¸c chØ dÉn cña hîp ng÷: • Ch dn include ©y là ch dn cho chng tr×nh dch bit ni lu gi th vin c¸c thanh ghi . CÊu tróc: #include Khi viÕt chng tr×nh cho MCS51 #include • Ch dn ORG : Ch dn này gióp cho chng tr×nh dch bit c m· lnh theo sau ch dn này. c ghi vào t a ch nào trong ROM. • Ch dn END: Ch dn này th«ng b¸o cho chng tr×nh dch bit chng tr×nh ®· kt thóc. • ChØ dÉn EQU: §−îc dïng ®Ó ®Þnh nghÜa mét h»ng sè. ChØ dÉn EQU kh«ng sö dông « nhí ®Ó cÊt d÷ liÖu, mµ thùc hiÖn g¸n mét h»ng sè cho nh·n sao cho khi nh·n xuÊt hiÖn trong ch−¬ng tr×nh th× gi¸ trÞ h»ng sè sÏ ®−îc thay thÕ cho nh·n. • ChØ dÉn DB: DB lµ chØ dÉn d÷ liÖu 8 bit vµ ®−îc sö dông hÕt søc réng r·i khi lËp tr×nh hîp ng÷, 8 bit d÷ liÖu ®−îc ®Þnh nghÜa cã thÓ ë d¹ng thËp ph©n, nhÞ ph©n , Hexa hay Ascii. §èi víi d÷ liÖu thËp ph©n th× cã “D” sau sè thËp ph©n, sè nhÞ ph©n th× cã ch÷ “B” vµ d÷ liÖu d¹ng Hexa th× cã ch÷ “H” vµ dï d÷ liÖu ë d¹ng nµo th× hîp ng÷ lu«n chuyÓn vÒ d¹ng hexa. §Ó lËp tr×nh cho 8051 cã rÊt nhiÒu phÇn mÒm nh−ng c¸c lËp tr×nh khuyªn lµ khi lËp tr×nh cho 8051 nªn sö dông phÇn mÒm Reads51. Sau khi ch¹y file reads51.exe ta cã giao diÖn cña reads51 sau ®ã vµo Project chän New project vµ ®Æt tªn sau ®ã nhÊn ok. TiÕp theo nhÊn chuét ph¶i vµo tªn vµ chän Create New Module ®Æt tªn vµ lùa chän ng«n ng÷ lËp tr×nh. Sau khi lËp tr×nh xong nhÊn F2 ®Ó dÞch ra file Hex Giao diÖn cña Read51 nh− sau: H×nh 5.6 - Giao diÖn cña Reads51. Sau khi lËp tr×nh vµ dÞch ch−¬ng tr×nh xong ta tiÕn hµnh n¹p ch−¬ng tr×nh vµo chÝp. §Ó n¹p ch−¬ng tr×nh cho bÊt kú mét chÝp vi ®iÒu khiÓn nµo th× ®Òu cÇn cã mét ch−¬ng tr×nh ®Ó n¹p. §èi víi hä 8051 phÇn mÒm ®−îc sö dông phæ biÕn ®ã lµ EZDL víi c¸c phiªn b¶n EZDL.4, EZDL.4.1, EZDL.4.2. Sau khi ch¹y file EZDL.4.1.exe nhÊn vµo send, chän file cÇn n¹p cã ®u«i .hex vµ ok, thÕ lµ ch−¬ng tr×nh sÏ ®−îc n¹p vµo chÝp Giao diÖn cña phÇn mÒm n¹p chÝp cña 8051 nh− sau: H×nh 5.7 - Giao diÖn cu¶ phÇn mÒm EZDL.4.1. Sau ®©y lµ ch−¬ng tr×nh ®o vµ ®iÒu khiÓn nhiÖt ®é khÝ sÊy: 5.2.3. Ch−¬ng tr×nh ®o vµ ®iÒu khiÓn nhiÖt ®é khÝ sÊy n«ng s¶n d¹ng h¹t. ; ------------- READS51 generated header -------------- ; created : 15:56:56, Friday, November 25, 2005 ; ----------------------------------------------------- ; CHUONG TRINH DIEU KHIEN NHIET DO KHI SAY NONG SAN DANG HAT ; SVTH : NGUYEN THI THU HIEN - LOP TDH46 ; GVHD : Ths.NGUYEN THI HOAI SON #include ORG 0000H LJMP MAIN ORG 0003H LJMP Interrupt0 ORG 0013H LJMP Interrupt1 ; Nhay den ngat ngoai INT1 ; Chuong trinh chinh MAIN: MOV R7,#50 MOV P0,#0ffh ; Chon P0 lam cong vao MOV IE,#10000110B ; Cho phep ngat ngoai 0,1 MOV IP,#00000001B ; Uu tien ngat mgoai0 MOV R5,#0 ; De dem so ngat 0 xay ra MOV R4,#00h ; Thanh ghi thap cua T0 MOV R3,#DCh ; Thanh ghi cao cua T0 ACALL Display Back: MOV A,#CBh ACALL Command CLR P1.4 ; Cho CS = 0 de kich hoat chip CLR P1.3 nop nop nop SETB P1.3 ; Gui xung thap len cao toi WR de bat dau chuyen doi Here1: JB P3.7,Here1 ;Cho ket thuc chuyen doi khi INT=0 CLR P1.2 ; Ket thuc chuyen doi cho phep doc du lieu RD=0 MOV R6,P0 ; Luu tru gia tri doc duoc tu ADC MOV A,P0 ; Doc du lieu vao A ACALL Ascii ; Chuyen doi tu so Hexa ra ma Ascii ACALL Delay SETB P1.2 SJMP Back ; Chuong trinh con hien thi len LCD nhiet do dat va nhiet do lo say Display: Acall LCD_init ACALL Ndodat ACALL Ndolo RET ; Chuong trinh con tao tre Delay: MOV R0,#FFH Delay1: MOV R1,#FFH Delay2: NOP NOP DJNZ R1,Delay2 DJNZ R0,Delay1 RET ; Chuong trinh con khoi tao LCD LCD_init: MOV A,#38H ; LCD 2 dong ma tran 5x7 ACALL Command ; Goi chuong trinh con lenh MOV A,#0CH ; Bat hien thi, tat con tro ACALL Command MOV A,#01H ; Xoa man hinh ACALL Command MOV A,#06H ;Dich hien thi sang phai ACALL Command MOV A,#80H ; Dua con tro tro ve dau dong thu nhat ACALL Command RET ; Chuong trinh con hien thi nhiet do dat Ndodat: MOV R1,#11 MOV DPTR,#STR1 Read1: CLR A ; Xoa A MOVC A,@A+DPTR ; Xuat mot ki tu ACALL Datastr INC DPTR DJNZ R1,Read1 MOV A,R7 ACALL Ascii RET ; Chuong trinh con hien thi nhiet do lo say Ndolo: MOV A,#C0H ; Dua con tro ve dau dong thu 2 ACALL Command ; Xuat lenh MOV R1,#11 MOV DPTR,#STR2 Read2: CLR A ; Xoa A MOVC A,@A+DPTR ; Xuat mot ki tu ACALL Datastr INC DPTR ; Tang Dptr DJNZ R1,Read2 RET ; Chuong trinh de LCD thuc hien lenh Command: ACALL Ready MOV P2,A ; Dua du lieu thanh ghi A ra cong P2 CLR P3.5 ; RS = 0, Cho phep thu hien lenh CLR P3.6 ; RW = 0, Cho phep ghi lenh SETB P3.4; E = 1 CLR P3.4 ; E = 0 RET ; Chuong trinh de LCD viet du lieu Datastr: ACALL Ready MOV P2,A ; Dua du lieu thanh ghi A ra cong P2 SETB P3.5; RS =1, Cho phep lam viec voi du lieu CLR P3.6 ; RW = 0, Cho phep ghi du lieu SETB P3.4; E = 1 CLR P3.4 ; E = 0 RET ; Chuong trinh kiem tra LCD da thuc hien xong lenh chua Ready: SETB P2.7; LCD dang ban CLR P3.5 ; RS=0 SETB P3.6; RW=1 Back1: CLR P3.4 ; E=0 SETB P3.4 ; E=1 JB P2.7,Back1 ;P2.7#0 quay ve BACK1 RET ; Chuong trinh chuyen doi tu so nhi phan ra ma Ascii Ascii: ; Chuyen doi tu so nhi phan ra BCD va luu vao o nho co dia chi ;30H,31H,32H MOV B,#10 DIV AB MOV R2,A MOV 32H,B MOV A,R2 MOV B,#10 DIV AB MOV 31H,B MOV 30H,A ; Chuyen tu BCD ra Acsii va cho hien thi len LCD MOV A,30H ORL A,#30H ACALL Datastr MOV A,31H ORL A,#30H ACALL Datastr MOV A,32H ORL A,#30H ACALL Datastr RET ; Chuong trinh vi dieu khien lam viec khi co ngat ngoai INT0 ORG 100H Interrupt0: ; dieu khien thyristor ; R6 luu tru gia tri tu ADC ; R7 luu tru gia tri nhiet do dat SETb P1.5 MOV TMOD,#01 ; Chon Timer0 che do 1 (16bit) ACALL NapT0 ACALL DelayT0 CLR P1.5; Kich thyristor CLR C; Xoa co nho De chi tru R7 cho R6 (khong phai tru cho co nho) MOV A,R7; Dua noi dung R7 vao A SUBB A,R6; Tru noi dung thanh ghi A cho noi dung thanh ghi R6 va co nho JNZ next1; Neu R6=R7 thi giu nguyen goc mo truoc do SJMP Wait Next1: JNC next2 ; Co nho khong duoc dat (R6 > R7) ; R6 <R7, Giam goc mo triac Next2:; Tang goc mo triac NapT0: MOV TL1,R4 MOV TH1,R3 Wait: RETI DelayT0: SETB TR0 ; Khoi dong Timer0 AGAIN : JNB TF0,AGAIN; Kiem tra co bo dinh thoi CLR TR0 ; Dung Timer0 CLR TF0 ; Xoa co bo dinh thoi 0 RET ; Chuong trinh VDK lam viec khi co ngat ngoai INT1 ORG 200H Interrupt1: Start: MOV A,P1 ACALL Delay ; Goi chuong trinh tao tre ANL A,#11000000B CJNE A,#00000000B,Case1 ; Neu la phim tang thi thuc hien tang nhiet ;do dat CJNE R7,#100,Tang SJMP Jump1 Tang: INC R7 ; Tang gia tri trong thanh ghi R7 Jump1: ACALL LCD_init ACALL Ndodat case1: CJNE A,#01000000B,Case2 ;Neu la phim giam thi thuc hien giam nhiet ;do dat CLR C MOV A,R7 SUBB A,R6 CJNE A,#0,Giam SJMP Jump2 Giam: DEC R7 ; Giam gia tri trong thanh ghi R7 Jump2: ACALL LCD_init ACALL Ndodat ; Goi chuong trinh hien thi nhiet do dat Case2:CJNE A,#10000000B,Start ; Neu la phim lua chon thi hien thi nhu ban ;dau khoi dong ACALL Ndolo RETI STR1: DB "N DO DAT :" STR2: DB "N DO BUONG:" END Ch−¬ng 6 KÕt luËn vµ ®Ò nghÞ 6.1. KÕt luËn. Sau bèn th¸ng thùc hiÖn víi nhiÒu cè g¾ng vµ nç lùc cña b¶n th©n cïng víi sù h−íng dÉn tËn t×nh cña c« NguyÔn ThÞ Hoµi S¬n, thÇy NguyÔn V¨n Hång, ®Õn nay b¸o c¸o tèt nghiÖp cña em ®· hoµn thµnh ®óng thêi gian qui ®Þnh vµ ®óng yªu cÇu ®Æt ra lµ thiÕt kÕ mét m¹ch ®o, ®iÒu khiÓn vµ hiÓn thÞ nhiÖt ®é khÝ sÊy dïng vi ®iÒu khiÓn. §Ó thùc hiÖn ®−îc yªu cÇu trªn em ®· nghiªn cøu, t×m hiÓu nh÷ng vÊn ®Ò vÒ vi ®iÒu khiÓn, vi xö lý, c¸c ph−¬ng ph¸p ®o nhiÖt ®é, c¸c ph−¬ng ph¸p chuyÓn ®æi tõ t−¬ng tù sang sè vµ c¸c vÊn ®Ò kh¸c liªn quan ®Õn ®Ò tµi. Néi dung chÝnh cña ®Ò tµi bao gåm nh÷ng phÇn chÝnh sau: * PhÇn kiÕn thøc: • Nghiªn cøu bé vi ®iÒu khiÓn 8051. • Nghiªn cøu vÒ bé hiÓn thÞ LCD. • ChuyÓn ®æi t−¬ng tù sang sè. • §o nhiÖt ®é. • §iÒu khiÓn nhiÖt ®é khÝ sÊy. * PhÇn thiÕt kÕ thi c«ng: • X©y dùng s¬ ®å khèi toµn m¹ch. • ThiÕt kÕ m¹ch nguyªn lý vµ m¹ch in. • X©y dùng s¬ ®å gi¶i thuËt. • ViÕt ch−¬ng tr×nh. • Thi c«ng l¾p r¸p vµ kiÓm tra. Trªn ®©y lµ néi dung mµ em ®· thùc hiÖn ®−îc trong b¸o c¸o nµy. Theo nhËn ®Þnh chñ quan cña b¶n th©n th× b¸o c¸o nµy ®· tr×nh bµy t−¬ng ®èi ®Çy ®ñ c¸c néi dung, kiÕn thøc liªn quan, gi¶i quyÕt ®−îc nh÷ng yªu cÇu ®Æt ra. Tuy nhiªn do thêi gian còng nh− tr×nh ®é chuyªn m«n cã h¹n ch¾c ch¾n sÏ kh«ng tr¸nh khái thiÕu sãt em mong ®−îc sù ®ãng gãp ý kiÕn cña thÇy c« vµ c¸c b¹n. 6.2. §Ò nghÞ. §Ó ®Ò tµi nµy thªm phong phó vµ t¨ng hiÖu qu¶ sö dông th× cÇn ®¸p øng ®−îc nh÷ng yªu cÇu sau: * Cã thÓ giao tiÕp víi m¸y tÝnh ®Ó ®iÒu khiÓn khèng chÕ ®−îc nhiÖt ®é. * ThiÕt kÕ phÇn ®iÒu khiÓn tèc ®é qu¹t trong hÖ thèng sÊy. Em mong r»ng ®Ò tµi nµy sÏ ®−îc c¸c b¹n sinh viªn kho¸ sau tiÕp tôc thùc hiÖn c¸c yªu cÇu trªn vµ kh¾c phôc nh÷ng thiÕu sãt cña ®Ò tµi ®Ó t¹o ra mét s¶n phÈm cã chÊt l−îng cao phôc vô cho s¶n xuÊt n«ng nghiÖp nãi riªng vµ ®êi sèng x· héi nãi chung. Tµi liÖu tham kh¶o 1. CÊu tróc vµ lËp tr×nh hä vi ®iÒu khiÓn 8051. Tg: NguyÔn T¨ng C−êng - Phan Quèc Th¾ng NXB KH & KT - 2003 2. Hä vi ®iÒu khiÓn 8051 Tg: Tèng V¨n On - Hoµng §øc H¶i NXB Lao §éng - X· Héi - 2000 3. Kü ThuËt Vi xö lý Tg: Phan ThÕ Minh NXB Gi¸o dôc – 1997 4. §iÖn tö c«ng suÊt Tg: Bé m«n ®iÖn- Khoa c¬ ®iÖn Tr−êng §¹i häc N«ng nghiÖp I Hµ Néi 5. §iÖn tö c«ng suÊt Tg: NguyÔn BÝnh NXB Gi¸o dôc - 1998 6. C¬ së kü thuËt ®iÖn tö sè Tg: §ç Xu©n Thô - Vò §øc Thä NXB Gi¸o dôc - 2002 7. Kü thuËt ®iÖn tö Tg: §ç Xu©n Thô NXB Gi¸o dôc - 2002 8. C«ng nghÖ n«ng s¶n §¹i häc N«ng nhgiÖp I - 1999 9. M¸y thu ho¹ch n«ng nghiÖp. Tg: Ph¹m Xu©n V−îng NXB KH & KT - 1991 9. §o l−êng vµ ®iÒu khiÓn Tg: Ng« Diªn TËp NXB KH & KT - 2000 10. NhËn d¹ng hÖ thèng ®iÒu khiÓn Tg: NguyÔn Do·n Ph−íc - Phan Xu©n Minh NXB KH & KT - 2001 11. Lý thuyÕt ®iÒu khiÓn tù ®éng Tg: Ph¹m C«ng Ng« NXB KH & KT - 2000 12. Lý thuyÕt ®iÒu khiÓn tù ®éng hÖ tuyÕn tÝnh Tg: PGS.TS. NguyÔn Th−¬ng Ng« NXBKH & KT - 2000 Vµ mét sè trang Web: Trang web : dientuvietnam.net Trang web : diendandientu.com.vn Trang web : diendansinhvien.com Trang web : tudongdieukhien.com.vn Trang web : google.com.vn Phô lôc H×nh 1 - M¹ch tù ®éng ®o, ®iÒu khiÓn vµ hiÓn thÞ nhiÖt ®é khÝ sÊy H×nh 2 - S¬ ®å nguyªn lý m¹ch m« pháng khi nhÊn phÝm t¨ng. H×nh 3 - S¬ ®å nguyªn lý m¹ch m« pháng khi nhÊn phÝm gi¶m. H×nh 4 - M¹ch hiÓn thÞ khi nhÊn phÝm chän. Môc lôc Më ®Çu.............................................................................................................. 1 Ch−¬ng 1: Tæng quan chung vÒ sÊy n«ng s¶n d¹ng h¹t 1.1. C«ng nghÖ sÊy n«ng s¶n d¹ng h¹t ...................................................... 3 1.1.1 C¬ së vËt lý cña qu¸ tr×nh sÊy. ......................................................... 3 1.1.2. C¸c ph−¬ng ph¸p sÊy. ..................................................................... 7 1.1.2.1. SÊy tù nhiªn............................................................................... 8 1.1.2.2. SÊy nh©n t¹o.............................................................................. 9 1.1.3. HÖ thèng sÊy n«ng s¶n d¹ng h¹t. ................................................... 9 1.1.3.1. §Æc ®iÓm chung cña hÖ thèng sÊy n«ng s¶n d¹ng h¹t. .......... 9 1.1.3.2. TÝnh chÊt chung cña vËt liÖu sÊy. ......................................... 11 1.2. Kh¶o s¸t mét sè thiÕt bÞ sÊy. .............................................................. 12 1.2.1. ThiÕt bÞ sÊy ë ViÖt Nam. ................................................................ 12 1.2.1.1. ThiÕt bÞ sÊy kiÓu hÇm.............................................................. 13 1.2.1.2. ThiÕt bÞ sÊy b¨ng t¶i................................................................ 13 1.2.2. ThiÕt bÞ sÊy trªn thÕ giíi................................................................ 15 1.3. KÕt luËn vµ gi¶i ph¸p.......................................................................... 16 Ch−¬ng 2: Hä vi §iÒu khiÓn 8051 ............................................................... 18 2.1. Giíi thiÖu chung vÒ vi ®iÒu khiÓn. .................................................... 18 2.2. Tæng quan vÒ hä 8051......................................................................... 19 2.2.1 LÞch sö ph¸t triÓn cña hä 8051. ................................................... 19 2.2.2. S¬ ®å khèi cña bé vi ®iÒu khiÓn 8051........................................... 20 2.3. Vi ®iÒu khiÓn AT89C52...................................................................... 21 2.3.1. S¬ ®å khèi. .................................................................................... 22 2.3.2. M« t¶ chøc n¨ng c¸c ch©n............................................................ 23 2.3.3. Tæ chøc bé nhí. ............................................................................ 27 2.3.4. Bé ®Õm, bé ®Þnh thêi cña AT89C52. ............................................ 32 2.3.5. Ng¾t cña 8051. ............................................................................... 37 2.3.6. TËp lÖnh cña 8051. ........................................................................ 42 2.3.6.1. Nhãm lÖnh xö lý sè häc. ........................................................ 43 2.3.6.2. Nhãm lÖnh logic. .................................................................... 44 2.3.6.3. Nhãm chuyÓn d÷ liÖu............................................................. 45 2.3.6.4. Nhãm lÖnh chuyÓn ®iÒu khiÓn. ............................................. 46 Ch−¬ng 3: ThiÕt kÕ hÖ thèng ®o, hiÓn thÞ vµ ®iÒu khiÓn nhiÖt ®é khÝ sÊy sö dông vi ®iÒu khiÓn AT89C52................................................................... 48 3.1 S¬ ®å khèi cña hÖ thèng . .................................................................... 48 3.1.1. Khèi xö lý trung t©m. ................................................................... 48 3.1.2. ChuyÓn ®æi ADC............................................................................ 49 3.1.3. Khèi ®o nhiÖt ®é. ........................................................................... 53 3.1.4. Khèi hiÓn thÞ. ................................................................................. 56 3.1.5. Khèi phÝm vµ m∙ ho¸. ................................................................... 58 3.1.6. M¹ch c«ng suÊt. ............................................................................ 61 3.2. S¬ ®å nguyªn lý vµ s¬ ®å m¹ch in cña hÖ thèng............................... 61 3.2.1. S¬ ®å nguyªn lý.............................................................................. 62 3.2.2. S¬ ®å m¹ch in. ............................................................................... 64 3.3. Mét sè thµnh phÇn kh¸c..................................................................... 64 3.3.1. Nguån nu«i. ................................................................................... 64 3.3.2. Bé nhí ®Æc biÖt. ............................................................................. 65 3.3.3. RS232 vµ MAX232. ....................................................................... 65 Ch¦¥ng 4: Tæng hîp hÖ thèng ®iÒu chØnh nhiÖt ®é khÝ sÊy..................... 66 4.1. M« h×nh to¸n häc m« t¶ ®èi t−îng. ................................................... 67 4.2. Chän vµ x¸c ®Þnh th«ng sè bé ®iÒu chØnh......................................... 71 4.2.1. Chän bé ®iÒu chØnh. ...................................................................... 71 4.2.2. X¸c ®Þnh th«ng sè bé ®iÒu chØnh. ................................................. 73 Ch¦¥ng V: lËp tr×nh .................................................................................... 76 5.1. ThuËt to¸n ®iÒu khiÓn. ....................................................................... 76 5.1.1. Ch−¬ng tr×nh chÝnh....................................................................... 76 5.1.2. Gi¶i thuËt ch−¬ng tr×nh ®äc A/D.................................................. 76 5.1.3. Gi¶i thuËt ch−¬ng tr×nh t¨ng gi¶m nhiÖt ®é ®Æt. ......................... 77 5.1.4. Gi¶i thuËt chuyÓn tõ sè nhÞ ph©n ra sè BCD............................... 77 5.1.5. Gi¶i thuËt ch−¬ng tr×nh ®iÒu khiÓn Triac.................................... 78 5.2. LËp tr×nh.............................................................................................. 79 5.2.1. Ng«n ng÷ lËp tr×nh. ....................................................................... 79 5.2.2. CÊu tróc cña hîp ng÷.................................................................... 80 5.2.3. Ch−¬ng tr×nh ®o vµ ®iÒu khiÓn nhiÖt ®é khÝ sÊy n«ng s¶n d¹ng h¹t............................................................................................................. 83 Ch−¬ng 6: KÕt luËn vµ ®Ò nghÞ .................................................................... 91 6.1. KÕt luËn................................................................................................ 91 6.2. §Ò nghÞ. ................................................................................................ 92 Tµi liÖu tham kh¶o ........................................................................................ 92