Thiết kế USP cứu hộ cho thang máy

LỜI MỞ ĐẦU Thang máy là một thiết bị nâng, dùng để vận chuyển người hay hàng hố ở trong một cabin. Người sử dụng chỉ cần nhấn nút điều khiển, nĩ sẽ đưa lên đúng tầng nhờ hệ thống điều khiển tự động. Hiện nay, việc sử dụng thang máy trong các tồ nhà cao tầng rất phổ biến và cần thiết. Nhưng khi bị sự cố do mất điện, nĩ sẽ gây ra rất nhiều phiền phức cho người sử dụng. Vì vậy, để cho thang máy hoạt động bình thường, người ta đã thiết kế ra bộ cứu hộ thang máy. Khi nguồn điện chính bị mất đột ngột

doc78 trang | Chia sẻ: huyen82 | Lượt xem: 1639 | Lượt tải: 3download
Tóm tắt tài liệu Thiết kế USP cứu hộ cho thang máy, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
, thiết bị này sẽ tự động đưa thang máy đến tầng gần nhất và mở cửa cho người sử dụng ra ngồi. Sau đĩ, nguồn sẽ tự động ngắt. Mục đích của luận văn: Tìm hiểu và thiết kế bộ nghịch lưu áp ba pha và một pha. Thiết kế sơ đồ mạch phần cứng. Thiết kế mạch phần cứng. Thi cơng lắp ráp mạch phần cứng. Hiệu chỉnh, tối ưu Báo cáo kết quả. Phương pháp nghiên cứu: Tham khảo và tổng hợp các tài liệu trong nước và ngồi nước. Thiết kế mơ hình. Tiến hành kiểm tra trên máy. Kiểm tra tính ổn định mạch. Viết báo cáo. Ý nghĩa khoa học: Đề xuất mơ hình trên cĩ thể áp dụng để cứu hộ thang máy, đáp ứng các yêu cầu cơ bản của thực tế. CHƯƠNG 1- GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ THANG MÁY 1.1. Tổng quan về thang máy. 1.1.1. Giới thiệu: Thang máy là thiết bị được sử dụng nhiều trong ngành xây dựng, nĩ dùng để vận chuyển theo những bộ dẫn hướng thẳng đứng cố định. Thang nâng cĩ lồng được coi là cổ nhất theo thời gian sử dụng, dưới dạng kết cấu đơn giản đĩ là bộ tời lấy nước từ giếng lên mà được biết đến từ thời xa xưa. Vào những năm 90 của thế kỷ XIX, những thiết bị nâng đầu tiên sử dụng ở hầm mỏ bằng truyền động điện. Đến cuối thế kỷ XIX thì thang nâng cĩ lồng là thiết bị nâng dùng để vận chuyển người, vật liệu cũng như để nâng các khống sản trong hầm mỏ. Các thang máy hiện đại đại đã xuất hiện từ đầu những năm 60 của thế kỷ XIX cùng với sự phát triển cơng tác xây dựng nhà nhiều tầng. Nhưng lúc đĩ, người ta chỉ sử dụng hai loại truyền động chính là truyền động thuỷ lực và trục truyền động cĩ nghĩa là sự dừng và chuyển đổi từ hành trình thuận sang hành trình ngược trong dẫn động được thực hiện nhờ cĩ bộ phân gạt đặc biệt bằng cách hốn vị dây curoa sang hành trình làm việc hoặc hành trình khơng tải nhờ vào trục vít nhỏ bố trí trên suốt chiều cao của giếng thang. Sự bất tiện của hai loại truyền động này là rất lớn, cho nên sau khi xuất hiện các động cơ điện (khoảng những năm 80 của thế kỷ XIX ) thì truyền động điện đã chiếm lĩnh vị trí hàng đầu. Đến khoảng năm 30 của thế kỷ XX, ngành chế tạo thang máy ở Châu Âu và Châu Mỹ phát triển bằng hai con đường độc lập. Ở Châu Âu, nơi mà những tịa nhà được xây dựng với số tầng tương đối ít, chủ yếu người ta sử dụng các thang máy cĩ bộ tời với tang quấn cáp theo kiểu các cần trục. Ở Châu Mỹ, nơi mà ngành xây dựng phát triển rộng rãi người ta chế tạo các thang máy với các bộ tời cĩ puli dẫn cáp. Hiện nay, các thang máy này đang được dùng phổ biến ở Châu Âu lẫn Châu Mỹ. Từ những năm 1920, thang máy đã cĩ mặt nhưng phát triển nhanh chỉ từ hơn 10 năm gần đây. Mặc dù chưa nhiều ( khoảng 800 chiếc năm 1996) nhưng được lắp đặt, khai thác ở Việt Nam là thang máy của các hãng hàng đầu thế giới như OTIS, Schindler, Mitsumishi, Hitachi, Kone. Cho đến nay, tồn quốc cĩ 35 đơn vị được chấp thuận cho phép chế tạo, lắp đặt và bảo trì . Những năm gần đây số lượng thang máy đã lắp đặt khoảng 40% trên tổng số thang máy trong cả nước. Các thang máy đang hoạt động đảm bảo an tồn, chất lượng, trang trí nội thất đã cĩ rất nhiều tiến bộ. 1.1.2. Các bộ phận chính của thang máy: Cabin, tời nâng, các dẫn hướng thẳng đứng, bộ guốc trượt, cáp nâng, bộ giảm chấn cabin và giảm chấn đối trọng, buồng máy, bộ hạn chế tốc độ, cáp phụ, giếng thang. Nguyên lý hoạt động: Cabin hoạt động trên các dẫn hướng thẳng đứng nhờ cĩ các bộ guốc trượt lắp chặt vào cabin. Cáp nâng cĩ treo cabin được quấn vào tang hoặc vắt qua puli dẫn cáp của bộ tời nâng. Khi dùng puli dẫn cáp thì sự nâng của cabin là do lực ma sát giữa cáp và vành puli dẫn cáp. Trọng lượng của cabin và một phần trọng lượng vật nâng được cân bằng bởi đối trọng treo trên các dây cáp đi ra từ puli dẫn cáp hoặc từ tang (khi bộ tời cĩ tang quấn cáp). Để an tồn, cabi được lắp trong giếng thang , phần trên của giếng thang được bố trí buồng máy. Trong buồng máy cĩ lắp bộ tời và khí cụ điều khiển chính (tủ phân phối, trạm từ, bộ hạn chế tốc độ…). Phần dưới của giếng thang cĩ bố trí các bộ giảm chấn đối trọng, để cabin tập kết trên đĩ trong trường hợp cabin di chuyển quá vị trí làm việc cuối cùng. Ở phần trên cùng và dưới cùng của giếng thang cĩ lắp các bộ hạn chế hành trình để hạn chế hành trình làm việc của cabin. Để tránh rơi cabin khi bị đứt cáp hoặc khi bị hỏng cơ cấu nâng, trên cabin cĩ lắp bộ hẵm bảo hiểm. Trong trường hợp này thì thiết bị kẹp của nĩ sẽ kẹp vào các dẫn hướng và giữ chặt cabin. Đa số trường hợp thì các bộ hãm bảo hiểm được dẫn động từ một cáp phụ, cáp này vắt qua puli của bộ hạn chế tốc độ kiểu ly tâm. Khi tốc độ cabin tăng cao hơn giới hạn nhất định thì bộ hạn chế tốc độ sẽ phanh puli và làm cáp dừng. Cáp này khi hạ cabin sau đĩ sẽ tác động vào bộ hãm bảo hiểm liên hệ với nĩ. 1.2. Nguyên lý làm việc của hệ thống điều khiển. Kiểu điều khiển bằng nút bấm đối với thang máy là kiểu phổ biến. Khi đĩ việc mở máy thang máy được tiến hành bằng cách nhấn nút bấm của tầng tương ứng. Việc dừng cabin tại tầng xác định xảy ra một cách tự động. Khí cụ điều khiển thang máy bao gồm: các cơng tắc tơ, rơle, các bộ phận chuyển mạch tầng, bộ ngắt điện đầu mút và hành trình, các cơng tắc…, thiết bị mở máy và khố truyền thang máy. Các mạch điện thang máy cĩ thể được chia ra làm hai nhĩm: Mạch dịng chính trong đĩ cĩ lắp động cơ Mạch điều khiển trong đĩ cĩ lắp khí cụ dùng để mở máy, dừng động cơ và phần chính khí cụ bảo vệ. Các mạch dịng phụ làm việc với dịng điện xoay chiều hay một chiều điều điện áp khơng quá 220V. Trường hợp đầu thì mạch điều khiển được mắc trực tiếp vào lưới hoặc qua bộ biến áp. Trường hợp hai thì mạch điều khiển nhận dịng điện qua bộ nắn dịng (bộ chỉnh lưu). Trên hình 1.1 trình bày sơ đồ mở máy động cơ điện khơng đồng bộ rơtơ lồng sĩc một tốc độ. Trong sơ đồ này, dịng điện đi qua cầu dao chính, bộ lọc tụ điện (để bảo vệ mạch tránh xâm nhập của nhiễu vơ tuyến), qua bộ ngắt tự động đến các tiếp điểm B và H và sau đĩ đi vào các đầu dây động cơ stato của động cơ. Sự mở máy và dừng động cơ được tiến hành nhờ cĩ bốn tiếp điểm B và H được lắp trực tiếp vào hai pha của lưới. Sự đĩng các tiếp điểm này khi mở máy động cơ được thực hiện nhờ cĩ các rơ le phụ được lắp vào mạch điều khiển. Khi đĩng mạch các tiếp điểm B vào các đầu dây C1 và C2 thì các pha A và C khơng được đĩng mạch và động cơ quay theo theo chiều nâng. Khi đĩng mạch các tiếp điểm H thì vị trí của các pha A và C thay đổi và tương là thay đổi chiều quay của động cơ. Nam châm điện điều khiển phanh T và cũng được lắp vào mạch chính. Hình 1.1: sơ đồ mở máy động cơ Hình 1.2: sơ đồ mở máy động cơ điện khơng đồng bộ một tốc độ điện khơng đồng bộ một tốc độ Trên hình 1.2 trình bày sơ đồ mở máy động cơ hai tốc độ. Trong trường hợp này mạch động lực cĩ lắp 8 tiếp điểm, trong đĩ cĩ 4 tiếp điểm B và H dùng để chuyển đổi động cơ từ hành trình thuận sang hành trình ngược lại và các tiếp điểm cịn lại dùng để chuyển đổi các cuộn dây khi thay đổi số vịng quay của động cơ (các cuơn dây tốc độ nhanh N và tốc độ chậm M ). Khi động cơ làm việc theo chiều nâng cabin thì đầu dây C1 của cuộn dây tốc độ nhanh của stator qua các tiếp điểm N và B được mắc vào pha B, đầu dây C2 qua tiếp điểm B được mắc vào pha A, đầu dây C3 qua tiếp điểm N được mắc vào pha C. Khi cabin chuyển động xuống dưới thì vị trí của các pha A và B thay đổi và tương ứng là thay đổi chiều quay của động cơ. Trước khi dừng cabin thì các tiếp điểm tốc độ chậm M được đĩng mạch và các tiếp điểm tốc độ nhanh N được ngắn mạch. Sự chuyển đổi động cơ sang số vịng quay thấp hơn trong sơ đồ này được xem xét trước chỉ trong trường hợp cabin chuyển động theo chiều hạ. 1.3. Các thơng số cơ bản và tính tốn năng suất của thang máy. - Các thơng số cơ bản: chiều cao nâng, sức nâng danh nghĩa và tốc độ chuyển động của cabin. Sức nâng danh nghĩa của thang máy chở người được xác định : Q = q . z (1.1) Trong đĩ: q: trọng lượng của 1 người, thường lấy 70kg. Z: số người lớn nhất được chở trong cabin Tốc độ chuyển động của cabin: Các thang máy dùng trong các tồ nhà cĩ độ cao từ 6 – 8 tầng, thì tốc độ nâng của cabin thường lấy bằng 0,7 m/giây. Khi tồ nhà cĩ số tầng cao hơn thì tốc độ nâng của cabin thường lấy bằng 0,7-1 m/giây. Năng suất của một thang máy: (1.2) Trong đĩ: T thời gian của một chuyến chở (s) hệ số làm đầy cabin. Đối với thang máy của các tồ nhà cơng cộng lấy hệ số =0,8-0,9. Đối với thang máy của các tồ nhà ở thì lấy hệ số =0,6-0,7 Thời gian của 1 chuyến chở được tính theo cơng thức: (1.3) Trong đĩ: H – chiều cao nâng cabin (m) v – tốc độ danh nghĩa của cabin (m/giây) - thời gian phụ(s) cần thiết cho việc tập kết cabin ở tầng, thời gian để khách ra khỏi cabin, thời gian mở cửa và đĩng cửa, thời gian mở máy đĩng cửa cabin = [(K+1)+.z.].1,1 (1.4) - thời gian ở mỗi thời điểm dừng cần thiết cho việc mở và đĩng các cửa, cho việc mở máy và dừng máy thang máy. K – số điểm dừng xác suất của thang máy ở những tầng cao hơn tầng trệt. - thời gian chi phí cho một hành khách để vào và ra khỏi cabin, tuỳ thuộc vào chiều rộng của cửa. Sức nâng của thang máy dùng cho các tồ nhà cơng cộng cĩ số tầng bình thường và cĩ số tầng cao hơn thường lấy bằng 1000kg, với tốc độ chuyển động của cabin là 1m/giây. Để giảm thời gian phụ thì các cửa cabin và cửa tầng của các thang máy thường cĩ dẫn động tự động. Điều này cho phép tăng năng suất thang máy lên 15% - 20% so với các thang máy mở cửa bằng tay. Chương 2 – LÝ THUYẾT BỘ NGHỊCH LƯU 2.1. Giới thiệu bộ nghịch lưu Bộ nghịch lưu cĩ nhiệm vụ chuyển đổi năng lượng từ nguồn điện một chiều khơng đổi sang dạng năng lượng xoay chiều để cung cấp cho tải xoay chiều. Đại lượng được điều khiển ở ngõ ra là điện áp hoặc dịng điện. Nguồn điện một chiều cung cấp cho bộ nghịch lưu áp cĩ tính chất nguồn điện áp và nguồn cho bộ nghịch lưu dịng cĩ tính nguồn dịng. Các bộ nghịch lưu tương ứng được gọi là bộ nghịch lưu áp nguồn áp và bộ nghịch lưu dịng nguồn dịng hay gọi tắt bộ nghịch lưu áp và bộ nghịch lưu dịng . Trong trường hợp nguồn điện ở đầu vào và đại lượng ở đầu ra khơng giống nhau, ví dụ bộ nghịch lưu dịng cung cấp dịng điện xoay chiều từ nguồn điện áp một chiều gọi là bộ nghịch lưu điều khiển dịng điện từ nguồn điện áp hoặc bộ nghịch lưu dịng nguồn áp. Các tải xoay chiều thường mang tính cảm kháng (ví dụ động cơ khơng đồng bộ, lị cảm ứng), dịng diện qua các linh kiện khơng thể ngắt bằng quá trình chuyển mạch tự nhiên. Do đĩ, mạch bộ nghịch lưu thường chứa linh kiện kích ngắt để cĩ thể điều khiển quá trình ngắt dịng điện. Trong các trường hợp đặc biệt như mạch tải cộng hưởng, tải mang tính chất dung kháng (động cơ đồng bộ kích từ dư), dịng điện qua các linh kiện cĩ thể bị ngắt do quá trình chuyển mạch tự nhiên phụ thuộc vào điện áp nguồn hoặc phụ thuộc vao điện áp mạch tải. Khi đĩ linh kiện bán dẫn cĩ thể chọn là thyristor (SCR). 2.2. Bộ nghịch lưu áp Bộ nghịch lưu áp cung cấp và điều khiển điện áp xoay chiều ở ngõ ra. Nguồn điện áp một chiều cĩ thể ở dạng đơn giản như acqui, pin điện hoặc ở dạng phức tạp gồm điện áp xoay chiều được chỉnh lưu và lọc phẳng. Linh kiện trong bộ nghịch lưu áp cĩ khả năng kích đĩng hoặc kích ngắt dịng điện qua nĩ, tức đĩng vai trị một cơng tắc. Trong các ứng dụng cơng suất nhỏ và vừa, cĩ thể sử dụng transitor BJT, MOSFET, IGPT làm cơng tắc và ở phạm vi cơng suất lớn cĩ thể sử dụng GTO, IGCT hoặc SCR kết hợp với bộ chuyển mạch. Với tải tổng quát, mỗi cơng tắc cịn trang bị một diode mắc đối song với nĩ. Các diode mắc đối song này tạo thành mạch chỉnh lưu cầu khơng điều khiển cĩ dẫn điện ngược lại với chiều dẫn của các cơng tắc. Nhiệm vụ của bộ chỉnh lưu cầu diode là tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình trao đổi cơng suất ảo giữa nguồn một chiều và tải xoay chiều, qua đĩ hạn chế quá điện áp phát sinh khi kích ngắt các cơng tắc. 2.3. Bộ nghịch lưu áp một pha Bộ nghịch lưu áp một pha dạng mạch cầu chứa bốn cơng tắc và bốn diode mắc đối song. Hai cặp cơng tắc (S1,S4) và (S2,S3) tương ứng với hệ thống hai pha tải đối xứng. Hình 2.1: a. Sơ đồ mạch nghịch lưu áp mơt pha b. trạng thái áp cho tải ; (2.1) (2.2) Các cơng tắc được kích theo qui tắc đối nghịch, cĩ thể xác định dạng áp trên tải dựa trên giản đồ kích cơng tắc và điện áp nguồn. Nếu kích S1, ngắt S 4 : Nếu kích S4, ngắt S 1 : (2.3) Nếu kích S3, ngắt S 2 : Nếu kích S2, ngắt S 3 : Xét quá trình các đại lượng trong một chu kỳ hoạt động ở chế độ xác lập. Giả sử tại thời điểm t = 0, thực hiện đĩng S1 và S2, ngắt S3 và S4. Điện áp tải bằng U, dịng điện chạy qua mạch (U-S1-S2) tăng lên theo phương trình: ; ; (2.4) Nghiệm dịng cĩ dạng: (2.5) A – là hằng số; - là hằng số thời gian Tại thời điểm t = T/2, thực hiện ngắt S1, S2 và đĩng S3,S4. Điện áp xuất hiện trên tải bằng –U, dịng điện qua mạch (U,RL,S3,S4) giảm theo phương trình: ; ; (2.6) Với nghiệm cĩ dạng: (2.7) Ở trạng thái xác lập, dịng điện biến đổi theo dang xoay chiều, tuần hồn. Các hằng số A,B cĩ thể xác định từ điều kiện dịng điện tải tại các thời điểm t = 0, t = T/2 và t = T Tại thời điểm t = 0: (2.8) Tại thời điểm t = T/2: (2.9) (2.10) Tại thời điểm t = T: (2.11) Như vậy, quá trình dịng tải trong một chu kỳ hoạt động cĩ thể biểu diễn như sau: (2.12) Giá trị và cĩ thể được xác định từ quá trình đối xứng của hai nửa chu kỳ điện áp và dịng điện tải, từ đĩ suy ra =. Áp dụng quan hệ trên vào các hệ thức thu được: (2.13) Cơng suất tải: Cơng suất tiêu thụ trên tải RL cĩ thể xác định theo hệ thức với là trị hiệu dụng dịng điện qua tải được tính theo biểu thức: (2.14) Cơng suất tải cĩ thể xác định theo trị trung bình dịng qua nguồn DC nếu bỏ qua tổn hao của linh kiện bộ nghịch lưu: ; (2.15) Phân tích sĩng hài: Quá trình điện áp tải qua phép phân tích Fourier cĩ dạng: (2.16) Áp tải chỉ chứa các thành phần hài bậc lẻ. Độ méo dạng điện áp được tính theo dạng hệ thức sau: (2.17) Suy ra: (2.18) Độ méo dạng điện áp của bộ nghịch lưu cầu một pha khá lớn trong trường hợp áp ra dạng vuơng nên cĩ tác dụng khơng tốt. Độ méo dạng dịng điện phụ thuộc vào tải và xác định theo hệ thức: (2.19) 2.4. Bộ nghịch lưu áp ba pha Hình 2.2: a. Sơ đồ mạch nghich áp ba pha b. trạng thái áp Phân tích điện áp ngõ ra: Tải 3 đối xứng thoả mãn hệ thức: (2.20) Chia nguồn áp U làm 2 nguồn U/2. Gọi N là điểm nút của tải ba pha dạng sao. Điện áp pha tải ,,. Ta cĩ: (2.21) Điện áp ,, được gọi là các điện áp pha. Tâm nguồn của các pha 1,2,3. Các điện áp ,,,,, và cĩ chiều dương như hinh 2.2a Cộng các phương trình trên với nhau ta cĩ: (2.22) Thay (2.22) vào (2.21), ta được: (2.23) Với : ,, - điện áp pha tâm nguồn ,,- điện áp dây tải (2.24) Quá trình điện áp ngõ ra của bộ nghịch lưu áp 3 pha sẽ được xác định khi xác định được điện áp trung gian ,,. Qui tắc kích đối nghịch : cặp cơng tắc chung nút tải được kích đĩng theo qui tắc đối nghịch nếu như hai cơng tắc trong cặp luơn ở trạng thái một được kích đĩng, một được kích ngắt. Trạng thái cả hai cùng kích đĩng (trạng thái ngắn mạch điện áp nguồn) hoặc cùng kích ngắt khơng được phép. Nếu biểu diễn trạng thái được kích của linh kiện bằng giá trị 1 và trạng thái khố kích bằng 0, ta cĩ thể viết phương trình trạng thái kích của các linh kiện trong mạch nghịch áp 3 pha như sau: Nếu cơng tắc lẻ được đĩng, áp pha tâm nguồn cĩ giá trị = +U/2 Nếu cơng tắc chẵn được đĩng, áp pha tâm nguồn cĩ giá trị = -U/2 Hệ quả: Điện áp trên tải được xác định hồn tồn khơng phụ thuộc tính chất tải nếu biết giản đồ kích đĩng các cơng tắc và áp nguồn. Từ đĩ cĩ thể điều khiển điện áp ngõ ra của bộ nghịch lưu bằng cách điều khiển giản đồ đĩng cắt các cơng tắc bán dẫn. Nếu khơng được kích đĩng theo quy tắc đối nghịch, điện áp tải sẽ thay đổi phụ thuơc dịng điện tải và tham số tải. Dạng dịng điện tức thời: (2.25) Thời gian chết (dead - time): là khoảng thời gian cần thiết áp đặt trong thời gian giản đồ đĩng ngắt cặp linh kiện cùng pha tải, trong khoảng thời gian này hai cơng tác cùng pha tải sẽ bị khố kích (ví dụ và ). Thời gian chết bắt đầu quá trình chuyển mạch của hai cơng tắc cùng pha tải để tránh xảy ra hiện tượng ngắn mạch nguồn. Do thời gian chết nhỏ khơng đáng kể, trong quá trình phân tích mạch nguồn, ta thường bỏ qua giai đoạn này. CHƯƠNG 3 – GIỚI THIỆU VỀ VI ĐIỀU KHIỂN PIC18F 3.1. Giới thiệu tổng quát 3.1.1. Cấu trúc phần cứng Có các đặc điểm sau: Đặc điểm PIC18F458 Tần số định mức DC-40Mhz Bộ nhớ lập trình 16384 (byte) Bộ nhơ lập trình(instruction) 8192 Data memory(byte) 768 Data EEPROM memory(byte) 256 Nguồn interrupt 34 I/O port A,B,C,D,E Timers 4 Modules capture/PWM 2 Pwm control 8 kênh Motion Feedback module 1 QEL or 3*IC Port nối tiếp SSP,USART A/D module(10bit-hight-speed) 9 input channels Reset and delays (PWRT, OST), MCLR (optional), WDT Programmable low-voltage detect Yes Programmable brown-out reset Yes Instruction set 75 intruction packages 40pin_dip và 44 pin_TQFP 44 pin-QFN Cấu trúc phần cứng tổng quát bên trong của họ vi điều khiển PIC 18FXX8: 3.1.2. Các chức năng của chân: 3.2. Cấu trúc bộ nhớ: Bộ nhớ được chia làm 3 loại: Bộ nhớ chương trình Bộ nhớ dữ liệu Data EEPROM Bộ nhớ chương trình và bộ nhớ dữ liệu cĩ thể truy cập đồng thời bởi các bus riêng 3.2.1. Tổ chức bộ nhớ chương trình: Bộ nhớ chương trình cĩ 21 bit và cĩ khả năng lưu trữ đến 2MB, các véctơ ngắt nằm ở địa chỉ 0x000008 và 0x000018 3.2.2. Tổ chức bộ nhớ dữ liệu Bộ nhớ dữ liệu là một Ram tĩnh. Mỗi thanh ghi chứa địa chỉ dữ liệu cĩ 12 bit địa chỉ và được chia thành 16 bank thanh ghi mỗi bank chứa 256 bytes, 4 bit thấp của thanh chọn bank BSR . Bộ nhớ dữ liệu chia thanh ghi cĩ chức năng đặc biệt SFR và thanh ghi đa dụng GPR. SFR dùng sử dụng để điều khiển và trạng thái các đối tượng điều khiển. GPR được sử dụng để lưu kết quả hoặc những tính tốn trung gian. Các thanh ghi cĩ chức năng đặc biệt: 3.2.3. Data EEPROM: Cĩ thể xố hoặc đọc bởi các tốn hạng bình thường cĩ 4 thanh ghi cĩ chức năng đặc biệt cĩ thể đọc hoặc ghi bộ nhớ chương trình và bộ nhớ dữ liệu. Đĩ là: EECON1, EECON2, EEDATA, EEDAR,EECON1 và EECON2. EECON1: EEPROM CONTROL REGISTER 1 R/W-x R/W-x U-0 R/W-0 R/W-x R/W-0 R/S-0 R/S-0 EEFGD CFGS - FREE WRERR WREN WR RD Bit 7: EEFGD bit chọ flash hoặc data EEPROM. =1 truy cập vùng nhớ flash program. =0 truy cập vùng nhớ data EEPROM. Bit 6: CFGS bit chọn cấu hình flash program/data EEPROM =1 truy cập cấu hình hoặc tổ chức thanh ghi. =0 truy cập flash EEPROM hoặc vùng nhớ data EEPRom. Bit 5: khơng tác động Bit 4: free = 1 cĩ thể xố. = 0 chỉ cĩ thể thực thi việc ghi. Bit 3: WRERR bit cĩ thể xố hoặc ghi. = 1 tốn hạng được ghi kết thúc sớm. = 0 tốn hạng được ghi được hồn tồn bình thường. Bit 2: bit cho phép ghi hoặc xố. = 1 cho phép chu kỳ ghi hoặc xố. = 0 ngăn chặn chu kỳ ghi hoặc xố. Bit 1: điều khiển ghi. = 1 khởi đầu việc ghi hoặc xố data EEPROM = 0 chu kỳ ghi được hồn thành. Bit 0 : bit điều khiển đọc = 1 đang thực hiện việc đọc. = 0 đọc hồn thành EEDATA: Lưu giá trị cho đến khi tốn hạng tiếp theo được thực hiện . Do đĩ, cĩ thể đọc lệnh tiếp theo. EEDAR: Thanh ghi địa chỉ cĩ thể chứa 256 byte. 3.3. Các PORT I/O: Cĩ tất cả 5 port và cĩ thể được thanh ghi TRIS là port xuất hay port nhận. Sơ đồ hoạt động như sau: 3.3.1. Port A Là thanh ghi hai chiều. Nếu bit TRISA bằng 1 thì port A là ngõ input ngược lại là ngõ output. Thanh ghi LATA là thanh ghi cĩ thể đọc hoặc ghi được. Thanh ghi này lưu trữ giá trị xuất của port A. Tên chân Bit Bộ đệm Chức năng RA0/AN0 0 TTL/ST Vào/ra – ngõ vào là analog RA1 1 TTL Vào/ra – ngõ vào là analog RA2 2 TTL Vào/ra – ngõ vào là analog RA3/PGM 3 TTL Vào/ra – ngõ vào là analog, input capture kênh A RA4 4 TTL Vào/ra – ngõ vào là analog, input capture kênh B. RA5 5 TTL Vào/ra – ngõ vào là analog OSC1 6 TTL/ST OSC2 clock output or I/O pin OSC2 7 TTL/ST OSC2 clock input or I/O pin Các chân RA: được tích hợp bởi ba chân ngõ vào capture và QEI.Các chân RA6 và RA7 được tích hợp chân giao động chính. Các chân RA và chân RA5 chuyển đổi A/D khi đặt hoặc xố bit điều khiển trong thanh ghi ANSEL0 và ANSEL1. Ví dụ: Movlw 0x00 Movwf TRISA; PORT A là port xuất. Movlw 0xff Movwf TRISA; PORTA là port nhập 3.3.2. Port B Tên chân Bit Bộ đệm Chức năng RBO/INT 0 TTL/ST Vào/ra – ngõ vào ngắt ngồi RB1 1 TTL Vào/ra – ngõ vào ngắt ngồi RB2 2 TTL Vào/ra – ngõ vào ngắt ngồi RB3/PGM 3 TTL Vào/ra – chân lập trình ở chế độ LVP RB4 4 TTL Vào/ra – với ngắt ngồi trên chân RB5 5 TTL Vào/ra – với ngắt ngồi trên chân RB6/PGC 6 TTL/ST Vào/ra – với ngắt ngồi trên chân 3.3.3. Port C Tên chân Bit Bộ đệm Chức năng RC0/T1OSO/T1CKL 0 ST Vào/ra – ngõ ra bộ dao động timer RC1/T1OSL/ CCP2 1 ST Vào/ra – ngõ vào bộ dao động timer/ ngõ vào xung timer 1 RC2 / CCP1 2 ST Vào/ra hay ngõ vào capture 1 hay ngõ ra compare1/PWM1 RC3 / SCK / SCL 3 ST Cĩ thể là xung signal đồng bộ cho chế độ I2C và SPI RC4 / SDI / SDA 4 ST Chân nhận giao thức của I2C RC5 / SDO 5 ST Vào/ra – ngõ ra dữ liệu port serial đồng bộ. RC6 / TX / CK 6 ST Vào/ra – phát xung đồng bộ/bất đồng bộ. RC7 / RX / DT 7 ST Vào/ra – nhận xung đồng bộ/ bất đồng bộ. 3.3.4. Port D Tên chân Bit Bộ đệm Chức năng RD0/PSP0 0 ST/TTL Vào/ra – bit 0 của port parallel slave. RD1/ SP1 1 ST/ TTL Vào/ra – bit 1 của port parallel slave. RD2/ PSP2 2 ST/ TTL Vào/ra – bit 2 của port parallel slave. RD3/ PSP3 3 ST/ TTL Vào/ra – bit 3 của port parallel slave. RD4/ PSP4 4 ST/ TTL Vào/ra – bit 4 của port parallel slave. RD5/ PSP5 5 ST/ TTL Vào/ra – bit 5 của port parallel slave. RD6/ PSP6 6 ST/ TTL Vào/ra – bit 6 của port parallel slave. RD / PSP7 7 ST/ TTL Vào/ra – bit 7 của port parallel slave. 3.3.5. Port E Tên chân Bit Bộ đệm Chức năng RE0/RD/AN5 0 ST/TTL I/0 – ngõ vào điều khiển đọc ở chế độ port parallel slave hay ngõ vào analog. RE1/WR/AN6 1 ST/ TTL I/0 – ngõ vào điều khiển ghi ở chế độ port parallel slave hay ngõ vào analog. RE2 / CS /AN7 2 ST / TTL I/0 – ngõ vào điều khiển chọn chip ở chế độ port parallel slave hay ngõ vào analog. Với CS = 1 thiết bị khơng được chọn. S = 0 thiết bị được chọn. 3.4. Bộ định thì trong PIC: Cĩ 4 bộ định thì 3.4.1. Timer 0: Cĩ các chức năng sau: bộ timer/counter 8 hoặc 16 bit cĩ thể đọc hoặc ghi được phần mềm chuyên dụng cĩ thể lập trình prescale được nguồn xung lock. Cĩ thể được chọn từ bên ngồi hoặc bên trong, ngắt tràn từ ff-00H trong 8 bit và ffff-0000H trong chế độ 16 bit. Chọn cạnh nguồn cho xung clock, ngồi thanh ghi điều khiển TOCON Sơ đồ thanh ghi TOCON Bit 7 TMR0ON: Timer0 bit điều khiển on/off Bit 7 TMR0ON: Timer0 bit điều khiển on/off 1= Enables timer0 0 = Stops timer0 Bit 6 T016BIT: timer0 16 bit - control bit. 1 = timer0 được đặt cấu hình như 8-bit timer/counter. 0 = timer0 được đặt cấu hình như 16-bit timer/counter. Bit 5 T0CS: Timer0 bit chọn nguồn clock cho timer 1 = Transition on T0CKI pin 0 = Internal instruction cycle clock (CLKO) Bit 4 T0SE: Timer0 Source Edge Select bit 1 = Increment on high-to-low transition on T0CKI pin 0 = Increment on low-to-high transition on T0CKI pin Bit 3 PSA: Timer0 Prescaler Assignment bit 1 = TImer0 prescaler is NOT assigned. Timer0 clock input bypasses rescaler. 0 = Timer0 prescaler is assigned. Timer0 clock input comes from rescaler output. Bit 2-0 T0PS2:T0PS0: Timer0 Prescaler Select bits 111 =1:256 prescale value 110 =1:128 prescale value 101 =1:64 prescale value 100 =1:32 prescale value 011 =1:16 prescale value 010 =1:8 prescale value 001 =1:4 prescale value 000 =1:2 prescale value Chế độ 8 bit: Hoạt động ở chế độ này khi bit T0CON =1 và cờ ngắt sẽ bật khi timer tràn từ ff_00. Chế độ 16 bit: Hoạt động ở chế độ này khi bit T0CON =1 và cờ ngắt sẽ bật khi timer tràn từ ffff_0000. Ở chế độ này dùng hai cặp thanh ghi là TMR0H và MR0L nội dung của timer sẽ cập nhật thơng tin qua 2 cặp thanh ghi này. 3.4.2. Timer1 Cĩ các chức năng sau: Timer/counter 16 bit Cĩ thể đọc hoặc xố dữ liệu Lựa chọn xuống xung clock bên ngồi hoặc bên trong. Ngắt tràn từ ffff_0000H Thanh ghi điều khiển là T1CON Sơ đồ thanh ghi điều khiển Bit 7 RD16: 16-bit bit cho phép write/read 1 = Enables register read/write of Timer1 in one 16-bit operation 0 = Enables register read/write of Timer1 in two 8-bit operations Bit 6 T1RUN: Timer1 System Clock Status bit 1 = System clock is derived from Timer1 oscillator 0 = System clock is derived from another source Bit 5-4 T1CKPS1:T1CKPS0: Timer1 Input Clock Prescale Select bits 11 =1:8 Prescale value 10 =1:4 Prescale value 01 =1:2 Prescale value 00 =1:1 Prescale value Bit 3 T1OSCEN: Timer1 bit cho phép Oscillator 1 = Timer1 oscillator is enabled 0 = Timer1 oscillator is shut-off Bit 2 T1SYNC: Timer1 External Clock Input Synchronization Select bit When TMR1CS = 1 (External Clock): 1 = Do not synchronize external clock input 0 = Synchronize external clock input Bit 1 TMR1CS: Timer1 Clock Source Select bit 1 = External clock from pin RC0/T1OSO/T1CKI (on the rising edge) 0 = Internal clock (FOSC/4) Bit 0 TMR1ON: Timer1 On bit 1 = Enables Timer1 0 = Stops Timer1 3.4.3. Timer 2 Hoạt động ở chế độ 8 bit Counter có thể đếm hoặc ghi Phần mềm có thể lập trình bằng prescale Phần mềm có thể lập trình bằng postcale Bit 7 Unimplemented: Read as ‘0’ Bit 6-3 TOUTPS3:TOUTPS0: Timer2 Output Postscale Select bits 0000 = 1:1 Postscale 0001 =1:2 Postscale 1111 =1:16 Postscale Bit 2 TMR2ON: Timer2 On bit 1 = Timer2 is on 0 = Timer2 is off Bit 1-0 T2CKPS1:T2CKPS0: Timer2 Clock Prescale Select bits 00 = Prescaler is 1 01 = Prescaler is 4 1x = Prescaler is 16 Ngắt timer 2: giá trị của TMP2 sẽ được so sánh với PR2 khi giá trị của hai thanh ghi bằng nhau cờ ngắt TMR2IF sẽ bật lên cho đến khi được xoá bằng phần mền. 3.4.4. Timer3: Có các chức năng sau : Hoạt động ở chế độ timer/counter 16 bit Hai thanh ghi 8 bit: TMR3H and TMR3L Có thể đọc hoặc ghi• (cả hai thanh ghi) Có thể chọn bộ đếm trong hoặc ngoài. Reset từ CCP1/ECCP1 module trigger Ngắt xảy ra khi thoả mãn giá trị từ FFFFh to 0000h Bit 7 RD16: 16-bit Read/Write Mode Enable bit 1 = Enables register read/write of Timer3 in one 16-bit operation 0 = Enables register read/write of Timer3 in two 8-bit operations Bit 6,3 T3ECCP1,T3CCP1: Timer3 and Timer1 to CCP1/ECCP1 Enable bits 1x = Timer3 is the clock source for compare/capture CCP1 and ECCP1 modules 01 = Timer3 is the clock source for compare/capture of ECCP1, Timer1 is the clock source for compare/capture of CCP1 00 = Timer1 is the clock source for compare/capture CCP1 and ECCP1 modules Bit 5-4 T3CKPS1:T3CKPS0: Timer3 Input Clock Prescale Select bits 11 = 1:8 Prescale value 10 = 1:4 Prescale value 01 = 1:2 Prescale value 00 = 1:1 Prescale value Bit 2 T3SYNC: Timer3 External Clock Input Synchronization Control bit (Not usable if the system clock comes from Timer1/Timer3.) When TMR3CS = 1: 1 = Do not synchronize external clock input 0 = Synchronize external clock input When TMR3CS = 0: This bit is ignored. Timer3 uses the internal clock when TMR3CS = 0. Bit 1 TMR3CS: Timer3 Clock Source Select bit 1 = External clock input from Timer1 oscillator or T1CKI (on the rising edge after the first falling edge) 0 = Internal clock (FOSC/4) Bit 0 TMR3ON: Timer3 On bit 1 = Enables Timer3 0 = Stops Timer3 3.5. NGẮT: 3.5.1. Giới thiệu tổng quát: PIC18F458 có nhiều nguồn ngắt khác nhau và có mức độ ưu tiên khác nhau. Vector ngắt có mức ưu tiên cao nhất là 000008H và thấp nhất là 000018H, sự kiện ngắt ưu tiên cao sẽ được ưu tiên ngắt trước so với ngắt có mức ưu tiên thấp hơn. Có 10 thanh ghi để điều khiển việc ngắt: RCON INTCON • INTCON2 INTCON3 PIR1, PIR2, PIR3 PIE1, PIE2, PIE3 IPR1, IPR2, IPR3 Mỗi nguồn ngắt có ba bit để điều khiển ngắt: Bit cờ chỉ sự kiện ngắt xuất hiện. Bit cho phép thực thi chương trình rẽ nhánh đến địa chỉ vector ngắt khi cờ ngắt đã bật. Bit ưu tiên để chọn mức ưu tiên cao hoặc mức ưu tiên thấp. Ngắt ưu tiên được cho phép băng cách đặt bit IPEN. Khi ngắt ưu tiên được cho phép, có hai bit cho phép ngắt toàn cục, việc đặt bit GIE sẽ cho phép ngắt mà có bit ưu tiên cao hơn và đặt bit GIEL cho phép tất cả các ngắt mà có mức ưu tiên được xoá. Ưu tiên thấp khi có sự kiên ngắt thì sẽ nhảy vào thực thi các lệnh từ địa chỉ ngắt và bit có thể bị cấm thông qua các bit cho phép của chúng. Khi bit IPEN bị xoá chức năng ưu tiên sẽ bị cấm.Khi 1 ngắt được đáp ứng thì bit cho phép ngắt toàn cục được xoá để cấm các ngắt thêm. Nếu bit IPEN bị xoá thì đó là bit GIE.Nếu mức ưu tiên ngắt được sử dụng thì đó sẽ là GIEH hoặc GIEL .Nguồn ngắt ưu tiên thấp không được thực thi khi nguồn ngắt ưu tiên cao đang thực hiện. Địa chỉ PC được cất vào vùng stack và pc được nạp giá trị là địa chỉ của vector ngắt.Sau khi có thủ tục ngắt,các nguồn ngắt có thể xác định bằng việc kiểm soát các bit cờ ngắt.Các bit cờ ngắt phải được xoá bằng phần mền trước khi cho ngắt trở lại để tránh ngắt liên tục. Thủ tục ngắt như sau: Org 0x000008 …….. ;ngắt ưu tiên cao nhất retfie org 0x000018 …….;ngắt ưu tiên cao nhì retfie 3.5.2. Các thanh ghi điều khiển: Bit 7: bit cho phép ngắt toàn cục khi IPEN=0: 1=cho phép tất cả các ngắt không mặt nạ 0=cấm tất cả các ngắt ưu tiên Khi IPEN=1 1=cho phép tất cả các ngắt ưu tiên cao 0=cấm tất cả các ngắt ưu tiên cao Bit 6: bit cho phép ngắt ngoại vi Khi IPEN=0: 1=cho phép tất cả các ngắt ngoại vi không mặt nạ 0=cấm ngắt ngoại vi Khi IPEN=1: 1=cho phép ngắt ngoại vi ưu tiên thấp 0=cấm tất cả ngắt ngoại vi có mức ưu tiên thấp Bit 5:bit ngắt tràn timer 1=cho phép 0=không cho phép Bit 4: cho phép ngắt ngoài INT0 1=cho phép 0=không cho phép Bit 3: bit cho phép ngắt khi có sự thay đổi trên portb 1=cho phép từ chân RB7:RB4 pin 0=không cho phép Bit 2:bit cờ ngắt tràn timer 0 1=TMR0 bị tràn 0=chưa bị tràn Bit 1:cờ ngắt INT0 1=ngắt hiện hữu 0=ngắt không hiện hữu Bit 0: cờ ngắt portb 1=ít nhất có sự thay đổi trên chân RB 0=không có chân nào thay đổi trên chân RB Bit 7: RBPU bit cho phếp portb kéo lên 1= tất cả portb cho phép 0=disable Bit 6: INTEDG0 BIT 5: INTEDG1 Bit 4: INTEDG2 Bit 3: read 0 Bit 2: bit ngắt t._.

Các file đính kèm theo tài liệu này:

  • docDO AN TOT NGHIEP 2008.doc
  • docLoi cam on.doc
  • docmuc luc.doc
  • docNX CUA GIAO VIEN.doc
  • docTrang Bia.DOC