1 1 Electrical Engineering KHOA ĐIỆN BỘ MÔN TỰ ĐỘNG HÓA THIẾT KẾ HỆ THỐNG VI XỬ LÝ Dr. Nguyễn Hồng Quang Electrical Engineering 2 Đề cương môn học • Địa chỉ liên hệ •Nội dung môn học •Tài liệu tham khảo •Bài tập dài và đề thi •Những yêu cầu từ sinh viên 2 Electrical Engineering 3 Địa chỉ •Khoa Tự động hoá, C9-106, Tel 8692306 •Thầy giáo – Nguyễn Hồng Quang, quangnh@mail.hut.edu.vn – Võ Công Thành, thanhvd- auto@mail.hut.edu.vn Electrical Engineering 4 Mục đích môn học • Trang bị kiến thức cơ sở về: –Kỹ thuật số – Nguyễn lý làm việc hệ thống vi xử lý – Nghiên cứu tính năng vi điều khiển 8051 • Trang bi kỹ năng làm việc với hệ Vi xử lý –Phương pháp thiết kế phần cứng –Phương pháp thiết kế phần mềm 3 Electrical Engineering 5 Kết quả môn học • Phân biệt được các phần tử cơ bản dùng trong hệ thống điều khiển số •Xây dựng mô hình điều khiển số sử dụng hệ thống Vi xử lýkhác nhau Electrical Engineering 6 Tài liệu tham khảo • Điều khiển logic, Nguyễn Trọng Thuần •Họ Vi điều khiển 8051, Tống Văn On • Đo lường và điều khiển bằng máy tính, Ngô Diên Tập •Kỹ thuật vi xử lý, Văn Thể Minh • Internet – code project 4 Electrical Engineering 7 Yêu cầu •Bài giảng – Đến nghe đủ các buổi giảng –Cố gắng hỏi các câu hỏi trong thời gian cho phép • Thí nghiệm –Làm đầy đủ các thí nghiệm, có viết báo cáo Electrical Engineering 8 Thời gian biểu TuÇn 1 Giíi thiÖu hÖ thèng sè TuÇn 2 Các mạch số cơ bản, flip-flop, mạch nhớ TuÇn 3 Giới thiệu hệ Vi xử lý, vi điều khiển, cầu trúc phần cứng TuÇn 4 Cấu trúc phần cứng và nguyên lý hoạt động của vi điều khiển 8051 TuÇn 5 GiớI thiệu về phần mềm Assembler 8051, chưong trình dịch, phần 1 TuÇn 6 GiớI thiệu về phần mềm Assembler 8051, chưong trình dịch, phần 2 TuÇn 7 Bộ dịnh thời và nguyên lý hoạt động TuÇn 8 Ngắt và cách xử lý tín hiệu ngắt TuÇn 9 HÖ thèng truyÒn tin, A/D, D/A, TuÇn 10 Thí nghiệm ghép nối thiết bị ngoại vi, phương pháp xử lý TuÇn 11 Thí nghiệm điểu khiển động cơ bước, động cơ một chiều TuÇn 12 GiảI đáp thắc mắc, đề thi 5 Electrical Engineering 9 Nguyờn lý chung h thng c in t Cơ cấu chấp hành Cảm biến (sensor) Hệ thống ra quyết định Đối tợng thực Electrical Engineering 10 nh ngha H thng iu khin thi gian thc (real time system) l h thng phi ỏp ng yờu cu iu khin trong khong thi gian xỏc nh. Sai sút trong vic ỏp ng thi gian ny s dn ti hu qu khỏc nhau hoc lm h hng ton b h thng 6 Electrical Engineering 11 Ví dụ Electrical Engineering 12 Hệ thống lái máy bay tự hành •Yêu cầu máy bay lái theo quỹ đạo định trước •Hệ điều khiển cánh lái, cánh nâng, động cơ • Xác định vị trí tương đối so với các chuẩn mặt đất và độ cao của máy bay 7 Electrical Engineering 13 Phản ứng hệ thống • Lý thuyết hệ thống • Lý thuyết điều khiển Electrical Engineering 14 Mô phỏng hệ thống HÖ thèng Hệ thống §Çu vµo §Çu ra Ph−¬ng tr×nh vi ph©n B¶ng t×m kiÕm HÖ logic 8 Electrical Engineering 15 M« pháng hÖ thèng 2 Desired Velocity Motor Sensor PID Actual Velocity Measured Velocity Load + ++ - Voltages ? Electrical Engineering 16 M« pháng hÖ thèng 3 + ++ - 1dy yx dx T + = u () dm uKx x=− d x y m x a y n y mb x Ay B = + 9 Electrical Engineering 17 Khối sử lý lệnh •Khối tín hiệu tương tự •Khối PLC •Sử dụng máy tính điều khiển Electrical Engineering 18 Tín hiệu tương tự 10 Electrical Engineering 19 Programmable logic controller (PLC) •Thực hiện các phép toán lôgic –Nếu A và B thì C • Các mạch trễ, tạo xung vuông (PMW) •Sơ đồ hình thang (ladder diagram) •Thực hiện xử lý song song Electrical Engineering 20 1540 Introduction To Mechatronics 20Hugh Durrant-Whyte Digital Computer Digital Control Law D/A A/D Amplifier Resolver [...]... (sensor) • Hệ thống chuyển đổi vật lý • Gia công tín hiệu (signal conditioning) • Chuyển đổi số tín hiệu Electrical Engineering 22 11 Chuyển đổi vật lý • • • • Chuyển đổi cơ khí Chuyển đổi quang Chuyển đổi từ Chuyển đổi nhiệt 23 Electrical Engineering Cơ cấu chấp hành • • • • • Động cơ 1 chiều DC servo Xoay chiều servo Step motor Piezo Thuỷ lực, thuỷ khí Electrical Engineering 24 12 Hệ thống truyền... Động cơ 1 chiều DC servo Xoay chiều servo Step motor Piezo Thuỷ lực, thuỷ khí Electrical Engineering 24 12 Hệ thống truyền tin • Nằm trong hệ thống điều khiển phân tán (DCS) • Liên lạc giữa các cấp – Máy điều hành tới máy điều khiển – Máy điều khiển tới hệ vi xử lý • Chuẩn truyền thông, CAN, RS232/485, FieldBus, ProfiBus Electrical Engineering 25 Phân biệt tín hiệu tương tự và số • Tín hiệu tương tự... 4* 0.1 + 7*0.01 • 2* 10^1 + 8* 10^0 + 4*10^(-1) + 7*10^(-2) 33 Electrical Engineering Hệ cơ số • Hệ thập phân – {0, 1, ., 9} - 10 • Hệ nhị phân - {0, 1}- 2 • Hệ cơ số hex {0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15} {0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, A, B, C, D, E, F} Electrical Engineering 34 17 Chuyển đổi từ hệ cơ số 2 - 16 • 1 2^3 8 10 0 2^2 1 2^1 2 0 2^0 35 Electrical Engineering HÖ c¬ sè 2... 1001 9 9 1010 A 10 1011 B 11 1100 C 12 1101 D 13 1110 E 14 1111 F 15 Electrical Engineering 36 18 Hệ thống 16 bít thường gặp • Cho số 16 bit: 1AB6 • Hệ cơ số 10: – 1* 16^3 + A* 16^2 + B* 16^1 + 6 * 16^0 • Hệ cơ số 2, mã BCD 1 A B 0001 1010 1011 6 0110 Electrical Engineering 37 Chuyển đổi từ số thập phân sang hệ số bất kỳ • Cho số X (nguyên dương), và cơ số B – X/B = Z1 dư r[1] – Z1/B = Z2 dư r[2] – Z1 . về: Kỹ thuật số – Nguyễn lý làm vi c hệ thống vi xử lý – Nghiên cứu tính năng vi điều khiển 8051 • Trang bi kỹ năng làm vi c với hệ Vi xử lý –Phương pháp thiết kế phần cứng –Phương pháp thiết kế. ĐIỆN BỘ MÔN TỰ ĐỘNG HÓA THIẾT KẾ HỆ THỐNG VI XỬ LÝ Dr. Nguyễn Hồng Quang Electrical Engineering 2 Đề cương môn học • Địa chỉ liên hệ •Nội dung môn học •Tài liệu tham khảo Bài tập dài và đề thi •Những. 0.1 + 7*0.01 • 2* 10^1 + 8* 10^0 + 4*10^ (-1 ) + 7*10^ (-2 ) Electrical Engineering 34 Hệ cơ số Hệ thập phân – {0, 1, , 9} - 10 Hệ nhị phân - {0, 1 }- 2 Hệ cơ số hex {0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8,