Tải bản đầy đủ - 0 (trang)
Chương 1: PHÂN TÍCH BÀI TOÁN.

Chương 1: PHÂN TÍCH BÀI TOÁN.

Tải bản đầy đủ - 0trang

Khối cơng suất: khuếch đại tín hiệu điều khiển từ khối điều khiển và cách ly rồi

đưa tới động cơ.

Khối động cơ: nhận tín hiệu điều khiển và thực hiện các lệnh đã được người lập

trình sẵn.

1.2.3. Nguyên lý hoạt động toàn mạch.

Mạch hoạt động dựa trên nguyên tắc quét từng cuộn dây của động cơ bước. Khi

mỗi cuộn dây được cấp điện động cơ sẽ quay 1 góc 90 0 qua bộ giảm tốc trục ngoài

cũng sẽ quay đc 1 góc 7,5 0 từ đó cứ mỗi 48 vòng quay của động cơ sẽ làm trục ngoài

của động cơ quay được 1 vòng hồn chỉnh và chính xác.

Khi có tác động của khối nút nhấn, vi xử lý nhận tín hiệu nút nhấn điều khiển

dữ liệu xuất ra 4 chân từ P1.0 đến P1.3 để điều khiển động cơ bước. Do yêu cầu của

động cơ về dòng điện cao nên ta dùng thêm IC đệm dòng UNL2003 để đảm bảo động

cơ được cấp đủ dòng trong q trình hoạt động, đồng thời tránh hiện tượng treo vi điều

khiển do xung nhiễu gây ra từ các cuộn dây của động cơ tác động ngược lại vi điều

khiển.

1.3. Linh kiện sử dụng.

1.3.1. Bộ vi điều khiển 89S52.

a. Sơ lược về vi điều khiển 89S52.

AT89S52 là họ IC vi điều khiển do hãng Atmel sản xuất. Các sản phẩm

AT89S52 thích hợp cho những ứng dụng điều khiển. Việc xử lý trên byte và cáctoán số

học ở cấu trúc dữ liệu nhỏ được thực hiện bằng nhiều chế độ truy xuất dữliệu nhanh

trên RAM nội. Tập lệnh cung cấp một bảng tiện dụng của những lệnhsố học 8 bit gồm

cả lệnh nhân và lệnh chia. Nó cung cấp những hổ trợ mở rộngtrên chip dùng cho

những biến một bit như là kiểu dữ liệu riêng biệt cho phép quảnlý và kiểm tra bit trực

tiếp trong hệ thống điều khiển. AT89S52 cung cấp những đặc tính chuẩn như: 8 KByte

bộ nhớ chỉ đọc cóthể xóa và lập trình nhanh (EPROM), 128 Byte RAM, 32 đường I/O,

3TIMER/COUNTER 16 Bit, 5 vectơ ngắt có cấu trúc 2 mức ngắt, một Port nối tiếpbán

song công, 1 mạch dao động tạo xung Clock và bộ dao động ON-CHIP.Các đặc điểm

của chip AT89S52 được tóm tắt như sau:

• 8 KByte bộ nhớ có thể lập trình nhanh, có khả năng tới 1000 chu kỳ ghi/xố

• Tần số hoạt động từ: 0Hz đến 24 MHz

• 3 mức khóa bộ nhớ lập trình

• 3 bộ Timer/counter 16 Bit

• 128 Byte RAM nội.

4



• 4 Port xuất /nhập I/O 8 bit.

• Giao tiếp nối tiếp.

• 64 KB vùng nhớ mã ngồi

• 64 KB vựng nh d liu ngoi.

4às cho hot ng nhõn hoặc chia



Hình 1.2. Hình ảnh thực tế của 89S52.

Cấu tạo bên trong IC 89S52.



Hình 1.3. Sơ đồ khối của vi điều khiển 89S52.

VĐK 8052 tín hiệu vào/EA trên chân 31 thường ở mức cao (+5V) hoặc mức

thấp (GND). Nếu ở mức cao thì 8952 thi hành chương trình từ ROM nội trong khoảng

địa chỉ thấp (4K hoặc 8K đối với 8052). Nếu ở mức thấp chương trình sẽ thi hành từ

bộ nhớ mở rộng (tối đa đến 64K).



5



Ta thấy rẳng, trong số 40 chân của 8052, có 32 chân có công dụng nhập/ xuất

dữ liệu, tuy nhiên 24 trong 32 đường này có 2 mục đích, 32 chân này hình thành 4 port

8-bit. Với các thiết kế yêu cầu một mức tối thiểu bộ nhớ ngoài hoặc các thành phần

bên ngồi khác, ta có thể sử dụng các port này làm nhiệm vụ nhập/ xuất. 8 đường cho

mỗi port có thể xử lí như một đơn vị giao tiếp với các thiếp bị song song như máy in,

bộ biến đổi



D-A….hoặc mỗi đường có thể hoạt động độc lập giao tiếp với 1 thiết bị



đơn bit như chuyển mạch, LED, BJT, FET, cuộn dây, động cơ, loa…



Hình 1.4. Các chân của vi điều khiển 8052.

 Các cổng xuất/ nhập

Bốn cổng P0, P1, P2 và P3 đều sử dụng 8 chân và tạo thành cổng 8 bít. Tất cả các

cổng khi Reset đều được cấu hình như các đầu ra, sẵn sàng để được sử dụng như các cổng

đầu ra. Muốn sử dụng cổng nào trong số các cổng này làm đầu vào thì nó phải được lập

trình.

- Port P0: Cổng P0 chiếm tất cả 8 chân (từ chân 32 đến 39).

Nó có thể được dùng như cổng đầu ra, để sử dụng các chân của cổng P0 vừa làm

đầu ra, vừa làm đầu vào thì mỗi chân phải được nối tới một điện trở kéo bên ngoài 10kW.

Với những điện trở kéo ngoài được nối khi Reset cổng P0 được cấu hình như một cổng

đầu ra.



6



Điều này là do một thực tế là cổng P0 là một máng mở khác với các

cổng P1, P2 và P3. Khái niệm máng mở được sử dụng trong các chíp MOS về chừng

mực nào đó nó giống như collector hở đối với các chíp TTL.

- Port P1: Cổng P1 chiếm tất cả 8 chân (từ chân 1 đến chân 8).

Nó có thể được sử dụng như đầu vào hoặc đầu ra. So với cổng P0 thì cổng này

khơng cần đến điện trở kéo vì nó đã có các điện trở kéo bên trong. Trong quá trình

Reset thì cổng P1 được cấu hình như một cổng đầu ra.

Cổng P1 là đầu vào: Tương tự P0, để biến cổng P1 thành đầu vào thì nó phải

được lập trình bằng cách ghi 1 đến tất cả các bit của nó.

- Port P2: Cổng P2 chiếm 8 chân (các chân từ 21 đến 28).

Nó có thể được sử dụng như đầu vào hoặc đầu ra, không cần điện trở kéo. Khi

Reset, thì cổng P2 được cấu hình như một cổng đầu ra. Cổng P2 là đầu vào thì nó phải

được lập trình bằng cách ghi các số 1 tới tất cả các chân của nó.

Vai trò kép của P2: Trong các hệ thống 8751, 89C52 và DS5000 thì P2 được

dùng như đầu ra. Tuy nhiên trong hệ thống 80312 thì cổng P2 có thể được dùng cùng

với P0 để tạo ra địa chỉ 16 bit đối với bộ nhớ ngồi. Vì một bộ 8031 có khả năng truy

cập 64k byte bộ nhớ ngồi, nên nó cần một đường địa chỉ 16 bít. Trong khi P0 cung

cấp 8 bit thấp qua A0 - A7. Công việc của P2 là cung cấp các bít địa chỉ A8 -A15.

- Port P3: Port P3 chiếm 8 chân (các chân 10 đến 17).

Nó có thể được sử dụng như đầu vào hoặc đầu ra. Cổng P3 không cần các điện

trở kéo. Mặc dù cổng P3 được cấu hình như một cổng đầu ra khi Reset, nhưng đây

khơng phải là cách nó được sử dụng phổ biến nhất.

Cổng P3 được bổ sung các chức năng quan trọng, đặc biệt. Bảng 1 bảng

dưới cung cấp các chức năng khác của cổng P3. Thông tin này áp dụng cho cả 8052 và

8031.



7



Bảng 1:Chức năng các cổng của 8052.

Bít của cổng P3

P3.0



Chức năng

Nhận dữ liệu (RXD)



chân số

10



P3.1



Phát dữ liệu (TXD)



11



P3.2



Ngắt 0(INT0)



12



P3.3



Ngắt 1(INT1)



13



P3.4



Bộ định thời 0 (TO)



14



P3.5



Bộ định thời 1 (T1)



15



P3.6



Ghi (WR)



16



P3.7



Đọc (RD)



17



1.3.2. Động cơ bước.

Động cơ bước là một loại động cơ điện có nguyên lý và ứng dụng khác biệt với

đa số các động cơ điện thông thường. Chúng thực chất là một động cơ đồng bộ dùng

để biến đổi các tín hiệu điều khiển dưới dạng các xung điện rời rạc kế tiếp nhau thành

các chuyển động góc quay hoặc các chuyển động của rơto có khả năng cố định rơto

vào các vị trí cần thiết.

Về cấu tạo, động cơ bước có thể được coi là tổng hợp của hai loại động cơ:

ĐỘng cơ một chiều không tiếp xúc và động cơ đồng bộ giảm tốc cơng suất nhỏ.



Hình 1.5. hình ảnh động cơ bước.



8



- Cấu tạo động cơ bước:



Hình 1.6. cấu tạo động cơ bước.

Động cơ bước không quay theo cơ chế thông thường, chúng quay theo từng bước

nên có độ chính xác rất cao về mặt điều khiển học. Chúng làm việc nhờ các bộ chuyển

mạch điện tử đưa các tín hiệu điều khiển vào stato theo thứ tự và một tần số nhất định. Tổng

số góc quay của rơto tương ứng với số lần chuyển mạch, cũng như chiều quay và tốc độ

quay của rôto phụ thuộc vào thứ tự chuyển đổi và tần số chuyển đổi.

Phương pháp điều khiển động cơ bước: các cuộn dây được cấp dòng theo vòng.

Mỗi khi vòng dây được cấp thì động cơ được gọi là quay 1 bước.

- Hoạt động của từng cuộn dây trong động cơ bước:



Hình 1.7. cấu tạo bên trong động cơ bước.

9



Các cuộn dây ABCD được nạp theo chu trình:

“ABCD:=”1001”=>”1100”=>”0110”=>”0011”.

Lúc đó động cơ sẽ quay ngược chiều kim đồng hồ được 1 vòng. Muốn động cơ

quay thuận chiều kim đồng gồ thì ta chỉ việc thay đổi ngược lại chu trình nạp trên.

Tùy thuộc vào chương trình chạy cho trễ bao nhiêu thì tốc độ động cơ sẽ thay

đổi bấy nhiêu. Tốc độ của động cowtyr lệ nghịch với hàm trễ.

- Ứng dụng.

Động cơ bước có rất nhiều ứng dụng trong kỹ thuật, đặc biệt là trong điều khiển

kỹ thuật số, các dây truyền công nghệ hiện đại hiện nay hầy hết đêu khai thác sử dụng

loại động cơ này. Ngoài ra động cơ còn được dùng để chế tạo robot…

1.3.3. LCD 16x2.

LCD làm việc ở chế độn 8 bit nối với post của vi điều khiển.



Hinh 1.8.Hình dạng một LCD.

Đây là loại gồm 16 ký tự x2 dòng ,mỗi ký tự được tạo ra từ một ma trận điểm

sáng kích cỡ 5×7 hoặc 5×10.

Sơ đồ chân:



Hình 1.9.Sơ đồ chân LCD.



10



Bảng 3.1: Thứ tự các chân LCD và cơng dụng của chúng.

Chân

1

2

3



Kí hiệu

Vss

VDD

VEE



I/O

I



Mô tả

Đất

Dương nguồn 5V

Cấp nguồn điều khiển

RS= 0 chọn thanh ghi lệnh; RS = 1



4

RS

chonh thanh ghi dữ liệu

5

R/W

I

R/W = Đọc dữ liệu, RW=0 gi

6

E

I/O

Cho phép

7

D0

I/O

Các bit dữ liệu

8

D1

I/O

Các bit dữ liệu

9

D2

I/O

Các bit dữ liệu

10

D3

I/O

Các bit dữ liệu

11

D4

I/O

Các bit dữ liệu

12

D5

I/O

Các bit dữ liệu

13

D6

I/O

Các bit dữ liệu

14

D7

I/O

Các bit dữ liệu

Các chân 1,2,3 là các chân VSS , VDD, VEE trong đó VSS chân nối đất, VEE

chân chọn độ tương phản chân này dc chọn qua 1 biến trở 5K một đầu nối VCC , một

đầu nối mát . Chân VDD nối dương nguồn .

RS chân chọn thanh gi: có hai thanh gi trong LCD, chân RS được dùng để chọn

thanh gi như sau: RS=0 thì thanh gi mà lệnh được chọn để cho người dùng gửi một

lệnh chẳng hạn như xóa màn hình, đưa con trỏ về đầu dòng...Nếu RS = 1 thì thanh ghi

dữ liệu được chọn cho phép người dùng gửi dữ liệu cần hiển thị lên LCD.

Chân đọc ghi RW: Đầu vào đọc ghi cho phép người dùng ghi thông tnin lên

LCD khi RW = 0 và đọc thông tin khi RW = 1.

Chân cho phép E (Enable) : Chân cho phép E được sử dụng bởi LCD để chốt

dữ liệu của nó. Khi dữ liệu được cấp đến chân dữ liệu thì một xung mức cao xuống

thấp được áp đến chân này để LCD chốt các dữ liệu trên các chân dữ liệu. Xung này

phải rộng tổi thiểu là 450ns.

Chân Do-D7: Đây là 8 chân dữ liệu 8 bít, được dùng đẻ gửi thơng tin lên LCD

hoặc đọc nội dung trong các thanh ghi của LCD. Để hiển thị các chữ cái và con số,

chúng ta gửi mã ASCII của các chữ cái từ A đến Z, a đến f và các con số từ 0 đến 9

đến chân này khi RS = 1.

Cũng có các mã lệnh mà có thể gửi đến LCD để xóa màn hình hoặc đưa con trỏ

về đầu dòng hoặc nhấp nháy con trỏ.

Để mạch hoạt động ta có thể mắc theo sơ đồ sau:

11



Hình 1.10.Sơ đồ nguyên lý LCD trong mạch.

1.3.4. ULN2003A.



Hình 1.11. Cấu tạo của ULN2003A.

ULN2003A là một IC dùng để khuếch đại dòng, vì vi điều khiển khơng đủ dòng

để điều khiển các cuộn dây của động cơ bước nên ta phải ghép thêm ICULN2003A để

cấp đủ dòng cho các cuộn dây trên stator của động cơ bước. Chúng ta có thể dùng các

IC khác để khuếch đại dòng như ULN2008, thyrytor trường IRF540 để cấp đủ dòng

cho stator nhưng dùng bóng bán dẫn làm bộ điều khiển thì cần sử dụng các diode để

ngăn dòng cảm ứng ngược tạo ra khi tắt cuộn dây. Vì thế 1 lý do mà ULN2003 được

ưa chuộng chính là vì nó đã có sẵn diode bên trong để ngăn dòng cảm ứng ngược.

1.3.5. Điện Trở.



12



Điện trở là linh kiện điện tử thụ động có tính cản trở dòng điện. trong mạch

điện nó có tác dụng điều chỉnh điện áp,hạn chế dòng điện, chia điện áp, điều chỉnh hệ

số khuếch đại, ổn định nhiệt...

Cấu tạo của điện trở: điện trở được cấu tạo từ những vật liệu có điện trở suất

cao như làm bằng than, magie kim loại NiO2, oxit kim loại,dây quấn... Người ta dùng

các vòng màu để biểu thị giá trị điện trở.

Kí hiệu: R



Hình 1.12. hình ảnh Điện trở than.

1.3.6. Nút bấm.



Hình 1.13. hình ảnh nút bấm.

1.3.7. Tụ điện.

Tụ điện là một linh kiện điện tử thụ động bao gồm hai bản cực ghép nối với

nhau được phân cách bởi một chất cách điện, gọi là điện môi (không khí, giấy, mica,

dầu nhờn, nhựa, cao su, gốm, thuỷ tinh...).

Trong mạch điện tụ điện có tác dụng lọc nguồn,nối tầng tín hiệu,khử nhiễu…

Giá trị của tụ điện là điện dung, được đo bằng đơn vị Farad (kí hiệu là F). Giá

trị F là rất lớn nên hay dùng các giá trị nhỏ hơn như micro fara (μF), nano Fara (nF)

hay picro Fara (pF).

13



Hình 1.14. hình ảnh các loại tụ.



14



Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

Chương 1: PHÂN TÍCH BÀI TOÁN.

Tải bản đầy đủ ngay(0 tr)

×