vi xử lý hệ thống điều khiển moto bước

KHOA CÔNG NGHỆ ĐIỆN TỬ BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP T T À À I I L L I I Ệ Ệ U U H H Ư Ư Ớ Ớ N N G G D D Ẫ Ẫ N N T T H H Í Í N N G G H H I I Ệ Ệ M M - - T T H H Ự Ự C C H H À À N N H H I. HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN MOTOR BƯỚC. Giáo trình thực hành vi xử lý. 2 Biên soạn: Phạm Quang Trí A. MỤC ĐÍCH: • Thực hành lập trình ứng dụng trên máy tính, biên dịch chương trình, nạp vào vi điều khiển và sử dụng mô hình thí nghiệm để kiểm chứng. • Điều khiển thiết bị ngoại vi bằng các port của vi điều khiển. • Tìm hiểu nguyên lý hoạt động của các loại động cơ bước công suất nhỏ. • Tìm hiểu nguyên lý điều khiển động cơ bước bằng vi điều khiển và ứng dụng lập trình để điều khiển hoạt động cho các động cơ bước này. B. YÊU CẦU: • Nắm vững tập lệnh của vi điều khiển MCS-51. • Biết cách viết các chương trình điều khiển động cơ bước quay thuận/ngược, quayliên tục/từng bước, …. • Nắm được sơ đồ và nguyên lý hoạt động của khối động cơ bước trên mô hình thí nghiệm. • Nắm được nguyên lý hoạt động và nguyên lý điều khiển động cơ bước. • Biết cách viết các chương trình ứng dụng điều khiển động cơ bước hoạt động theo các chế độ khác nhau. I. H THNG IU KHIN MOTOR BC. Bi 1: Chng trỡnh iu khin STEPPER1 quay cựng chiu kim ng h (CTRL MOTOR c ni vi Port0). Giỏo trỡnh thc hnh vi x lý. 3 Biờn son: Phm Quang Trớ 1 Trỡnh t tin hnh thớ nghim: 1.1 Kt ni thit b thớ nghim. Tt ngun cp cho mụ hỡnh thớ nghim. Dựng dõy bus 8 ni J63 (PORT0 / DATA) khi vi iu khin vi J31 (CONTROL MOTOR) khi motor bc. Dựng dõy bus 4 ni J30 (MOTOR 1) khi motor bc vi cỏc dõy iu khin ca motor bc (s dng loi motor bc cú 5 dõy (4 iu khin +1 ngun) hoc loi 6 dõy (2 iu khin + 1 ngun v 2 iu khin + 1 ngun). Dựng dõy bus 3 ni J105 (POWER) khi motor bc vi ngun +5V khi ngun. Dựng dõy bus 1 ni cỏc dõy ngun ca motor bc vi ngun +5V khi ngun. 1.2 S nguyờn lý ca h thng: AD7 AD0 AD0 AD1 AD2 AD3 AD4 AD5 AD6 AD7 AD6 AD5 AD4 AD3 AD2 AD1 AD0 AD1 AD2 AD3 A B C D V+ V+ XTAL2 18 XTAL1 19 ALE 30 EA 31 PSEN 29 RST 9 P0.0/AD0 39 P0.1/AD1 38 P0.2/AD2 37 P0.3/AD3 36 P0.4/AD4 35 P0.5/AD5 34 P0.6/AD6 33 P0.7/AD7 32 P1.0 1 P1.1 2 P1.2 3 P1.3 4 P1.4 5 P1.5 6 P1.6 7 P1.7 8 P3.0/RXD 10 P3.1/TXD 11 P3.2/INT0 12 P3.3/INT1 13 P3.4/T0 14 P3.7/RD 17 P3.6/WR 16 P3.5/T1 15 P2.7/A15 28 P2.0/A8 21 P2.1/A9 22 P2.2/A10 23 P2.3/A11 24 P2.4/A12 25 P2.5/A13 26 P2.6/A14 27 U1 AT89C51 C1 33p C2 33p X1 12MHz C3 10uF R1 10k +5V 2 3 4 5 6 7 8 9 1 RP1 10K +5V MAẽCH ẹIEU KHIEN ẹONG Cễ BệễC (STEPPER MOTOR) MAẽCH ẹIEU KHIEN ẹONG Cễ BệễC (STEPPER MOTOR)MAẽCH ẹIEU KHIEN ẹONG Cễ BệễC (STEPPER MOTOR) MAẽCH ẹIEU KHIEN ẹONG Cễ BệễC (STEPPER MOTOR) +88.8 1B 1 2B 2 3B 3 4B 4 5B 5 6B 6 7B 7 8B 8 1C 18 2C 17 3C 16 4C 15 5C 14 6C 13 7C 12 8C 11 COM 10 U2 ULN2803 +5V +5V I. HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN MOTOR BƯỚC. Bài 1: Chương trình điều khiển STEPPER1 quay cùng chiều kim đồng hồ (CTRL MOTOR được nối với Port0). Giáo trình thực hành vi xử lý. 4 Biên soạn: Phạm Quang Trí 1.3 Vẽ lưu đồ giải thuật và viết chương trình điều khiển. ;*************************************************** ;CHUONG TRINH DIEU KHIEN DONG CO BUOC (MOTOR 1) QUAY LIEN TUC ;*************************************************** ;KET NOI: MOTOR CONTROL -> PORT0 (ACT = 0) ;*************************************************** ORG 00H MAIN: MOV P0,#00000001B ;XUAT PORT DIEU KHIEN MOTOR - BUOC 1 ACALL DELAY MOV P0,#00000010B ;XUAT PORT DIEU KHIEN MOTOR - BUOC 2 ACALL DELAY MOV P0,#00000100B ;XUAT PORT DIEU KHIEN MOTOR - BUOC 3 ACALL DELAY MOV P0,#00001000B ;XUAT PORT DIEU KHIEN MOTOR - BUOC 4 ACALL DELAY SJMP MAIN ;QUAY LAI ;**************************************************** DELAY: ;CHUONG TRINH CON TAO THOI GIAN TRE 1S PUSH 00H MOV R0,#100 MOV TMOD,#01H LOOP2: MOV TH0,#HIGH(-10000) MOV TL0,#LOW(-10000) SETB TR0 JNB TF0,$ CLR TR0 CLR TF0 DJNZ R0,LOOP2 POP 00H RET END I. HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN MOTOR BƯỚC. Bài 1: Chương trình điều khiển STEPPER1 quay cùng chiều kim đồng hồ (CTRL MOTOR được nối với Port0). Giáo trình thực hành vi xử lý. 5 Biên soạn: Phạm Quang Trí 1.4 Lưu chương trình và biên dịch chương trình. 1.5 Kiểm tra lỗi và hiệu chỉnh lỗi nếu có. 1.6 Gắn chip vi điều khiển thí nghiệm vào socket tương ứng trên khối nạp chip và bật nguồn cho khối nạp chip hoạt động. 1.7 Nạp chương trình vào vi điều khiển. 1.8 Sử dụng vi điều khiển vừa nạp gắn vào socket tương ứng trên khối vi điều khiển. 1.9 Bật nguồn cho mô hình thí nghiệm. Quan sát kết quả hoạt động, nếu kết quả hoạt động không đúng yêu cầu của đề bài thì phải quay lại kiểm tra việc kết nối mạch, hiệu chỉnh chương trình và làm lại các bước từ bước 3 đến bước 9. 2 Bài tập: (xem thêm trong phần hướng dẫn và phần bài tập của Bài 3) I. HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN MOTOR BƯỚC. Bài 2: Chương trình điều khiển STEPPER1 quay cùng chiều kim đồng hồ một vòng rồi dừng lại (CTRL MOTOR được nối với Port0). Giáo trình thực hành vi xử lý. 6 Biên soạn: Phạm Quang Trí 1 Trình tự tiến hành thí nghiệm: 1.1 Kết nối thiết bị thí nghiệm. • Quá trình kết nối thiết bị thí nghiệm tương tự như Bài 1. 1.2 Sơ đồ nguyên lý của hệ thống: • Sơ đồ nguyên lý của hệ thống tương tự như Bài 1. 1.3 Vẽ lưu đồ giải thuật và viết chương trình điều khiển. ;*************************************************** ;CHUONG TRINH DIEU KHIEN DONG CO BUOC (MOTOR 1) QUAY 1 VONG ;*************************************************** ;KET NOI: MOTOR CONTROL -> PORT0 (ACT = 0), 1.8 DEG/STEP (200 STEP/ROUND) ;*************************************************** ORG 00H MAIN: MOV P0,#00H ;DUA MOTOR VE TRANG THAI TINH MOV R0,#0 ;BIEN DEM SO BUOC MOV A,#00000001B ;TRANG THAI BAN DAU (BUOC 1) STEPNEXT: MOV P0,A ;XUAT XUNG DIEU KHIEN MOTOR ACALL DELAY RL A ;CHUYEN DICH SANG TRANG THAI XUNG DIEU KHIEN KE TIEP INC R0 ;DEM SO BUOC QUAY I. HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN MOTOR BƯỚC. Bài 2: Chương trình điều khiển STEPPER1 quay cùng chiều kim đồng hồ một vòng rồi dừng lại (CTRL MOTOR được nối với Port0). Giáo trình thực hành vi xử lý. 7 Biên soạn: Phạm Quang Trí CJNE A,#00010000B,NEXT ;KIEM TRA TRANG THAI XUNG DIEU KHIEN (4 BUOC ?) - Y: CHUA DU MOV A,#00000001B ;DUA XUNG DIEU KHIEN VE TRANG THAI BAN DAU (BUOC 1) NEXT: CJNE R0,#200,STEPNEXT ;KIEM TRA MOTOR DA QUAY DU 1 VONG - 200 BUOC SJMP $ ;DUNG KHI DA DU 1 VONG ;**************************************************** DELAY: ;CHUONG TRINH CON TAO THOI GIAN TRE 1S PUSH 00H MOV R0,#100 MOV TMOD,#01H LOOP2: MOV TH0,#HIGH(-10000) MOV TL0,#LOW(-10000) SETB TR0 JNB TF0,$ CLR TR0 CLR TF0 DJNZ R0,LOOP2 POP 00H RET END 1.4 Thực hiện lần lượt các bước từ 1.3 đến 1.8 tương tự như bài trên. 2 Bài tập: (xem thêm trong phần hướng dẫn và phần bài tập của Bài 3) I. H THNG IU KHIN MOTOR BC. Bi 3: Chng trỡnh iu khin STEPPER1 quay bng cỏch nhn nỳt KEY1: quay thun, KEY2: quay ngc, KEY0: dng (CTRL MOTOR c ni vi Port0, MOMENTARY SW: c ni vi Port1). Giỏo trỡnh thc hnh vi x lý. 8 Biờn son: Phm Quang Trớ 1 Trỡnh t tin hnh thớ nghim: 1.1 Kt ni thit b thớ nghim. Tt ngun cp cho mụ hỡnh thớ nghim. Dựng dõy bus 8 ni J63 (PORT0 / DATA) khi vi iu khin vi J31 (CONTROL MOTOR) khi motor bc. Dựng dõy bus 8 ni J64 (PORT1) khi vi iu khin vi J76 (MOMENTARY SW) khi nỳt nhn. Dựng dõy bus 4 ni J30 (MOTOR 1) khi motor bc vi cỏc dõy iu khin ca motor bc (s dng loi motor bc cú 5 dõy (4 iu khin +1 ngun) hoc loi 6 dõy (2 iu khin + 1 ngun v 2 iu khin + 1 ngun). Dựng hai dõy bus 3 ni J105 (POWER) khi motor bc v J114 (POWER) khi nỳt nhn vi ngun +5V khi ngun. Dựng dõy bus 1 ni cỏc dõy ngun ca motor bc vi ngun +5V khi ngun. 1.2 S nguyờn lý ca h thng: AD7 AD0 AD0 AD1 AD2 AD3 AD4 AD5 AD6 AD7 AD6 AD5 AD4 AD3 AD2 AD1 AD0 AD1 AD2 AD3 A B C D V+ V+ KEY0 KEY0 KEY1 KEY2 KEY1 KEY2 XTAL2 18 XTAL1 19 ALE 30 EA 31 PSEN 29 RST 9 P0.0/AD0 39 P0.1/AD1 38 P0.2/AD2 37 P0.3/AD3 36 P0.4/AD4 35 P0.5/AD5 34 P0.6/AD6 33 P0.7/AD7 32 P1.0 1 P1.1 2 P1.2 3 P1.3 4 P1.4 5 P1.5 6 P1.6 7 P1.7 8 P3.0/RXD 10 P3.1/TXD 11 P3.2/INT0 12 P3.3/INT1 13 P3.4/T0 14 P3.7/RD 17 P3.6/WR 16 P3.5/T1 15 P2.7/A15 28 P2.0/A8 21 P2.1/A9 22 P2.2/A10 23 P2.3/A11 24 P2.4/A12 25 P2.5/A13 26 P2.6/A14 27 U1 AT89C51 C1 33p C2 33p X1 12MHz C3 10uF R1 10k +5V 2 3 4 5 6 7 8 9 1 RP1 10K +5V MAẽCH ẹIEU KHIEN ẹONG Cễ BệễC (STEPPER MOTOR) MAẽCH ẹIEU KHIEN ẹONG Cễ BệễC (STEPPER MOTOR)MAẽCH ẹIEU KHIEN ẹONG Cễ BệễC (STEPPER MOTOR) MAẽCH ẹIEU KHIEN ẹONG Cễ BệễC (STEPPER MOTOR) +88.8 1B 1 2B 2 3B 3 4B 4 5B 5 6B 6 7B 7 8B 8 1C 18 2C 17 3C 16 4C 15 5C 14 6C 13 7C 12 8C 11 COM 10 U2 ULN2803 +5V +5V STOP R2 10k +5V FOR R3 10k +5V REW R4 10k +5V I. HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN MOTOR BƯỚC. Bài 3: Chương trình điều khiển STEPPER1 quay bằng cách nhấn nút KEY1: quay thuận, KEY2: quay ngược, KEY0: dừng (CTRL MOTOR được nối với Port0, MOMENTARY SW: được nối với Port1). Giáo trình thực hành vi xử lý. 9 Biên soạn: Phạm Quang Trí 1.3 Vẽ lưu đồ giải thuật và viết chương trình điều khiển. I. HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN MOTOR BƯỚC. Bài 3: Chương trình điều khiển STEPPER1 quay bằng cách nhấn nút KEY1: quay thuận, KEY2: quay ngược, KEY0: dừng (CTRL MOTOR được nối với Port0, MOMENTARY SW: được nối với Port1). Giáo trình thực hành vi xử lý. 10 Biên soạn: Phạm Quang Trí ;*************************************************** ;CHUONG TRINH DIEU KHIEN DONG CO BUOC (MOTOR 1) QUAY THUAN/NGHICH KHI NHAN NUT NHAN ;*************************************************** ;KET NOI: MOTOR CONTROL -> PORT0 (ACT = 0) ; MOMENTARY SW -> PORT1 (ACT = 0) ;*************************************************** ORG 00H MAIN: MOV A,#01H ;XUNG KHIEN BUOC 1 MOV P0,A ;XUAT XUNG KHIEN MOV R0,#0 ;BIEN NHAN GIA TRI CUA NUT DUOC NHAN (KEY0 = 0) TESTKEY: JB P1.0,NEXTKEY1 ;Y: KEY0 KHONG DUOC NHAN MOV R0,#0 ;NAP GIA TRI CUA NUT -> KEY0 NHAN NEXTKEY1: JB P1.1,NEXTKEY2 ;Y: KEY1 KHONG DUOC NHAN MOV R0,#1 ;NAP GIA TRI CUA NUT -> KEY1 NHAN NEXTKEY2: JB P1.2,COMPARE ;Y: KEY2 KHONG DUOC NHAN MOV R0,#2 ;NAP GIA TRI CUA NUT -> KEY2 NHAN COMPARE: CJNE R0,#1,NEXT_COM1 ;Y: NUT NHAN KHONG PHAI LA KEY1 RL A ;NUT NHAN LA KEY1 -> QUAY THUAN 1 BUOC ACALL ROTATE NEXT_COM1: CJNE R0,#2,NEXT_COM2 ;Y: NUT NHAN KHONG PHAI LA KEY2 RR A ;NUT NHAN LA KEY2 -> QUAY NGHICH 1 BUOC ACALL ROTATE NEXT_COM2: SJMP TESTKEY ;QUAY TRO VE ;**************************************************** ROTATE: ;CTC DIEU KHIEN QUAY MOTOR CJNE A,#10H,BIT4_BIT0 ;KIEM TRA TRANG THAI XUNG MOV A,#01H ;DIEU CHINH TRANG THAI XUNG VE BUOC 1 BIT4_BIT0: CJNE A,#80H,BIT7_BIT3 ;KIEM TRA TRANG THAI XUNG MOV A,#08H ;DIEU CHINH TRANG THAI XUNG VE BUOC 4 BIT7_BIT3: MOV P0,A ;XUAT XUNG KHIEN ACALL DELAY RET ;**************************************************** DELAY: ;CHUONG TRINH CON TAO THOI GIAN TRE 1S PUSH 00H MOV R0,#100 MOV TMOD,#01H LOOP2: MOV TH0,#HIGH(-10000) MOV TL0,#LOW(-10000) SETB TR0 JNB TF0,$ CLR TR0 CLR TF0 DJNZ R0,LOOP2 POP 00H RET END 1.4 Thực hiện lần lượt các bước từ 1.3 đến 1.8 tương tự như bài trên. 2 Bài tập: • Bài 1: Hãy viết chương trình điều khiển STEPPER2 quay ngược chiều kim đồng hồ. • Bài 2: Hãy viết chương trình điều khiển STEPPER1 và 2 quay cùng chiều kim đồng hồ. • Bài 3: Hãy viết chương trình điều khiển STEPPER1 quay ngược chiều kim đồng hồ và STEPPER2 quay cùng chiều kim đồng hồ. Tự lựa chọn phương pháp kết nối motor bước. • Bài 4: Hãy viết chương trình điều khiển STEPPER1 hoạt động khi ta nhấn phím trên bàn phím:  Nhấn phím “1”: STEPPER1 quay cùng chiều kim đồng hồ. [...]... kim ng h , motor s quay khi ta nh p t bàn phím s bư c c n quay (0 n 200) và nh n phím “ENTER”, motor s d ng b t c lúc nào khi ta nh n phím “ESC” S bư c motor nh p vào và s bư c motor quay s ư c hi n th lên ba LED 7 o n Bài 8: Sinh vi n t mình suy nghĩ và phát tri n thêm chương trình Giáo trình th c hành vi x lý 11 Biên so n: Ph m Quang Trí ... STEPPER1 d ng Bài 6: Hãy vi t chương trình i u khi n STEPPER1 ho t ng khi ta nh n nut nh n: Nh n nút KEY0: STEPPER1 quay cùng chi u kim ng h Nh n nút KEY1: STEPPER1 quay ngư c chi u kim ng h Nh n nút KEY2: STEPPER1 tăng d n t c quay Nh n nút KEY3: STEPPER1 giãm d n t c quay Nh n nút KEY4: STEPPER1 d ng Bài 7: Hãy vi t chương trình i u khi n STEPPER1 quay cùng chi u kim ng h , motor s quay khi ta nh...I H TH NG I U KHI N MOTOR BƯ C Bài 3: Chương trình i u khi n STEPPER1 quay b ng cách nh n nút KEY1: quay thu n, KEY2: quay ngư c, KEY0: d ng (CTRL MOTOR ư c n i v i Port0, MOMENTARY SW: ư c n i v i Port1) • • • • Nh n phím “2”: STEPPER1 quay ngư c chi u kim ng h Nh n phím “ESC”: STEPPER1 d ng Bài 5: Hãy vi t chương trình i u khi n STEPPER1 quay cùng chi u kim ng . trình thực hành vi xử lý. 9 Biên soạn: Phạm Quang Trí 1.3 Vẽ lưu đồ giải thuật và vi t chương trình điều khiển. I. HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN MOTOR BƯỚC. Bài 3: Chương trình điều khiển STEPPER1. hiểu nguyên lý điều khiển động cơ bước bằng vi điều khiển và ứng dụng lập trình để điều khiển hoạt động cho các động cơ bước này. B. YÊU CẦU: • Nắm vững tập lệnh của vi điều khiển MCS-51 RET END I. HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN MOTOR BƯỚC. Bài 1: Chương trình điều khiển STEPPER1 quay cùng chiều kim đồng hồ (CTRL MOTOR được nối với Port0). Giáo trình thực hành vi xử lý. 5 Biên soạn: