Thiết kế, chế tạo và điều khiển tay máy Trang 105 14 THIẾT KẾ MẠCH ĐIỀU KHIỂN TAY MÁY 14.1 THIẾT KẾ MẠCH ĐIỀU KHIỂN TAY MÁY Tay máy được điều khiển thông qua việc phối hợp điều khiển các động cơ RC Servo. Như đã trình bày về nguyên lý hoạt động cơ RC Servo ở chương 5, để có được phương án tốt nhất, chúng ta tiến hành thực nghiệm với bốn phương án sau đây. 14.1.1 Phương án một Ở phương án này chúng ta điều khiển bốn động cơ bằng bốn chíp AT89C2051 độc lập. • Ưu điểm - Chương trình điều khiển đơn giản. - Việc truyền nhận dữ liệu không phức tạp. - Giữ mức tốt. - Cho độ phân giải khá tốt. - Khả năng đáp ứng nhanh. • Khuyết điểm - Sử dụng nhiều chip. - Mạch nối phức tạp. GVHD: TS. NGUYỄN VĂN GIÁP SVTH: Nguyễn Nhật Tân-Nguyễn Lê Tùng Thiết kế, chế tạo và điều khiển tay máy Trang 106 D1 D3 D6 XTAL2 D5 INT3 XTAL1 D5 D7 INT2 XTAL2 D2 D1 XTAL1 XTAL1 D6 D7 D4 D2 D3 D1 XTAL1 D4 INT4 XTAL2 XTAL2 INT4 D3 RESET D2 RESET D0 RESET D2 XTAL1 D0 D3 D5 D6 D3 D2 D1 D6D5 D4 D6 INT1 INT3 D7 D4 D5 D0 D0 D7 D0 D4 RESET INT2 INT1 XTAL2 D1 RESET D7 10uF U1 AT89C2051 1 5 4 12 13 14 15 16 17 18 19 2 3 6 7 8 9 11 RST/VPP XTAL1 XTAL2 P1.0/AIN0 P1.1/AIN1 P1.2 P1.3 P1.4 P1.5 P1.6 P1.7 P3.0/RXD P3.1/TXD P3.2/INT0 P3.3/INT1 P3.4/T0 P3.5/T1 P3.7 11.059M R1 10k 0 0 33p 33p U1 AT89C2051 1 5 4 12 13 14 15 16 17 18 19 2 3 6 7 8 9 11 RST/VPP XTAL1 XTAL2 P1.0/AIN0 P1.1/AIN1 P1.2 P1.3 P1.4 P1.5 P1.6 P1.7 P3.0/RXD P3.1/TXD P3.2/INT0 P3.3/INT1 P3.4/T0 P3.5/T1 P3.7 U1 AT89C2051 1 5 4 12 13 14 15 16 17 18 19 2 3 6 7 8 9 11 RST/VPP XTAL1 XTAL2 P1.0/AIN0 P1.1/AIN1 P1.2 P1.3 P1.4 P1.5 P1.6 P1.7 P3.0/RXD P3.1/TXD P3.2/INT0 P3.3/INT1 P3.4/T0 P3.5/T1 P3.7 JP2 HEADER 8 1 2 3 4 5 6 7 8 HEADER 4 1 2 3 4 U1 AT89C2051 1 5 4 12 13 14 15 16 17 18 19 2 3 6 7 8 9 11 RST/VPP XTAL1 XTAL2 P1.0/AIN0 P1.1/AIN1 P1.2 P1.3 P1.4 P1.5 P1.6 P1.7 P3.0/RXD P3.1/TXD P3.2/INT0 P3.3/INT1 P3.4/T0 P3.5/T1 P3.7 Hình 14.1 Sơ đồ mạch điều khiển dùng 4 chip AT89C2051 14.1.2 Phương án hai Ở phương án này chúng ta điều khiển bốn động cơ bằng hai chíp AT89C2051 độc lập. • Ưu điểm - Chương trình điều khiển phức tạp. - Cho độ phân giải khá. • Khuyết điểm - Vẫn còn sử dụng nhiều chip. - Mạch nối phức tạp. GVHD: TS. NGUYỄN VĂN GIÁP SVTH: Nguyễn Nhật Tân-Nguyễn Lê Tùng Thiết kế, chế tạo và điều khiển tay máy Trang 107 1uF 10uF 11.059M 1uF 0 HEADER 3 1 2 3 0 0 U2 MAX232/SO 1 3 4 5 2 6 9 10 8 7 C1+ C1- C2+ C2- V+ V- R2OUT T2IN R2IN T2OUT AT89C2051 1 5 4 12 13 14 15 16 17 18 19 2 3 6 7 8 9 11 RST/VPP XTAL1 XTAL2 P1.0/AIN0 P1.1/AIN1 P1.2 P1.3 P1.4 P1.5 P1.6 P1.7 P3.0/RXD P3.1/TXD P3.2/INT0 P3.3/INT1 P3.4/T0 P3.5/T1 P3.7 0 HEADER 3 1 2 3 COM PC 33p HEADER 3 1 2 3 0 33p AT89C2051 1 5 4 12 13 14 15 16 17 18 19 2 3 6 7 8 9 11 RST/VPP XTAL1 XTAL2 P1.0/AIN0 P1.1/AIN1 P1.2 P1.3 P1.4 P1.5 P1.6 P1.7 P3.0/RXD P3.1/TXD P3.2/INT0 P3.3/INT1 P3.4/T0 P3.5/T1 P3.7 HEADER 3 1 2 3 HEADER 3 1 2 3 1uF HEADER 3 1 2 3 1uF 10k DC3 DC4 DC3 DC4 DC1 DC2 DC1 DC1 DC2 Hình 14.2 Sơ đồ mạch điều khiển dùng hai chip AT89C2051 14.1.3 Phương án ba Ở phương án này chúng ta điều khiển bốn động cơ bằng một chip AT89C2051. • Ưu điểm - Mạch đơn giản, gọn. • Khuyết điểm - Chương trình phức tạp. - Độ phân giải không nhuyễn lắm. - Việc nhận dữ liệu đòi hỏi khắt khe về thời gian. - Giữ mức không còn tốt như hai phương án trước. GVHD: TS. NGUYỄN VĂN GIÁP SVTH: Nguyễn Nhật Tân-Nguyễn Lê Tùng Thiết kế, chế tạo và điều khiển tay máy Trang 108 0 VCC 0 1 2 3 MAX232/SO 1 3 4 5 2 6 9 10 8 7 C1+ C1- C2+ C2- V+ V- R2OUT T2IN R2IN T2OUT 0 33p 1 2 3 1 2 3 VCC 1uF 10k COM PC 1uF 0 1 2 3 1 2 3 11.059M 1uF 1 2 3 10uF AT89C2051 1 5 4 12 13 14 15 16 17 18 19 2 3 6 7 8 9 11 RST/VPP XTAL1 XTAL2 P1.0/AIN0 P1.1/AIN1 P1.2 P1.3 P1.4 P1.5 P1.6 P1.7 P3.0/RXD P3.1/TXD P3.2/INT0 P3.3/INT1 P3.4/T0 P3.5/T1 P3.7 0 33p 1uF DC1 DC3 DC4 DC3 DC4 DC2 DC2 DC1 DC1 Hình 14.3 Sơ đồ mạch điều khiển dùng một chip AT89C2051 14.1.4 Phương án bốn Ở phương án này chúng ta điều khiển bốn động cơ bằng một chip AT90S2313. • Ưu điểm - Mạch đơn giản, gọn. - Độ phân giải rất nhuyễn. - Giữ mức khá tốt. • Khuyết điểm - Chương trình rất phức tạp. - Việc nhận dữ liệu đòi hỏi khắt khe về thời gian. Sơ đồ mạch nguyên lý của phương án này chúng ta sẽ trình bày trong phần phụ lục trang 2. 14.1.5 Kết luận Do tay máy đòi hỏi cao về tính chính xác, nên chúng ta chọn phương án bốn để điều khiển tay máy. Với phương án này thì tay máy chuyển động khá mềm mại. 14.2 PHẦN LẬP TRÌNH CHO AT90S2313 ĐỂ ĐIỀU KHIỂN RC SERVO Như đã trình bày về AT90S2313 ở chương 5, phần này chúng ta sẽ đưa ra giải thuật lập trình cho AT90S2313 đễ điều khiển 4 động cơ RC Servo GVHD: TS. NGUYỄN VĂN GIÁP SVTH: Nguyễn Nhật Tân-Nguyễn Lê Tùng Thiết kế, chế tạo và điều khiển tay máy Trang 109 Isr_t0: Portb = 255 Timer1 = 64672 Start Timer1 Loadadr Posa , Z LD R0,z+ LD R1,z Loadadr Posb , Z LD R2,z+ LD R3,z Loadadr Posc , Z LD R4,z+ LD R5,z Loadadr Posd , Z LD R6,z+ LD R7,z MOV R24,R0 MOV R25,R1 MOV R26,R2 MOV R27,R3 MOV R28,R4 MOV R29,R5 MOV R30,R6 MOV R31,R7 LDI R23,0 !L1: SBIW R24,1 LDI R22,1 ADC R22,R23 ORI R22,&hFE IN R18,portb AND R18,R22 Out Portb , R18 SBIW R26,1 LDI R21,3 ADC R21,R23 ORI R21,&hFD IN R18,portb GVHD: TS. NGUYỄN VĂN GIÁP SVTH: Nguyễn Nhật Tân-Nguyễn Lê Tùng Thiết kế, chế tạo và điều khiển tay máy Trang 110 AND R18,R21 Out Portb , R18 SBIW R28,1 LDI R20,7 ADC R20,R23 ORI R20,&hFB IN R18,portb AND R18,R20 Out Portb , R18 SBIW R30,1 LDI R19,15 ADC R19,R23 ORI R19,&hF7 IN R18,portb AND R18,R19 Out Portb , R18 IN R18,portb CPI R18,&hF0 BRNE L1 ‘************************dong co A****************** Loadadr Newa , Z LD R0,z+ LD R1,z Loadadr Posa , Z LD R24,z+ LD R25,z CPSE R25,R1 RJMP Sosanhbytecaoa CPSE R24,R0 RJMP Sosanhbytethapa RJMP Exit_1 !Sosanhbytethapa: CP R24,R0 BRCS Tangposa RJMP Giamposa !Sosanhbytecaoa: CP R25,R1 BRCS tangposa !Giamposa: GVHD: TS. NGUYỄN VĂN GIÁP SVTH: Nguyễn Nhật Tân-Nguyễn Lê Tùng Thiết kế, chế tạo và điều khiển tay máy Trang 111 SBIW R24,1 ST z,R25 ST -z,R24 RJMP exit_1 !Tangposa: ADIW R24,1 ST z,R25 ST -z,R24 !Exit_1: '*************************Dong co B*************** Loadadr Newb , Z LD R0,z+ LD R1,z Loadadr Posb , Z LD R24,z+ LD R25,z CPSE R25,R1 RJMP Sosanhbytecaob CPSE R24,R0 RJMP Sosanhbytethapb RJMP Exit_2 !Sosanhbytethapb: CP R24,R0 BRCS Tangposb RJMP Giamposb !Sosanhbytecaob: CP R25,R1 BRCS tangposb !Giamposb: SBIW R24,1 ST z,R25 ST -z,R24 RJMP exit_2 !Tangposb: ADIW R24,1 ST z,R25 ST -z,R24 !Exit_2: ‘************************Dong co C****************** GVHD: TS. NGUYỄN VĂN GIÁP SVTH: Nguyễn Nhật Tân-Nguyễn Lê Tùng Thiết kế, chế tạo và điều khiển tay máy Trang 112 Loadadr Newc , Z LD R0,z+ LD R1,z Loadadr Posc , Z LD R24,z+ LD R25,z CPSE R25,R1 RJMP Sosanhbytecaoc CPSE R24,R0 RJMP Sosanhbytethapc RJMP Exit_3 !Sosanhbytethapc: CP R24,R0 BRCS Tangposc RJMP Giamposc !Sosanhbytecaoc: CP R25,R1 BRCS tangposc !Giamposc: SBIW R24,1 ST z,R25 ST -z,R24 RJMP exit_3 !Tangposc: ADIW R24,1 ST z,R25 ST -z,R24 !Exit_3: '*********************dong co D********************* Loadadr Newd , Z LD R0,z+ LD R1,z Loadadr Posd , Z LD R24,z+ LD R25,z CPSE R25,R1 RJMP Sosanhbytecaod CPSE R24,R0 GVHD: TS. NGUYỄN VĂN GIÁP SVTH: Nguyễn Nhật Tân-Nguyễn Lê Tùng Thiết kế, chế tạo và điều khiển tay máy Trang 113 RJMP Sosanhbytethapd RJMP Exit_4 !Sosanhbytethapd: CP R24,R0 BRCS Tangposd RJMP Giamposd !Sosanhbytecaod: CP R25,R1 BRCS tangposd !Giamposd: SBIW R24,1 ST z,R25 ST -z,R24 RJMP exit_4 !Tangposd: ADIW R24,1 ST z,R25 ST -z,R24 !Exit_4: Ret 14.3 KẾT LUẬN Với chương này, chúng ta có thể bắt tay vào thực hiện các mạch và vận hành chúng. Các phương án thiết kế mạch đưa ra nhằm giúp chúng ta có thể chọn lựa được một phương án tốt nhất có thể để áp dụng vào trong đề tài này. Dựa vào phương án được chọn, chúng ta đã viết chương trình điều khiển cho các vi xử lý. GVHD: TS. NGUYỄN VĂN GIÁP SVTH: Nguyễn Nhật Tân-Nguyễn Lê Tùng . Thiết kế, chế tạo và điều khiển tay máy Trang 105 14 THIẾT KẾ MẠCH ĐIỀU KHIỂN TAY MÁY 14. 1 THIẾT KẾ MẠCH ĐIỀU KHIỂN TAY MÁY Tay máy được điều khiển thông qua việc phối hợp điều khiển. Ret 14. 3 KẾT LUẬN Với chương này, chúng ta có thể bắt tay vào thực hiện các mạch và vận hành chúng. Các phương án thiết kế mạch đưa ra nhằm giúp chúng ta có thể chọn lựa được một phương án. DC1 DC3 DC4 DC3 DC4 DC2 DC2 DC1 DC1 Hình 14. 3 Sơ đồ mạch điều khiển dùng một chip AT89C2051 14. 1.4 Phương án bốn Ở phương án này chúng ta điều khiển bốn động cơ bằng một chip AT90S2313.