Đồ án vi điều khiển điều khiển,đo tốc độ hiển thị LCD

ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI KHOA ĐIỆN TỬ - - Đồ án môn học : Vi điều khiển Đề tài : Điều khiển đo tốc độ động cơ, hiển thị LCD Giáo viên hướng dẫn : Th.s Vũ Thị Thu Hương Nhóm sinh viên thực hiện: Mai Văn Công Cao Thị Thơm Lớp: CNKT Điện Tử 2Khóa Hà Nội 09-2012 Nhận xét giảng viên hướng dẫn ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… Lời nói đầu Ngày nay, nhu cầu học tập nghiên cứu ứng dụng công nghệ Vi điều khiển ngày tăng trưởng mạnh mẽ Các công trình nghiên cứu ứng dụng công nghệ phong phú, đa dạng Vi điều khiển thay người ứng dụng thực tiễn, số ứng dụng thực tiễn Vi điều khiển như: Điều khiển tốc độ động cơ, thiết kế bảng led điện tử, đếm sản phẩm, đo khống chế nhiệt độ… Với ưu điểm điều khiển tốc độ động dễ dàng, độ ổn định tốc độ cao nên động chiều sử dụng phổ biến như: truyền động cho số máy máy nghiền ,máy nâng vận chuyển, điều khiển băng tải, điều khiển robot… Để điều khiển tốc độ động chiều có nhiều phương pháp, đồ án chúng em xin trình bày điều khiển động dùng họ vi điều khiển 8051 phương pháp đếm xung (dùng động có sử dụng encoder) Trong đồ án chúng em sử dụng IC 89C52 để lập trình điều khiển động chiều DC nhỏ 24V, sử dụng IC L298N để tăng công suất Tuy chúng em có nhiều cố gắng song báo cáo Điều khiển đo tốc độ động cơ, hiển thị LCD chúng em không tránh khiếm khuyết, thiếu sót Kính mong thầy cô giáo thông cảm có ý kiến đóng góp giúp chúng em rút kinh nghiệmvà để báo cáo hoàn thiện Cuối cùng, chúng em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến cô Vũ Thị Thu Hương trực tiếp giảng dạy hướng dẫn chúng em hoàn thành đồ án Hà Nội – 2011 Nhóm SV thực Mục lục Danh mục hình vẽ PHẦN CỞ SỞ LÝ THUYẾT SƠ LƯỢC VỀ 8051 Họ vi điều khiển có 128 byte RAM, 4kbyte ROM, hai định thời, cổng nối tiếp cổng ra/vào song song vi xử lý bit Sơ đồ chân chức họ 8051 Hình : Sơ đồ chân chức họ 8051 1.1 Port ( P0.0- P0.7) Port gồm chân, chức xuất nhập, Port bus đa hợp liệu địa chỉ(AD0-AD7) Hình : Sơ đồ chân Port 1.2 Port ( P1.0- P1.7) Port có chức xuất nhập theo bit byte Ngoài ra, ba chân P1.5, P1.6, P1.7 dùng để nạp ROM theo chuẩn ISP, hai chân P1.0 P1.1 dùng cho Timer Hình : Sơ đồ chân Port 1.3 Port (P2.0-P2.7) Là port có công dụng kép, đường xuất nhập byte cao bus địa thiết bị đồng nhớ mở rộng Hình : Sơ đồ chân Port 1.4 Port (P3.0- P3.7) Mỗi chân Port ngoai chớc xuất nhập có chớc riêng, cụ thể sau : Bit Tên Chức P3.0 RXD Dữ liệu nhận cho port nối tiếp P3.1 TXD Dữ liệu truyền cho port nối tiếp P3.2 INT0 Ngắt bên P3.3 INT1 Ngắt bên P3.4 T0 Ngõ vào Timer/counter P3.5 T1 Ngõ vào Timer/ counter P3.6 /WR Xung ghi nhớ liệu P3.7 /RD Xung đọc nhớ liệu 1.5 Chân /PSEN ( Program store Enable) /PSEN chân điều khiển đọc chương trình nhớ ngoài, nối với chân /OE phép đọc byte mã lệnh ROM /PSEN mức thấp thời gian đọc mã lệnh Mã lệnh đọc từ nhớ qua bus liệu (Port 0) ghi lệnh để giải mã Khi thực chương trình ROM nội /PSEN mức cao 1.6 Chân ALE (Address Latch Enable) ALE tín hiệu điều chỉnh chốt địa có tần số 1/6 tần số dao động vi điều khiển Tín hiệu ALE dùng phép vi mạch chốt bên 74373, 74573 chốt byte địa thấp khỏi bus đa hợp địa / liệu (Port 0) 1.7 Chân /EA (External Access) Tín hiệu /EA cho phép chọn nhớ chương trình nhớ hay vi điều khiển Nếu EA mức cao (nối với vcc), vi điều khiển thi hành chương trình ROM nội Nếu /EA mức thấp (nối với GND), vi điều khiển thi hành chương trình từ nhớ 1.8 RST (Reset), VCC, GND Ngõ vào RST chân ngõ Reset 8051 Khi tín hiệu đưa lên mức cao, ghi vi điều khiển tải giá trị thích hợp để khởi động hệ thống 8051 dùng nguồn điện áp chiều có dải điện áp từ 4V đến 5,5V cấp qua chân 20 40 1.9 XTAL1, XTAL2 8051 có dao động chíp, thường nối với với dao động thạch anh có tần số lớn 33MHZ, thông thường 12MHZ Hình : 2.1 Lựa chọn linh kiện LCD Hình : Màn hình LCD LCD nói mục có 16 chân, chức chân cho bảng Chân Ký hiệu Vss Vcc Vee I/O - RS I R/W I E DB0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, I/O Mô tả Đất Dương nguồn V Cấp nguồn cho điều khiển RS= chọn ghi lệnh RS= chọn ghi liệu R/W= đọc liệu R/W = ghi liệu Cho phép I/O Các bit liệu Chân RS dùng để chọn ghi sau: Nếu RS = ghi mã lệnh chọn phép người dùng gửi đến lệnh xóa hình, trỏ đầu dòng… Nếu RS = ghi liệu chọn cho phép người dùng gửi liệu cần hiển thị LCD Chân cho phép E sử dụng LCD để chốt thông tin hữu chân liệu nó, liệu cấp đến chân đữ liệu mức xung từ cao xuống thấp phải áp đến chân để LCD chốt liệu chân chốt liệu Xung phải rộng tối thiểu 450ns 2.2 Led Button LED (viết tắt : Light Emitting Diode) cấu tạo từ khối bán dẫn loại p ghép với khối bán dẫn loại n, đèn LED tạo nhiều ánh sáng hơn, tỏa nhiệt so với thiết bị chiếu sáng khác tiêu thụ điện Hình : led 2.3 Hình : Buttom L298N L298N drive chip tích hợp sẵn hai mạch cầu H bên với chuẩn điều khiển TTL, diode nội bảo vệ Mosfet Chịu tải tối đa cầu 2A, điện áp 40VDC Logic ‘0’ ngõ vào lên tới 1.5V (khả khử nhiễu cao) Hình : L298N Hình : Sơ đồ chân L298N 2.4 Encoder, Trở băng 10 Encoder mục đích dùng để quản lý vị trí góc đĩa quay, đĩa quay bánh xe, trục động cơ, thiết bị quay cần xác định vị trí góc Hình : Encoder Encoder chia làm loại, absolute encoder (encoder tuyệt đối ) incremental encoder (encoder tương đối) Trong mạch người ta dùng điện trở để treo áp Hình : Trở băng PHẦN 2: NỘI DUNG Mạch nguyên lý 11 Hình : Mạch nguyên lý 2.1 Các khối Khối nguồn Hình : Khối nguồn Mạch sử dụng: - Nguồn điện áp chiều đầu vào ổn áp IC7805 có nhiệm vụ ổn định điện áp cố định +5V - Một led đơn : báo trạng thái có nguồn - Tụ C1 C2: nhiệm vụ lọc nguồn, chống nhiễu san phẳng điện áp 2.2 Khối LCD 12 - Hình : Khối LCD Khối LCD có nhiệm vụ hiển thị tốc độ động Trong mạch Port0 truyền trực tiếp liệu cho LCD Các chân điều khiển RS, RE, EN ghép nối với chân P2.5, P2.6, P2.7 vi điều khiển Các chân số 2, cung cấp nguồn hoạt động cho LCD, chân số chân điều chỉnh độ tương phản nối thẳng xuống mát Chân 15, 16 có nhiệm vụ cung cấp điện áp cho đèn led LCD hạn dòng điện trở 1K Khối led báo reset 2.3 Hình : Khối led báo reset - - 2.4 Trong khối Reset sử dụng điện trở 1K giúp treo áp cho chân reset vi điều khiển mức 0V Tụ điện C7 tụ gốm 104 có tác dụng giảm nhiễu cho nút bấm Các led D2, D3, D4, D5 dùng để báo cho người sử dụng biết trạng thái động Khối điều khiển động 13 Hình : Khối điều khiển động - - Để khối điều khiển tốc độ động hoạt động ổn định đạt hiệu suất cao mạch IC L298 ghép nối với linh kiện sau: + diode tụ C6 ghép nối với chân đầu điều khiển động có tác dụng ngăn dòng ngược giảm xung nhiễu gây cháy chip vi điều khiển + Tụ C141 có trị số 1000uF/16V thiết kế gần chân số L298 nhằm ổn định nguồn cho động Để cho phép động hoạt động cần sử dụng chân EN hình vẽ Với mức cho phép mức ngừng hoạt động Để điều khiển động theo chiều thuận nghịch tăng giảm tốc độ động ta sử dụng cách linh hoạt chân IN1 IN2 giống hình vẽ chân cấp xung PWM chân lại điều khiển chiều thuận nghịch động 14 Khối vi xử lý khối điều khiển 2.5 Hình : Khối vi xử lý khối điều khiển - Trong khối điều khiển sử dụng nút bấm để điều khiển động Các nút bấm treo áp điện trở băng RN2 có trị số 10K Trong khối dao động sử dụng tụ C2, C3 thạch anh 12Mhz 15 Mạch in Hình : Lớp bottom 16 Hình : Lớp Top Viết chương trình điều khiển cho mạch #include #include #include sbit PWM = P3^7; sbit chieu = P3^6; sbit E = P3^5; sbit ledon = P3^1; sbit ledoff = P3^0; sbit ledthuan = P3^2; sbit lednghich = P3^4; #define #define #define #define #define #define //Khai báo thu vien LCD phim_on P1_0 phim_off P1_1 phim_tang P1_2 phim_giam P1_3 phim_thuan P1_4 phim_nghich P1_5 unsigned int dem,t=0,t1=0,u,dem1=0,tocdo=0,tg=0; void ngat() interrupt { //Hàm ngắt để đếm số xung 17 dem1++; //Khi có sườn sung tác động vào chân INT1 biến tăng lên đơn vị } void timer0() interrupt { TR0=0; TH0=-1000/256; //Dừng timer //Khoi tao cho bo dem timer 1voi he so chia 2000 TL0=-1000%256; t++; if(t==500) { t=0; t1=dem1; dem1=0; } TR0=1; //Chạy timer } //PWM -void timer2(void) interrupt 5{ //Ngắt timer TR2=0; TF2=0; // Dừng chạy timer dem++; //Tăng biến đếm if(dem > 10) dem = 0; if(dem[...]... lại điều khiển chiều thuận nghịch của động cơ 14 Khối vi xử lý và khối điều khiển 2.5 Hình : Khối vi xử lý và khối điều khiển - Trong khối điều khiển sử dụng 6 nút bấm để điều khiển động cơ Các nút bấm này được treo áp bởi điện trở băng RN2 có trị số 10K Trong khối dao động chúng ta sử dụng 2 tụ C2, C3 cùng thạch anh 12Mhz 15 3 Mạch in Hình : Lớp bottom 16 Hình : Lớp Top 4 Vi t chương trình điều khiển. .. Khối LCD 12 - Hình : Khối LCD Khối LCD có nhiệm vụ hiển thị tốc độ động cơ Trong mạch Port0 sẽ truyền trực tiếp dữ liệu cho LCD Các chân điều khiển RS, RE, EN được ghép nối với 3 chân P2.5, P2.6, P2.7 của vi điều khiển Các chân số 2, 1 cung cấp nguồn hoạt động cho LCD, chân số 3 là chân điều chỉnh độ tương phản được nối thẳng xuống mát Chân 15, 16 có nhiệm vụ cung cấp điện áp cho đèn led trong LCD và... chúng ta sử dụng điện trở 1K giúp treo áp cho chân reset của vi điều khiển luôn ở mức 0V Tụ điện C7 là 1 tụ gốm 104 có tác dụng giảm nhiễu cho nút bấm Các led D2, D3, D4, D5 được dùng để báo cho người sử dụng biết trạng thái hiện tại của động cơ Khối điều khiển động cơ 13 Hình : Khối điều khiển động cơ - - Để khối điều khiển tốc độ động cơ hoạt động ổn định và đạt hiệu suất cao nhất thì trong mạch IC L298... đầu ra điều khiển động cơ có tác dụng ngăn dòng ngược giảm xung nhiễu gây cháy chip vi điều khiển + Tụ C141 có trị số là 1000uF/16V được thiết kế rất gần chân số 4 của L298 nhằm ổn định nguồn cho động cơ Để cho phép động cơ hoạt động chúng ta cần sử dụng chân EN như trong hình vẽ Với mức 1 là cho phép và mức 0 là ngừng hoạt động Để điều khiển động cơ theo chiều thuận nghịch và tăng giảm tốc độ động cơ... void dieu_khien() { if (phim_on==0) { while(phim_on==0); ledon=0; ledoff=1; tocdo=5; E=1; chieu=0; } //Hàm điều khiển động cơ //Khi nhấn vào phím on //Led báo động cơ hoạt động sáng lên //Led báo động cơ ngừng hoạt động tắt //Khởi động động cơ với tốc độ chạy 50% //Cho phép động cơ hoạt động //Chiều động cơ là chiều thuận 18 if (phim_tang==0) { while (phim_tang==0); E=1; if(tg ... truyền động cho số máy máy nghiền ,máy nâng vận chuyển, điều khiển băng tải, điều khiển robot… Để điều khiển tốc độ động chiều có nhiều phương pháp, đồ án chúng em xin trình bày điều khiển động... điều khiển như: Điều khiển tốc độ động cơ, thiết kế bảng led điện tử, đếm sản phẩm, đo khống chế nhiệt độ Với ưu điểm điều khiển tốc độ động dễ dàng, độ ổn định tốc độ cao nên động chiều sử dụng... Khối LCD 12 - Hình : Khối LCD Khối LCD có nhiệm vụ hiển thị tốc độ động Trong mạch Port0 truyền trực tiếp liệu cho LCD Các chân điều khiển RS, RE, EN ghép nối với chân P2.5, P2.6, P2.7 vi điều khiển