THIẾT KẾ CÁNH TAY ROBOT GẮP KHỐI DÙNG VI ĐIỀU KHIỂN PIC 16F877A

THIẾT KẾ CÁNH TAY ROBOT GẮP KHỐI DÙNG VI ĐIỀU KHIỂN PIC 16F877A

http://www.ebook.edu.vn ĐAI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA ĐIỆN- ĐIỆN TỬ ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG BỘ MÔN LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ CÁNH TAY ROBOT GẮP KHỐI DÙNG VI ĐIỀU KHIỂN PIC 16F877A SVTH : DƯƠNG BÌNH THẠNH MSSV:403T0254 VÕ THANH ĐIỀN MSSV:403T0055 GVHD : TS. HOÀNG MINH TRÍ Ks. BÙI THANH HUYỀN Lớp : BT03TDH TP.HOÀ CHÍ MINH, Tháng 5/2008 http://www.ebook.edu.vn BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM ĐỘC LẬP- TỰ DO- HẠNH PHÚC TRƯỜNG ĐH BÁCH KHOA ----oOo---- ----oOo---- Số: ……./BKĐT KHOA : ĐIỆN-DIỆN TỬ NHIỆM VỤ LUẬN ÁN TỐT NGHIỆP BỘ MÔN: ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG HỌ VÀ TÊN :DƯƠNG BÌNH THẠNH MSSV: 403T0254 NGÀNH : ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG LỚP :BT03TĐH 1. Đầu đề luận án : THIẾT KẾ MÔ HÌNH CÁNH TAY MÁY ROBOT SÁU BẬC TỰ DO DÙNG VI ĐIỀU KHIỂN PIC 2. Nhiệm vụ (yêu cầu về nội dung và số liệu ban đầu): . . . . . . 3. Ngày giao nhiệm vụ luận án : ……………………………………………………………… 4. Ngày hoàn thành nhiệm vụ : ……………………………………………………………… 5. Họ tên người hướng dẫn: Phần hướng dẫn: 1/ TS. Hoàng Minh Trí Toàn phần 2/ ………… ………… 3/ ………… ………… Nội dung và yêu cầu của LATN đã được thông qua bộ môn. Ngày …. tháng …. năm 2008 Chủ nhiệm bộ môn Người hướng dẫn chính (ký tên và ghi rõ họ tên) (ký tên và ghi rõ họ tên) TS. NGUYỄN ĐỨC THÀNH TS. HOÀNG MINH TRÍ PHẦN DÀNH CHO KHOA, BỘ MÔN Người duyệt(chấm sơ bộ):……………… Đơn vị: ………………………………… . Điểm tổng kết: ………………………… . http://www.ebook.edu.vn Nơi lưu trữ luận án: …………………… . TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM KHOA ĐIỆN- ĐIỆN TỬ ĐỘC LẬP- TỰ DO- HẠNH PHÚC ----oOo---- ----oOo---- Ngày ….tháng …. năm 2008 PHIẾU CHẤM BẢO VỆ LUẬN VĂN (Dành cho người hướng dẫn / phản biện) 1. Họ và tên SV: ……………………………………………………………………… MSSV:……………………………… Ngành (chuyênngành):……………………. 2. Đề tài:………………………………………………………………………………. 3. Họ tên người hướng dẫn / phản biện:……………………………………………… 4. Tổng quát về bản thuyết minh: Số trang :……………………… Số chương: ……………………… Số bản số liệu:……………………… Số hình vẽ:………………………… Số tài liệu tham khảo:………………… Phần mềm tính Toán:……………… Hiện vật(sản phẩm):………………… 5. Tổng quát về các bản vẽ. -Số bản vẽ: bản A1 bảnA2 khổ khác -Số bản vẽ tay Số bản vẽ trên máy tính 6. Những ưu điểm chính của LVTN :………………………………………… 7. Những thiếu sót chính của LVTN:……………………………………………… …………………………………………………… ……………………………… 8. Đề nghị: Được bảo vệ: Bổ xung thêm để bảo vệ không được bảo vệ 9. Câu hỏi SV phải trả lời trước hội đồng(CBPB ra ít nhất 02 câu): a. ……………………………………………………………………………… . b. ……………………………………………………………………………… . c. ……………………………………………………………………………… . 10. Đánh giá chung(bằng chữ: giỏi, khá ,TB): Đi ểm: ……./10 Ký tên (ghi rõ họ tên) http://www.ebook.edu.vn TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM KHOA ĐIỆN- ĐIỆN TỬ ĐỘC LẬP- TỰ DO- HẠNH PHÚC ----oOo---- ----oOo---- Ngày ….tháng …. năm 2008 PHIẾU CHẤM BẢO VỆ LUẬN VĂN (Dành cho người hướng dẫn / phản biện) 1. Họ và tên SV: ……………………………………………………………………. MSSV:……………………………… Ngành (chuyênngành):…………………… 2. Đề tài:……………………………………………………………………………… 3. Họ tên người hướng dẫn / phản biện:……………………………………………… 4. Tổng quát về bản thuyết minh: Số trang :……………………… Số chương: …………………………. Số bản số liệu:……………………… Số hình vẽ:………………………… Số tài liệu tham khảo:………………… Phần mềm tính Toán:………………. Hiện vật(sản phẩm):………………… 6. Tổng quát về các bản vẽ. -Số bản vẽ: bản A1 bảnA2 khổ khác -Số bản vẽ tay Số bản vẽ trên máy tính 6. Những ưu điểm chính của LVTN:……………………………………………… 7. Những thiếu sót chính của LVTN:………………………………………………. …………………………………………………… ………………………………… 8. Đề nghị: Được bảo vệ: Bổ xung thêm để bảo vệ không được bảo vệ 9. Câu hỏi SV phải trả lời trước hội đồng(CBPB ra ít nhất 02 câu): a. ……………………………………………………………………………… . b. ……………………………………………………………………………… . c. ……………………………………………………………………………… . 10. Đánh giá chung(bằng chữ: giỏi, khá ,TB): Đi ểm: ……./10 Ký tên (ghi rõ họ tên) http://www.ebook.edu.vn Nhận xét của giáo viên hướng dẫn . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Tp. Hồ Chí Minh, Ngày …. Tháng ….năm 2008 GVHD http://www.ebook.edu.vn Nhận xét của giáo viên phản biện . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Tp. Hồ Chí Minh, Ngày …. Tháng…. năm 2008 GVPB http://www.ebook.edu.vn LỜI CẢM ƠN Đề tài được hoàn thành trong sự hỗ trợ và động viên rất nhiều từ gia đình, người thân, thầy cô cũng như bạn bè thân thuộc. Đó là những tình cảm thật đáng trân trọng không sao đền đáp hết, và thật phấn khởi biết bao khi thấy mọi người vẫn luôn ở bên cạnh mình trong những hoàn cảnh khó khăn nhất. Dù ở bất kỳ nơi đâu, tôi sẽ vẫn nhớ và ghi sâu những tình cảm cao đẹp này. Cảm ơn ba mẹ đã luôn cùng con đi suốt những tháng ngày khó khăn qua. Cảm ơn ông, bà, và các cô chú vẫn luôn động viên và ủng hộ con. Đặc biệt cảm ơn thầy Hoàng Minh Trí và cô Bùi Thanh Huyền đã tạo điều kiện và hướng dẫn em cách học tập cũng như nghiên cứu để hoàn thành tốt đề tài này. Chân thành cảm ơn những người bạn vẫn luôn đồng hành cùng mình cả trong những lúc khó khăn nhất. Cảm ơn quý thầy cô trong Khoa Điện tử – Tự động hóa Trường Đại học Bách Khoa luôn cảm thông và tạo điều kiện tốt cho em trong suốt thời gian học tập tại trừơng. Qua đây em cũng rất mong nhận được những ý kiến đóng góp quý báu của quý thầy cô trong Hội đồng bảo vệ khóa luận tốt nghiệp. Cuối cùng xin chúc gia đình, người thân, quý thầy cô cùng bạn bè nhiều sức khỏe và thành công trong mọi việc. http://www.ebook.edu.vn LỜI NÓI ĐẦU Từ các thông tin trên các diễn đàn Internet và các trung tâm học tập thực hành, cho thấy nhu cầu học tập và nghiên cứu cũng như tự mài mò tìm hiểu về nhiều lĩnh vực trong ngành điện tử nói chung, tự động hóa nói riêng là rất cao. Trong nhiều lĩnh vực được quan tâm, có một lĩnh vực về vi điều khiển được quan tâm rất nhiều hiện nay đó là vi điều khiển PIC. Việc tìm hiểu và ứng dụng hết khả năng của nhiều loại PIC là cả một quá trình dài lý thú và hữu ích, vì sự thuận tiện, tinh gọn, khả năng phát triển cũng như sự đa dạng các dòng sản phẩm phù hợp nhiều quy mô ứng dụng của nó. Một lĩnh vực khác được quan tâm đông đảo trên các diễn đàn học tập ngành điện tử và tự động hóa, nhưng chưa có một tài liệu chính thống phổ biến hướng dẫn hay cung cấp thông tin về nó, cũng như chưa được giảng dạy ở nhiều trung tâm đó là ứng dụng PIC 16f877 điều khiển cánh tay ROBOT và thể hiện một sự linh hoạt mà trong thực tế rất phù hợp với nhu cầu s ản x ấut đa dạng trong các hệ thống từ công nghiệp cho đến dân dụng. Thuận tiện cho người vận hành cũng như cũng như năng xuất và chất lượng sản phẩm, trình bày một cách sinh động hơn Lựa chọn PIC trong đề tài này là một bước đi phù hợp với những yêu cầu giới hạn cần có của một đề tài tốt nghiệp cũng như đáp ứng những nhu cầu ứng dụng thực tế trong các lĩnh vực của ngành điện tử và tự động hóa đã theo học. Tuy đã có nhiều cố gắng nhưng do vốn kiến thức còn hạn chế cũng như thời gian còn hạng chế nên sẽ không tránh khỏi những sai sót và khuyết điểm trong qúa trình tính toán cũng như thi công công mô hình, rất mong được sự thông cảm và góp ý kiến của qúi thầy cô cũng như các bạn sinh viên. http://www.ebook.edu.vn TÓM TẮT LUẬN VĂN Thực hiện đề tài “THIẾT KẾ & ĐIỀU KHIỂN MÔ HÌNH CÁNH TAY MÁY SÁU BẬC TỰ DO” Thực hiện đề tài nghiên cứu khái niệm, nguyên lý làm việc của cánh tay máy sử dụng step motor để di chuyển sản phẩm. Cành tay máy sẽ di chuyển vật theo lộ trình định trước, và lập lại thao tác tương tự khi ấn phím enter. Ứng dụng phần mềm PCWH 3.227 sử dụng ngơn ngữ lập trình C (CCSC) để biên dịch và nạp cho vi xử lí PIC. Hiển thị trạng thái hoạt động của cành tay máy thơng qua màn hình tinh thể lỏng LCD. Ứng dụng phần mềm OrCAD hổ trợ thiết kế mạch in. http://www.ebook.edu.vn MỤC LỤC Chương 1: TỔNG QUAN Trang 1.1 Giới thiệu sơ lược về lịch sử phát triển của Robot. 1 1.2 Tình hình phát triển của Robot hiện nay. 2 1.3 Tình hình phát triển của ngành TDH ở nước ta hiện nay. 3 1.4 Nội dung đề tài. 4 1.5 Giới thiệu vấn đề. 4 Chương 2: GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Tổng quang. 5 2.2 Giới hạn đề tài nghiên cứu. 5 2.3 Phương pháp nghiên cứu. 5 Chương 3 : GIỚI THIỆU VỀ VI ĐIỀU KHIỂN PIC16F877A 3.1 Vi điều khiển PIC 16F877A . 7 3.1.1 Giới thiệu chung. 8 3.1.2 Phân loại PIC. 8 3.2 Cấu trúc tổng quát của PIC16F877A. 8 3.3 Các Port xuất nhập và thanh ghi điều khiển. 10 3.4 Mạch dao đ ộng cho PIC . 13 3.5 Chân Reset PIC 13 3.6 Vấn đề cấp nguồn chi vi điều khiển. 14 3.7 Tổ chức bộ nhớ PIC . 14 Chương 4: MÔ-ĐUN MÀN HÌNH TINH THỂ LỎNG LCD(LIQUID CRYSTAL DISPLAY) 4.1 Giới thiệu Chung LCD. 17 4.2 Module LCD hi ển th ị k ý t ự theo d òng LMB 162ABC. 18 4.3 Lưu đồ khởi động LCD. 24 4.4 Sơ đồ kết nói ứng dụng vi điều khiển. 25 Chương 5: BIÊN DỊCH PCWH 3.227 SỬ DỤNG NGÔN NGỮ LẬP TRÌNH C . 5.1 Giới thiệu chung về ngôn ngữ C. 26 5.2 Cách viết một chương trình trong CCSC . 28 5.3 Chương trình nạp Vi điều khiển PIC qua cổng LPT WinPic800 42 5.4 Bài tập minh họa điều khiển dãy 8 LED đơn 46 Chương 6: GIỚI THIỆU SƠ LƯỢC VỀ ĐỘNG CƠ BƯỚC. 6.1 Nguyên lí hoạt đ ộng của động cơ bước. 50 6.2 Gi ới thiệu các motor dùng trong cánh tay máy . 55 [...]... suất của cánh tay máy • Thiết kế& chế tạo mạch điều khiển cánh tay máy & băng chuyền • Lập trình bằng vi xử lí PIC1 6F877A • Xây dựng những chương trình tiêu biểu GVHD: Ts Hồng Minh Trí http://www.ebook.edu.vn Trang: 4 Báo cáo luận văn tốt nghiệp CHƯƠNG 2 : GIỚI SVTH: Dương Bình Thạnh THIỆU ĐỀ TÀI VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Tổng quan: Đề tài Thiết kế cánh tay Robot dùng Vi điều khiển PIC 16F877A bao... trình và biên dịch ra file.hex nạp cho vi điều khiển PIC .Vi t chương trình diều khiển cho một motor bước quay một góc x ác định bằng kit thực hành đa năng theo Thiết kế phần cơ và chế tạo cánh tay robot Thiết kế mạch cơng suất và thử nghiệm cho quay từng khớp cuả cánh tay máy Thiết kế hệ thống băng chuyền các sensor và mạch điều khiển Lập trình và hồn thiện cánh tay robot GVHD: Ts Hồng Minh Trí http://www.ebook.edu.vn... Thạnh THIỆU VI ĐIỀU KHIỂN PIC 16F877A 3.1 Vi điều khiển PIC1 6F877A: Hình 3.1 Sơ đồ chân của PIC1 6FxxxA 3.1.1Giới thiệu chung PIC là tên vi t tắt của Máy tính khả trình thơng minh (Programable Intelligent Computer) do hãng General Instrument đặt tên, con vi điều khiển đầu tiên của họ là PIC1 650 Hãng Microchip tiếp tục phát triển các dòng sản phẩm này Cho đến nay, các sản phẩm vi điều khiển PIC của Microchip...Chương 7: THÍÊT KẾ VÀ THI CƠNG 7.1 Tính tốn sơ bộ cánh tay máy 7.2 Tính vận tốc và moment của động cơ bước 7.3 Tính tốn phần cơ của cánh tay máy 7.4 Mơ hình thi cơng cánh tay máy 7.4 Thiết kế bo mạch điều khiển cho cánh tay máy 7.6 Lưu đồ giải thuật điều khiển 7.6 Chương trình điều khiển 58 59 60 61 68 70 74 Chương8: KẾT QUẢ THỰC HIỆN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI 8.1 Tóm tắt đề tài 8.2 Kết quả thực hiện... trình Vi điều khiển PIC 16F877A của MICROCHIP Mỹ với 32 tập lệnh 14bit • Trình biên dịch PCWH 3.227 sử dụng ngơn ngữ lập trình C (CCSC) (Do TM e-DESIGN cung cấp) • Chương trình nạp Vi điều khiển PIC qua cổng LPT1 WinPic800 3.56 (Do TM e-DESIGN cung cấp) • Thiết kế bo mạch điều khiển với sự hổ trợ của phần mềm OrCAD (electronic design automation) • Các khâu truyền động cơ khí giửa các khớp của cánh tay Robot. .. “THIẾT KẾ & ĐIỀU KHIỂN MÔ HÌNH CÁNH TAY MÁY SÁU BẬC TỰ DO” trong điều kiện: • Thời gian thực hiện đề tài chỉ trong một học kỳ • Kinh nghiệm thực tế chưa có nhiều • Tài liệu về vi xử lí và tay máy còn hiếm • Vật tư và linh kiện không đồng bộ Vì vậy chúng em đã thực hiện nghiên cứu đề tài với những đặc điểm chính sau đây: • Thiết kế & chế tạo cánh tay máy 5 bậc tự do & hệ thống băng chuyền • Thiết kế. .. OSC1 và OSC2 – Dao động thạch anh cho vi điều khiển PIC: Mỗi vi điều khiển hoạt động đều cần một xung clock nhất định Hai chân OSC1 và OSC2 (chân 13 và chân 14) cung cấp dao động cho vi điều khiển PIC hoạt động PIC1 6F877A có thể hoạt động trong 4 chế độ dao động khác nhau Ở chế độ LP, XT, HS, thì dùng thạch anh nối vào 2 chân OSC1 và OSC2 để thiếp lập dao động Vi c mắc thêm các tụ lọc giúp tăng tính... nghiên cứu dưới đây được thiết kế dưới dạng các mơ-đun Các mơ-đun gồm phần màn hình LCD, chip điều khiển quy định các tập lệnh tác động lên LCD (mã lệnh dưới dạng các tín hiệu bit qua các chân điều khiển và chân dữ liệu của LCD), quy định q trình khởi động LCD hoặc thiết lập liên kết các vùng màn hình LCD khác nhau, Vi c còn lại vẫn đòi hỏi cần có một mạch điều khiển ngồi dùng vi xử lý để lập trình hiển... sánh, điều biến xung PWM, ) loại thứ hai dùng cho các chức năng bên trong của vi điều khiển (các phép tính số học, truy xuất dữ liệu, ) Phần thơng tin cơ bản về vi điều khiển PIC1 6F877A tạm gác ở đây, thơng tin thêm về Các thanh ghi chức năng đặc biệt SFR, bộ định thời, Các chế độ ngắt, Bộ biến đổi ADC 10 bit, Sử dng EEPROM, Tập lệnh hợp ngữ của PIC, có thể tra cứu, tham khảo trong datasheet PIC1 6F87xA... quan trọng hơn hết là các vấn đề liên quan đến vi c tính toán thiết kế, chế tạo, nguyên lý hoạt động của tay máy và phần lý thuyết ve àmạch giao tiếp công suất và mạch điều khiển hệ thống bằng vi điều khiển Nó sẽ là nguồn thông tin hửu ích cho những ai muốn tìm hiểu về lónh vực tự động hóa nói chung và lãnh vực cánh tay máy nói riêng 1.5 GIỚI HẠN VẤN ĐỀ Tay máy rất đa dạng về nguồn gốc và chủng loại