mạch điều khiển động cơ bước dùng 8051

-TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI VIỆN ĐIỆN ------BÁO CÁO VI ĐIỀU KHIỂN VÀ ỨNG DỤNG Giảng viên hướng dẫn: Ths... LỜI NÓI ĐẦUTrong điều khiển kĩ thuật số, động cơ bước là một cơ cấu chấ

-TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

VIỆN ĐIỆN

- -BÁO CÁO

VI ĐIỀU KHIỂN VÀ ỨNG DỤNG

Giảng viên hướng dẫn: Ths Nguyễn Danh Huy

Hà Nội tháng 01/2019

LỜI NÓI ĐẦU

Trong điều khiển kĩ thuật số, động cơ bước là một cơ cấu chấp hành đặc biệt hữu hiệu bởi nó có thể thực hiện trung thành các lệnh đưa ra dưới dạng số Nhật, Trung Quốc, Mỹ, v.v…, là những nước chế tạo nhiều động cơ bước Trong đó chủ yếu là 2 loại cuộn, 4 cuộn

và 5 cuộn dây pha Chúng được sử dụng ngày càng rộng rãi trong hệ thống tự động, điều khiển và nhiều thiết bị điện tử khác, nổi bật trong các lĩnh vực sau: điều khiển đọc ổ cứng,

ổ mềm, máy in trong máy tính, điều khiển robot, điều khiển tiêu cự trong các hệ quang học, điều khiển vị trí trong các hệ quang khắc phức tạp, điều khiển bắt, bám mục tiêu các khí tài quan sát, điều khiển lập trình trong các thiết bị gia công, cắt gọt, điều khiển cơ cấu lái và điều chỉnh máy bay, vv,…

Nội dung báo cáo nghiên cứu sơ qua thiết kế hệ thống điều khiển động cơ bước dùng

vi điều khiển 8051 Nội dung báo cáo chỉ nêu sơ qua về chức năng, nguyên lý của mạch điều khiển động cơ bước và phương pháp xây dựng chương trình điều khiển động cơ bước Mặc dù có sự hướng dẫn tận tình của giảng viên nhưng do trình độ còn hạn chế nên việc có nhiều sai sót trong bản báo cáo là việc không thể tránh khỏi

Chúng em rất mong nhận được sự giúp đỡ, đóng góp, đánh giá của thầy để có thể hiểu thêm về những nội dung liên quan đến báo cáo

2

MỤC LỤC Trang

CHƯƠNG I : TỔNG QUAN THIẾT BỊ 4

1 Động cơ bước 4

2 Nguyên tăc điều khiển động cơ bước đơn cực 4

3.IC 55 L293D 4

4.IC ổn áp 7805 5

5 Các thiết bị khác: 6

CHƯƠNG II: THIẾT KẾ VÀ ĐIỀU KHIỂN 7

1 Lưu đồ thuật toán 7

2 Mạch mô phỏng (phần mềm proteus 8.7) 8

3.Chương trình điều khiển 9

3

CHƯƠNG I : TỔNG QUAN THIẾT BỊ

1.Động cơ bước.

Động cơ bước là một thiết bị cơ điện chuyển đổi các xung điện thành những chuyển động cơ học rời rạc Có nguyên lý và ứng dụng khác biệt với đa số các động cơ điện thông thường Chúng thực chất là một động cơ không 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 roto có khả năng cố định roto vào vị trí cần thiết

2.Nguyên tăc điều khiển động cơ bước đơn cực

Động cơ bước đơn cực, ( có thể là động cơ vĩnh cửu hoặc động cơ hỗn hợp ) có 5,6 hoặc 8 dây ra thường được quấn như sơ đồ dưới Khi dùng, các đầu nối trung tâm thường được nối vào cực dương nguồn cấp, và hai đầu còn lại của mỗi mấu lần lượt nối đất để đảo chiều từ trường tạo bởi quận đó

động cơ bước đơn cực

Tín hiệu điều khiển

Chạy đủ bước

4

Chạy nửa bước

5

3.IC 55 L293D.

 Điện áp cực đại: 36V

 Dòng ra cực đại: 1.2A

 Dải nhiệt độ hoạt động: -40 ~ 150oC

L239D là một chip tích hợp 2 mạch cầu H trong gói 16 chân Tất cả các mạch kích, mạch cầu đều được tích hợp sẵn L239D có điện áp danh nghĩa cao (lớn nhất 36V) và dòng điện danh nghĩa lớn nhất 1.2A

4.IC ổn áp 7805

IC ổn áp 7805 là ic ổn áp điện đầu vào, khi dòng điện qua IC xe được ổn định điện

áp ở 5v do đó được dùng trong mạch nguồn để ổn áp điện cho thiết bị, hoặc có thể dùng để làm sạc điện thoại

Thông số kỹ thuật:

– Điện áp vào: 7 ~ 25V

– Điện áp ra: 4.8 ~ 5.2V

– Dòng đầu ra: 1.5A

– Dải nhiệt độ: 0 ~ 125 độ C

5 Các thiết bị khác:

- Vi điều khiển AT89S52

- Điện trở

- Nút nhấn

- Tụ hóa (10uF)

- Tụ gốm (33pF, 100nF)

- Thạch anh 12MHz

- Transistor c9018

- Nguồn 12v

7

CHƯƠNG II: THIẾT KẾ VÀ ĐIỀU KHIỂN

1.Lưu đồ thuật toán.

8

2.Mạch mô phỏng (phần mềm proteus 8.7)

9

3.Chương trình điều khiển.

LEDRIGHT BIT P1.0

ORG 0000H

LJMP MAIN

ORG 0003H

ISR0:

MOV R1,#1

RETI

ORG 0013H

ISR1:

CPL INV

RETI

ORG 0030H

MAIN:

MOV P0,#00H

SETB INV

SETB EA

RUN:

MOV R1,#0

JNB START,RUN1

LJMP RUN

RUN1:

LCALL DELAY1MS

JB START,CHECKRUN

LJMP RUN

CHECKRUN:

CJNE R1,#0,RUN

JNB DC,RUNLEFT

RUNRIGHT:

CLR LEDRIGHT

LCALL DELAY

MOV P0,#0CH

LCALL DELAY

MOV P0,#04H

LCALL DELAY

MOV P0,#06H

LCALL DELAY

MOV P0,#02H

LCALL DELAY

MOV P0,#03H

LCALL DELAY

MOV P0,#01H

LCALL DELAY

MOV P0,#09H

LCALL DELAY

MOV P0,#08H

SETB LEDRIGHT

LJMP CHECKRUN

RUNLEFT:

CLR LEDLEFT

LCALL DELAY

MOV P0,#08H

LCALL DELAY

MOV P0,#09H

10

LCALL DELAY

MOV P0,#01H

LCALL DELAY

MOV P0,#03H

LCALL DELAY

MOV P0,#02H

LCALL DELAY

MOV P0,#06H

LCALL DELAY

MOV P0,#04H

LCALL DELAY

MOV P0,#0CH

SETB LEDLEFT

LJMP CHECKRUN

DELAY:

MOV R0,#5

MOV TMOD,#01H

LOOP: ; SETUP TIMER DELAY 1MS MOV TH0,#0FCH

MOV TL0,#17H SETB TR0

JNB TF0,$

CLR TR0

CLR TF0

DJNZ R0,LOOP

RET DELAY1MS:

MOV TMOD,#01H

MOV TH0,#0FCH

MOV TL0,#17H SETB TR0

JNB TF0,$

CLR TR0

CLR TF0 RET

END

11