vi xử lý hệ thống điều khiển moto bước

Bài 1: Chương trình điều khiển STEPPER1 quay cùng chiều kim đồng hồ CTRL MOTOR được nối với Port0.. Bài 1: Chương trình điều khiển STEPPER1 quay cùng chiều kim đồng hồ CTRL MOTOR được nố

Trang 1

KHOA CÔNG NGHỆ ĐIỆN TỬ

BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP

TÀI LIỆU HƯỚNG DẪN THÍ NGHIỆM - THỰC HÀNH

Trang 2

I HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN MOTOR BƯỚC

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

Trang 3

Bài 1: Chương trình điều khiển STEPPER1 quay cùng chiều kim đồng hồ (CTRL MOTOR được nối với Port0)

1 Trình tự tiến hành thí nghiệm:

1.1 Kết nối thiết bị thí nghiệm

• Tắt nguồn cấp cho mơ hình thí nghiệm

• Dùng dây bus 8 nối J63 (PORT0 / DATA) ở khối vi điều khiển với J31 (CONTROL MOTOR) ở khối motor bước

• Dùng dây bus 4 nối J30 (MOTOR 1) ở khối motor bước với các dây điều khiển của motor bước (sử dụng loại motor bước cĩ 5 dây (4 điều khiển +1 nguồn) hoặc loại 6 dây (2 điều khiển + 1 nguồn và 2 điều khiển + 1 nguồn)

• Dùng dây bus 3 nối J105 (POWER) ở khối motor bước với nguồn +5V ở khối nguồn

• Dùng dây bus 1 nối các dây nguồn của motor bước với nguồn +5V ở khối nguồn

1.2 Sơ đồ nguyên lý của hệ thống:

AD7

AD0

AD0 AD1 AD2 AD3 AD4 AD5 AD6

AD7 AD6 AD5 AD4 AD3 AD2 AD1

AD0 AD1 AD2 AD3

A

D

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

MẠCH ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ BƯỚC (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

Trang 4

Bài 1: Chương trình điều khiển STEPPER1 quay cùng chiều kim đồng hồ (CTRL MOTOR được nối với Port0) 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

SJMP MAIN ;QUAY LAI

;****************************************************

DELAY: ;CHUONG TRINH CON TAO THOI GIAN TRE 1S

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

RET

END

Trang 5

Bài 1: Chương trình điều khiển STEPPER1 quay cùng chiều kim đồng hồ (CTRL MOTOR được nối với Port0) 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)

Trang 6

Bài 2: Chương trình điều khiển STEPPER1 quay cùng chiều kim đồng hồ một vòng rồi dừng lại (CTRL

MOTOR được nối với Port0)

• Quá trình kết nối thiết bị thí nghiệm tương tự như Bài 1

• 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

RL A ;CHUYEN DICH SANG TRANG THAI XUNG DIEU KHIEN KE TIEP

INC R0 ;DEM SO BUOC QUAY

Trang 7

Bài 2: Chương trình điều khiển STEPPER1 quay cùng chiều kim đồng hồ một vòng rồi dừng lại (CTRL

MOTOR được nối với Port0)

MOV A ,#00000001B ;DUA XUNG DIEU KHIEN VE TRANG THAI BAN DAU (BUOC 1)

;****************************************************

MOV R0 ,#100

MOV TMOD ,#01H

LOOP2:

MOV TL0 ,#LOW(-10000)

SETB TR0

JNB TF0 ,$

CLR TR0

CLR TF0

DJNZ R0 ,LOOP2

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)

Trang 8

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)

• Tắt nguồn cấp cho mơ hình thí nghiệm

• Dùng dây bus 8 nối J63 (PORT0 / DATA) ở khối vi điều khiển với J31 (CONTROL MOTOR) ở khối motor bước

• Dùng dây bus 8 nối J64 (PORT1) ở khối vi điều khiển với J76 (MOMENTARY SW) ở khối nút nhấn

• Dùng dây bus 4 nối J30 (MOTOR 1) ở khối motor bước với các dây điều khiển của motor bước (sử dụng loại motor bước cĩ 5 dây (4 điều khiển +1 nguồn) hoặc loại 6 dây (2 điều khiển + 1 nguồn và 2 điều khiển + 1 nguồn)

• Dùng hai dây bus 3 nối J105 (POWER) ở khối motor bước và J114 (POWER) ở khối nút nhấn với nguồn +5V ở khối nguồn

• Dùng dây bus 1 nối các dây nguồn của motor bước với nguồn +5V ở khối nguồn

AD7

AD0

AD0 AD2 AD3 AD5 AD6

AD7 AD6 AD4 AD3 AD1

AD0 AD2 AD3

A

D

KEY0

KEY1

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 5 6 8 9

1

RP1

10K

MẠCH ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ BƯỚC (STEPPER MOTOR)

+88.8

1B 1 2B 2 3B 3 4B 4 5B 5 6B 6 7B 7 8B 8

U2

ULN2803

STOP

R2

10k +5V

FOR

R3

10k +5V

REW

R4

10k +5V

Trang 9

1.3 Vẽ lưu đồ giải thuật và viết chương trình điều khiển

Trang 10

;***************************************************

;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

NEXTKEY2:

JB P1.2 ,COMPARE ;Y: KEY2 KHONG DUOC NHAN

COMPARE:

RL A ;NUT NHAN LA KEY1 -> QUAY THUAN 1 BUOC

NEXT_COM1:

RR A ;NUT NHAN LA KEY2 -> QUAY NGHICH 1 BUOC

NEXT_COM2:

SJMP TESTKEY ;QUAY TRO VE

;****************************************************

ROTATE: ;CTC DIEU KHIEN QUAY MOTOR

MOV A ,#01H ;DIEU CHINH TRANG THAI XUNG VE BUOC 1

BIT4_BIT0:

MOV A ,#08H ;DIEU CHINH TRANG THAI XUNG VE BUOC 4

BIT7_BIT3:

MOV P0 , A ;XUAT XUNG KHIEN

RET

;****************************************************

MOV R0 ,#100

MOV TMOD ,#01H

LOOP2:

MOV TL0 ,#LOW(-10000)

SETB TR0

JNB TF0 ,$

CLR TR0

CLR TF0

DJNZ R0 ,LOOP2

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

Trang 11

Nhấn phím “2”: STEPPER1 quay ngược chiều kim đồng hồ

Nhấn phím “ESC”: STEPPER1 dừng

• Bài 5: Hãy viết chương trình điều khiển STEPPER1 quay cùng chiều kim đồng hồ khi ta nhấn phím trên bàn phím:

Nhấn phím “1”: STEPPER1 tăng dần tốc độ quay

Nhấn phím “2”: STEPPER1 giãm dần tốc độ quay

Nhấn phím “ESC”: STEPPER1 dừng

• Bài 6: Hãy viết chương trình điều khiển STEPPER1 hoạt động khi ta nhấn nut nhấn:

Nhấn nút KEY0: STEPPER1 quay cùng chiều kim đồng hồ

Nhấn nút KEY1: STEPPER1 quay ngược chiều kim đồng hồ

Nhấn nút KEY2: STEPPER1 tăng dần tốc độ quay

Nhấn nút KEY3: STEPPER1 giãm dần tốc độ quay

Nhấn nút KEY4: STEPPER1 dừng

• Bài 7: Hãy viết chương trình điều khiển STEPPER1 quay cùng chiều kim đồng hồ, motor sẽ quay khi ta nhập từ bàn phím số bước cần quay (0 đến 200) và nhấn phím “ENTER”, motor sẽ dừng bất cứ lúc nào khi

ta nhấn phím “ESC” Số bước motor nhập vào và số bước motor quay sẽ được hiển thị lên ba LED 7 đoạn

• Bài 8: Sinh viên tự mình suy nghĩ và phát triển thêm chương trình

Định dạng
Số trang	11
Dung lượng	538,12 KB