DÙNG VI điều KHIỂN điều KHIỂN ĐỘNG cơ DC BẰNG bàn PHÍM

DÙNG VI điều KHIỂN điều KHIỂN ĐỘNG cơ DC BẰNG bàn PHÍM DÙNG VI điều KHIỂN điều KHIỂN ĐỘNG cơ DC BẰNG bàn PHÍM DÙNG VI điều KHIỂN điều KHIỂN ĐỘNG cơ DC BẰNG bàn PHÍM DÙNG VI điều KHIỂN điều KHIỂN ĐỘNG cơ DC BẰNG bàn PHÍM DÙNG VI điều KHIỂN điều KHIỂN ĐỘNG cơ DC BẰNG bàn PHÍM DÙNG VI điều KHIỂN điều KHIỂN ĐỘNG cơ DC BẰNG bàn PHÍM

DÙNG VI ĐIỀU KHIỂN ĐIỂU KHIỂN ĐỘNG CƠ DC BẰNG BÀN PHÍM

CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI 1

1.1 GIỚI THIỆU 1

1.2 ĐỊNH HƯỚNG ĐỀ TÀI 1

CHƯƠNG 2 NỘI DUNG CỦA ĐỀ TÀI 3

2.1 GIỚI THIỆU SƠ LƯỢC VỀ CHƯƠNG TRÌNH VIẾT CODE VÀ BIÊN DỊCH 3

2.2 GIƠI THIỆU SƠ LƯỢC PIC16F877A 4

2.3 GIỚI THIỆU SƠ LƯỢC VỀ IC L293D 5

2.4 GIỚI THIỆU SƠ LƯỢC VỀ LCD 7

2.5 ĐỘNG CƠ DC 9

2.6 SƠ ĐỒ KHỐI 10

CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ MÔ PHỎNG 11

3.1 SƠ ĐỒ GIẢI THUẬT 11

3.2 MÔ HÌNH MÔ PHỎNG 12

3.2.1 Sơ đồ nguyên lý 12

3.2.2 Sơ đồ mạch in 13

3.2.3 Mạch thực tế 14

3.3 ƯU ĐIỂM 15

3.4 NHƯỢC ĐIỂM 15

CHƯƠNG 4 KẾT LUẬN 16

4.1 KẾT LUẬN 16

4.2 HƯỚNG PHÁT TRIỂN 16

TÀI LIỆU THAM KHẢO 17

HÌNH 2- 2: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ PIC16F877A 5

HÌNH 2-3: HÌNH ẢNH THỰC TẾ VÀ SƠ ĐỒ CHÂN CỦA IC293D 6

HÌNH 2-4: LCD 4BIT 7

HÌNH 2-5: CÁC CHÂN CỦA LCD 7

HÌNH 2-6: ĐỘNG CƠ DC SỬ DỤNG TRONG ĐỒ ÁN 9

HÌNH 2-7: SƠ ĐỒ KHỐI 10Y HÌNH 3-1: SƠ ĐỒ GIẢI THUẬT 11

HÌNH 3-2: MẠCH NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG 12

HÌNH 3-3: SƠ ĐỒ MẠCH IN 13

HÌNH 3-4: MẠCH THỰC TẾ 14

LCD Liquid Crystal Display

PWM Pulse Width Modulation

CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI

1.1 Giới thiệu

- Tên đề tài: “ Dùng vi điều khiển điều khiển động cơ DC bằng bàn phím”

- Lập trinh C cho PIC16F877A để điều khiển tốc độ động cơ DC thông quachương trình CCS ( Code Composer Studio ), tốc độ được tăng giảm thôngqua 2 nút bấm, được reset qua nút reset và được bật tắt thông qua nút on - offnối với mạch nguồn

Hình 1-1: Vi điều khiển PIC16F877A.

1.2 Định hướng đề tài

- Nghiên cứu tìm hiểu về PIC16F877A

- Làm quen với thao tác code trên chương trình CCS

- Xây dựng 4 nút bấm: tăng, giảm tốc độ động cơ; reset; on-off

- Kết nối với LCD để hiển thị tốc độ động cơ

- Sử dụng 2 kênh PWM của vi điều khiển PIC16F877A để thay đổi giá trị áptrung bình đặt vào động cơ để điều khiển tốc độ động cơ

- Mô phỏng chuyển động theo mong muốn.

- Vẽ mạch và thi công

CHƯƠNG 2 NỘI DUNG CỦA ĐỀ TÀI

1.3 Giới thiệu sơ lược về chương trình viết code và biên dịch

- Trong đồ án này, em sử dụng chương trình CCS (Code ComposerStudio) để viết code và biên dịch, cho phép lập trình ngôn ngữ C cho

vi điều khiển PIC16F877A

- Chương trình CCS là trình biên dịch lập trình ngôn ngữ C cho vi điềukhiển PIC của Microchip, là sự tích hợp của 3 trình biên dịch riêngbiệt cho 3 dòng PIC khác nhau: PCB cho dòng PIC 12-bit opcodes,PCM cho dòng PIC 14-bit opcodes, PCH cho dòng PIC 16 và 18-bit

 Mẫu chương trình chuẩn cho lập trình CCS:

 #include 16f877a.h: Đi kèm chương trình dịch, chứa khai báo

về các thanh ghi trong mỗi con PIC, dùng cho việc cấu hìnhcho PIC

 #include def_877a.h: Files do người lập trình tạo ra, chứa khaibáo về các thanh ghi trong PIC, giúp cho việc lập trình được dễdàng hơn

 #FUSES NOWDT, HS: Khai báo về cấu hình cho PIC

 #use delay(clock=20000000): Tần số thạch anh sử dụng

 #use rs232(baud=9600,…): Khai báo cho giao tiếp nối tiếpRS232

 #use i2c(master, SDA=PIN_C4,…): Khai báo dùng i2c, chế độhoạt động

 #include<tên_file.c>: Khai báo các files thư viện được sử dụngvids dụ như LCD_lib_4bit.c

 #INT_xxx: Khai báo địa chỉ chương trình phục vụ ngắt

 Void tên_chương_trình(tên_biến){}:Chương trình chính haychương trình con

- Ở trên là những ví dụ về câu lệnh đơn giản trong chương trình CCS

1.4 Giơi thiệu sơ lược PIC16F877A

- PIC là viết tắt của “Programable Intelligent Computer”, tạm dịch là “máytính thông minh khả trình” do hãng General Instrument đặt tên cho vi điềukhiển đầu tiên của họ: PIC 1650 được thiết kế để dùng làm các thiết bị ngoại

vi cho vi điều khiển CP1600

Hình 2-1: Sơ đồ chân của PIC16F877A

Hình 2- 2: Giới thiệu chung về PIC16F877A

1.5 Giới thiệu sơ lược về IC L293D

-Đây là loại L293D,của Hãng Texas Instruments

- Nguồn cấp Vs (chân 10) : max là 36V , min bằng Vss

- Nguồn cấp logic Vss ( chân 20 ) : max là 36V, min là 4.5 V

- Dòng làm việc ở trạng thái bình thường 600 mA

- Dòng đỉnh 1.2 A

-L293D là IC cầu H có chức năng điều khiển động cơ Gồm 4 kênh có thể điềukhiển 2 động cơ DC hoặc 1 động cơ bước 4 pha (5 dây) Để điều khiển động cơ DC,bạn cần sử dụng 2 kênh của L293D cho 1 động cơ

-L293D đã được tích hợp sẵn diode bảo vệ vi điều khiển chống lại dòng cảm ứngkhi động cơ khởi động hoặc tắt Vì vậy, bạn chỉ cần gắn motor vào L293D và cácchân của vi điều khiển tương ứng, là có thể làm cho động cơ chạy ngay Dòng L293

có 2 loại: L293B/E và L293D, dòng L293B có khả năng chịu tải cao hơn (1A so với600mA của L293D) nhưng không có diode bảo vệ vi điều khiển

-Với mỗi motor, cần 3 chân từ vi điều khiển kết nối với L293D, trong đó có 1 chânđiều khiển tốc độ đông cơ dùng xung PWM, 2 chân còn lại là logic 0 hoặc 1 dùngđiều chỉnh chiều quay của motor

-Tín hiệu điều khiển được xử lý độc lập với nhau với từng đầu ra Ví dụ: có thể điềukhiển 2 động cơ DC chạy với tốc độ khác nhau, hướng khác nhau, 1 động cơ dừngcòn 1 động cơ chạy

-Mỗi kênh của L293D chịu được tải 600mA và dòng max là 1A

-Để sử dụng các động cơ công suất cao hơn, chỉ việc gắn song song 2 hoặc nhiềuL293 lại với nhau Với 2 IC L293, có tải chịu được là 1.2A và tải đỉnh là 2A

-L293D có chức năng tự động ngắt khi bị nóng quá mức nhằm để bảo vệ IC

Hình 2-3: Hình ảnh thực tế và sơ đồ chân của IC293D

1.6 Giới thiệu sơ lược về LCD

Hình 2-4: LCD 4bit

- Trong đồ án này em sử dụng LCD HD4478 4bit

Hình 2-5: Các chân của LCD

Chức năng của các chân LCD:

- Chân 1 VSS: Chân nối đất cho LCD, khi thiết kế mạch ta nối chân này vớiGND của mạch điều khiển

- Chân 2 VDD: Chân cấp nguồn cho LCD, khi thiết kế mạch ta nối chân nàyvới VCC=5V của mạch điều khiển

- Chân 3 VEE: Điều chỉnh độ tương phản của LCD

- Chân 4 RS: Chân chọn thanh ghi (Register select) Nối chân RS với logic “0”(GND) hoặc logic “1” (VCC) để chọn thanh ghi

o + Logic “0”: Bus DB0-DB7 sẽ nối với thanh ghi lệnh IR của LCD (ởchế độ “ghi” - write) hoặc nối với bộ đếm địa chỉ của LCD (ở chế độ

“đọc” - read)

o + Logic “1”: Bus DB0-DB7 sẽ nối với thanh ghi dữ liệu DR bên trongLCD

- Chân 5 R/W: Chân chọn chế độ đọc/ghi (Read/Write) Nối chân R/W vớilogic “0” để LCD hoạt động ở chế độ ghi, hoặc nối với logic “1” để LCD ởchế độ đọc.

- Chân 6 E: Chân cho phép (Enable) Sau khi các tín hiệu được đặt lên busDB0-DB7, các lệnh chỉ được chấp nhận khi có 1 xung cho phép của chân E

o + Ở chế độ ghi: Dữ liệu ở bus sẽ được LCD chuyển vào(chấp nhận)thanh ghi bên trong nó khi phát hiện một xung (high-to-low transition)của tín hiệu chân E

o + Ở chế độ đọc: Dữ liệu sẽ được LCD xuất ra DB0-DB7 khi phát hiệncạnh lên (low-to-high transition) ở chân E và được LCD giữ ở bus đếnkhi nào chân E xuống mức thấp

o Chân 7-14 DB0-DB7: Tám đường của bus dữ liệu dùng để trao đổithông tin với MPU Có 2 chế độ sử dụng 8 đường bus này :

o + Chế độ 8 bit : Dữ liệu được truyền trên cả 8 đường, với bit MSB làbit DB7

o + Chế độ 4 bit : Dữ liệu được truyền trên 4 đường từ DB4 tới DB7, bitMSB là DB7

o Chân 15: nguồn dương cho đèn nền

o Chân 16: GND cho đèn nền

1.7 Động cơ DC

Hình 2-6: Động cơ DC sử dụng trong đồ án.

- Động cơ điện một chiều là máy điện chuyển đổi năng lượng điện một chiềusang năng lượng cơ Máy điện chuyển đổi từ năng lượng cơ sang năng lượngđiện là máy phát điện

- Đối với động cơ điện 1 chiều có loại không chổi than (BLDC) và động cơ cóchổi than (DC) Do động cơ BLDC thực chất là động cơ điện 3 pha khôngđồng bộ vì vậy mình chỉ xét động cơ điện 1 chiều có chổi than.Thông số kỹthuật HC-06

- Động cơ điện 1 chiều phân loại theo kích từ thành những loại sau:

- -Stator của động cơ điện 1 chiều thường là 1 hay nhiều cặp nam châm vĩnhcửu, hay nam châm điện

- Rotor có các cuộn dây quấn và được nối với nguồn điện một chiều.

- Bộ phận chỉnh lưu, nó có nhiệm vụ là đổi chiều dòng điện trong khi chuyểnđộng quay của rotor là liên tục Thông thường bộ phận này gồm có một bộ

cổ góp và một bộ chổi than tiếp xúc với cổ góp

2.1 Sơ đồ khối

Hình 2-7: Sơ đồ khối

- Khối nguồn: gồm mạch nguồn để cấp nguồn cho mạch

- Khối xử lý: gồm phần mềm biên dịch code, vi điều khiển và ic để xữ lý và điều khiển mạch

- Khối hiển thị: gồm động cơ và LCD để hiển thị kết quả của mạch

CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ MÔ PHỎNG

1.8 Sơ đồ giải thuật

Hình 3-1: Sơ đồ giải thuật

1.9 Mô hình mô phỏng

1.1.1 Sơ đồ nguyên lý

Hình 3-2: Mạch nguyên lý hoạt động

1.1.2 Sơ đồ mạch in

Hình 3-3: Sơ đồ mạch in

1.1.3 Mạch thực tế

Hình 3-4: Mạch thực tế

NHẬN XÉT

1.10 Ưu điểm

- Mạch in nhỏ, tiết kiệm được diện tích miếng đồng

- Ít linh kiện và chi phí từng linh kiện cũng thấp

- Mạch có code và nguyên lí đơn giản, dễ hiểu

- Mạch nhỏ gọn dễ di chuyển, chống nhiễu đơn giản

1.11 Nhược điểm

- Mạch chỉ điều khiển động cơ DC công suất nhỏ

- Số vòng quay của động cơ không chính xác như lý thuyết

- Sử dụng diode để giảm từ trường của động cơ tác động lên vi điều khiểnPIC.

- Động cơ tách biệt với mạch điều khiển Chỉ kết nối qua 2 dây dẫn

1.13 Hướng phát triển

- Mạch điều khiển động cơ 1 chiều DC dùng vi điều khiển có thể phát triển lên

để điều khiển những động cơ DC khác có công suất hoạt động lớn hơn Hay

có thể phát triển để mạch có thể điều khiển được các loại động cơ khác nhưđộng cơ bước,…

TÀI LIỆU THAM KHẢO