do an mon hoc 2( thÂn)

ĐÔ AN MÔN HOC 2: GT 89S52 & ĐỘNG CƠ DC GVHD:NGUYÊN ĐINH PHU

TP.Hồ Chí Minh, ngày… tháng … năm 2010

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM

KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TƯ

Cộng hòa xã hội chủ nghĩa Việt Nam

Độc lập- Tự do - Hạnh phúc

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN MÔN HỌC 2

Họ tên sinh viên : NGUYỄN TUẤN LỘC MSSV : 06101085

Họ tên sinh viên : PHAN QUANG HẢI MSSV : 06101042

Lớp : 061011A

Chuyên ngành : Kỹ thuật Điện – Điện Tử

Hệ đào tạo : Đại học Chính quy

Khóa : 2006-2011

A.Tên đề tài: GIAO TIẾP GIỮA VI ĐIỀU KHIỂN AT89S52 VÀ ĐỘNG CƠ DC

B.Nhiệm vụ và nội dung đề tài:

Lời nói đầu……………………………………………..4

Phần I: Dẫn Nhập………………………………………5

Đặt vấn đề.

Mục đích và yêu cầu.

Giơi han đề tài

Phần II. Cơ sở lý thuyết…………………………………6

Giơi thiệu các IC sử dụng trong mach.

Phần III: Thiết kế và thi công…………………………..13

Chương I: Thiết kế mach

Sơ đồ khối.

SVTH: NGUYÊN TUẤN LỘC – PHAN QUANG HẢI 1


Nguyên lý hoat động của các khối.

Sơ đồ nguyên lý.

Sơ đồ mach in

Lưu đồ và chương trình

Mô phỏng

Chương II: Thi công mach.

Dụng cụ sử dụng.

Quá trình thi công.

Phần IV: Kết luận………………………………21

Nhận xét chung.

Hương phát triển của đề tài

C.Thi công mạch

D.Giáo viên hướng dẫn : Nguyễn Đình Phú

E.Ngày giao nhiệm vụ : 22-03-2010 F.Ngày hoàn thành nhiệm vụ : 10-6-2010



NHẬN XÉT CỦA GIAO VIÊN HƯỚNG DẪN

__________________________________________________________________

__________________________________________________________________

__________________________________________________________________

__________________________________________________________________

__________________________________________________________________

__________________________________________________________________

__________________________________________________________________

__________________________________________________________________

__________________________________________________________________

__________________________________________________________________

__________________________________________________________________

__________________________________________________________________

__________________________________________________________________

__________________________________________________________________

__________________________________________________________________

__________________________________________________________________

__________________________________________________________________

__________________________________________________________________

__________________________________________________________________

Giáo viên hương dẫn

NGUYỂN ĐINH PHU



LỜI NOI ĐÂU

Vơi sự phát triển không ngừng của khoa học kỹ thuật, đặc biệt là ngành điện tử đã ứng

dụng rất nhiều trong công nghiệp. Trong lĩnh vực điều khiển, từ khi công nghệ chế tao loai vi

mach lập trình phát triển đã đem đến các kỹ thuật điều khiển hiện đai có nhiều ưu điểm hơn so vơi

việc sử dụng các mach điều khiển lắp ráp bằng các linh kiện rời như kích thươc nhỏ, giá thành rẻ,

độ làm việc tin cậy, công suất tiêu thụ nhỏ.

Ngày nay, trong lĩnh vực điều khiển đã được ứng dụng rộng rãi trong các thiết bị, sản phẩm

phục vụ cho nhu cầu sinh hoat hàng ngày của con người như máy giặt, đồng hồ báo giờ….. đã

giúp cho đời sống cuả chúng ta ngày càng hiện đai và tiện nghi hơn. Bên canh đó thì trong lĩnh

vực sản xuất cũng rất cần được chú trọng vơi việc ứng dụng các vi mach để cho ra đời các sản

phẩm như mach đếm sản phẩm, nhận biết và nhận dang sản phẩm cho đến mach điều chỉnh tốc độ

động cơ và đặt trươc tốc độ ….nhằm phục vụ cho việc điều chỉnh tốc độ nhanh chậm của băng

truyền giúp ích cho việc sản xuất có hiệu quả.

Đề tài “GT 89S52 & ĐỘNG CƠ DC” rất đa dang và phong phú, có nhiều loai hình khác

nhau dựa vào công dụng và độ phức tap. Do tài liệu tham khảo bằng Tiếng Việt còn han chế, trình

độ có han và kinh nghiệm trong thực tế còn non kém, nên đề tài chắc chắn còn nhiều thiếu sót. Vì

vậy rất mong nhận được những ý kiến đóng góp, giúp đỡ chân thành của các thầy cũng như của

các ban sinh viên.

Bên canh đó, qua việc thực hiện đề tài này em xin chân thành cảm ơn tri ân

thầy “ NGUYỄN ĐÌNH PHÚ” đã giúp đỡ em rất nhiều trong suốt quá trình thực hiện đề tài

này, được sự hương dẫn của thầy mà đề tài đã đat được nhiều thành công và những tiện ích cũng

như hiệu quả mong muốn.



PHÂN I: DẪN NHẬPI. Đặt vấn đề.

Cùng vơi sự phát triển của khoa học và công nghệ, các thiết bị điện tử đã, đang và sẽ

tiếp tục được ứng dụng ngày càng rộng rãi và mang lai hiệu quả trong hầu hết các lĩnh vực khoa

học kỹ thuật cũng như trong đời sống xã hội.

Sự phát triển manh mẽ của công nghệ điện tử đã cho ra đời nhiều vi điều khiển cỡ lơn vơi

giá thành rẻ và khả năng lập trình cao đã mang lai những thay đổi lơn trong ngành điện tử. Vi điều

khiển ở những mức độ khác nhau đã đang thâm nhập trong các lĩnh vực điện tử thông dụng và

chuyên nghiệp một cách nhanh chóng. Các trường kỹ thuật là nơi mà vi điều khiển thâm nhập

manh mẽ và được học sinh, sinh viên ưa chuộng do lợi ích và tính linh hoat của nó. Vì thế sự hiểu

biết sâu sắc về kỹ thuật số và vi xử lý là không thể thiếu đối vơi sinh viên ngành điện tử hiện nay.

Nhu cầu hiểu biết về kỹ thuật số và vi xử lý không chỉ riêng đối vơi những người theo chuyên

ngành điện tử mà còn đối vơi những cán bộ kỹ thuật khác có sử dụng thiết bị điện tử.

II.Mục đích yêu câu.

Trên cở sở lý thuyết và thực tế ứng dụng của một số loai vi điều khiển mà người ta đã

linh hoat hơn trong việc điều khiển các thiết bị, thay đổi chương trình để vi điều khiển hoat động

theo ý muốn của người sử dụng mà không tác động nhiều đến phần cứng. Từ đó cho ra đời nhiều

sản phẩm thiết kế như mach quang báo, đèn chay quảng cáo,hiển thị … Bên canh đó người ta còn

ứng dụng trong sản xuất như mach đếm sản phẩm, điều khiển băng truyền, điều khiển tốc độ động

cơ… Trong phần này đề cập đến việc “điều khiển tốc độ động cơ và đo tốc độ động cơ với việc

đặt trước tốc độ”

III.Giới hạn đề tài:

Trong pham vi đồ án này, người thực hiện đề tài chỉ thực hiện việc điều khiển tốc độ

động cơ vơi việc đặt trươc tốc độ và đo tốc độ của động cơ. Do trên cơ sở còn han hẹp nên không

tránh khỏi sự sai lệch cũng như sai sót trong việc đo tốc độ một cách chính xác.



PHÂN II:CƠ SƠ LY THUYẾT I.Giới thiệu về các IC sử dụng trong mạch.

I.1. Vi điều khiển AT89S52:

Đây là họ vi điều khiển của hãng ATMEL bao gồm:

8KB bộ nhơ FLASH ROM để lưu chương trình điều khiển.

256B RAM nội.

32 ngõ vào ra I/O tương ứng 4 Ports xuất nhập

Timer Watchdog

2 con Trỏ dữ liệu

3 Timer/ Couter 16bits

8 nguồn ngắt

Có khà năng giao tiếp truyền dữ liệu nối tiếp và song song qua đường SPI

Port 0 : chân từ 32÷39

Chức năng:

Các đường I/O (Input-Output)

Bus địa chỉ và dữ liệu AD7-AD0


Chức năng:

Các đường I/O

Chân 6,7,8 dùng giao tiếp song song SPI

Chân 1 dùng cho Timer/ Couter 2




Chức năng:

Các đường I/O (Input-Output)

Bus địa chỉ A15-A8


Chức năng:

Các chân còn lại:

Chân 9: ngõ vào Reset.

Chân 18,19: ngõ vào bộ dao động 12Mhz÷ 24Mhz.

Chân 20: nối mass GND

Chân 40: VCC nối lên nguồn 5V.

Chân ALE, PSEN, WR\, RD\ dùng để kết nối bộ nhơ mở rộng.

Chân EA\ có chức năng chọn bộ nhơ chương trình: EA\=GND: Chọn bộ nhơ ngoai,

EA\=VCC chọn bộ nhơ nội.


L 7

7 S E G M E N T

A7

B6

C4

D2

E1

F9

G1 0

C A3

C A8

D p5


I.2. IC ổn áp 7805:

Sơ đồ chân:

Chân 1 : ngõ vào

Chân 2: GND (mass)

Chân 3: ngõ ra ổn áp

Điện áp ra là 5V.

Nguyên lý ổn áp : Thông qua điện trở R và Dz gim cố định điện áp chân B của Transistor Q, giả

sử khi điện áp chân E đèn Q giảm => khi đó điện áp UBE tăng => dòng qua đèn Q tăng => làm

điện áp chân E của đèn tăng , và ngược lai ...

I.3. LED 7 ĐOẠN ( Anode chung):

Một trong các chỉ báo thông dụng để hiển thị các số thập phân là led 7 đoan.

+Ơ loai anod chung( anod của đèn được nối lên +5V), đoan nào sáng ta nối đầu catod của đoan đó xuống mức thấp thông qua điện trở R để han dòng.



I.4. IC điều khiển động cơ L298:

Điện áp cấp lên đến 46V Tổng Dòng DC chịu đựng lên đến 4A Điện áp bão hòa Chức năng bảo vệ quá nhiệt Điện áp logic ‘0’ từ 1.5V trở xuống (lề miễn nhiễu lơn)

Giới thiệu:

IC L298 là mach tích hợp đơn chip có kiểu vỏ công suất 15 chân

Gồm: Multiwatt 15 và PowerSO20 (linh kiện dán công suất)

Là IC mach cầu đôi (dual full-bridge) hoat động ở điện thế cao,dòng cao

Tương thích chuẩn TTL và lái tải cảm kháng như relay, cuộn solenoid, động cơ DC và động cơ bươc

Có 2 chân enable

Cực phát (emitter) của transistor dươi của mỗi mach cầu được nối vơi nhau và nối ra chân ngoài để nối vơi điện trở cảm ứng dòng khi cần.

Nó có thêm một chân cấp nguồn giúp mach logic có thể hoat động ở điện thể thấp hơn.



Chức năng các chân:

I.5. Encoder:



Encoder là thiết bị dùng để xác định vị trí, vận tốc, gia tốc của một trục quay, hoặc một vật di chuyện tịnh tiến (với bố trí cơ khí phù hợp) được sử dụng rộng rãi trong các ứng dụng dân dụng (đo góc quay của cửa tự động, đo vận tốc xe,...) và công nghiệp (đo góc quay của khớp trong robot công nghiệp, đo vận tốc của động cơ DC trong băng truyền, ...).

Nguyên tắc hoạt động cơ bản: Nguyên lý cơ bản của encoder, đó là một đĩa tròn xoay, quay quanh trục. Trên đĩa có các lỗ (rãnh). Người ta dùng một đèn led để chiếu lên mặt đĩa. Khi đĩa quay, chỗ không có lỗ (rãnh), đèn led không chiếu xuyên qua được, chỗ có lỗ (rãnh), đèn led sẽ chiếu xuyên qua. Khi đó, phía mặt bên kia của đĩa, người ta đặt một con mắt thu. Vơi các tín hiệu có, hoặc không có ánh sáng chiếu qua, người ta ghi nhận được đèn led có chiếu qua lỗ hay không.Số xung đếm được và tăng lên nó tính bằng số lần ánh sáng bị cắt! Như vậy là encoder sẽ tao ra các tín hiệu xung vuông và các tín hiệu xung vuông này được cắt từ ánh sáng xuyên qua lỗ. Nên tần số của xung đầu ra sẽ phụ thuộc vào tốc độ quay của tấm tròn đó.

Cách tính tốc độ động cơ:

Tín hiệu từ encoder tao ra các dang xung vuông có tần số thay đôi vào tốc độ động cơ. Do đó các xung vuông này được đưa vào bộ vi xử lý để đếm số xung trong khoảng thời gian cho phép từ đó ta có thể tính được giá trị vận tốc của động cơ.

I.5. Động cơ một chiều DC:



Sơ lược về nguyên tắc hoạt động:

Cấu tạo của động cơ gồm có 2 phân: stato đứng yên và rôto quay so vơi stato. Phần cảm (phần kích từ-thường đặt trên stato) tao ra từ trường đi trong mach từ, xuyên qua các vòng dây quấn của phần ứng (thường đặt trên rôto). Khi có dòng điện chay trong mach phần ứng, các thanh dẫn phần ứng sẽ chịu tác động bởi các lực điện từ theo phương tiếp tuyến vơi mặt trụ rôto, làm cho rôto quay. Chính xác hơn, lực điện từ trên một đơn vị chiều dài thanh dẫn là tích có hương của vectơ mật độ từ thông B và vectơ cường độ dòng điện I. Dòng điện phần ứng được đưa vào rôto thông qua hệ thống chổi than và cổ góp. Cổ góp sẽ giúp cho dòng điện trong mỗi thanh dẫn phần ứng được đổi chiều khi thanh dẫn đi đến một cực từ khác tên vơi cực từ mà nó vừa đi qua (điều này làm cho lực điện từ được sinh ra luôn luôn tao ra mômen theo một chiều nhất định).


KHỐI

NGUỒN

KHỐI

ĐIỀU KHIỂN

KHỐI

HIỂN THỊ

KHỐI

THỰC THI


PHÂN III:THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG Chương I: THIẾT KẾ MẠCH:

I. SƠ ĐỒ KHỒI .

Mạch được xây dựng trên mô hình như sau:



II. NGUYÊN LY HOẠT ĐỘNG CỦA CÁC KHỐI.

II.1. Khối nguồn:

Hoạt động:

Điện áp 220 VAC qua biến áp thành 12VAC.

Một cầu chỉnh lưu để chuyển điện áp AC thành DC.

Tiếp đến là qua một IC ổn áp 7805 để nguồn cấp cho mach ổn định 5V

Nguồn 12VDC cấp cho động cơ DC và IC L298.

Tụ C7, C8,C9 có giá trị lơn để làm phẳng điện áp ra



II. 2 . Khối hiển thị:

Cấu tạo:

o Sử dụng chủ yếu là Led 7 đoan ( Anode chung).

o Dùng phương pháp quét để tiết kiệm port( dùng trans A 1015)

o Có điện trở han dòng cho led

Hoạt động:

Dùng port 3 để quét Led.

Dùng Port 2 để hiển thị.

+ Tính toán giá tri điện trơ :

Vled=1,7÷3V (Chọn 2.5V)Iled=5÷10mA (chọn 7.5mA)Vcc=5V



R=(Vcc-Vled)/Iled=(5-2.5)/7.5.10-3=330Ω

II. 3 . Khối điều khiển. Bao gồm:

Ma trận phím nhấn:

Có tác dụng tương tác vơi người dùng :

Cho phép nhập số vòng quay (tốc độ động cơ).

Các phím Start/ Stop, Forward/ Reverse ( quay thuận/ nghịch)

Dùng Port 1 để giao tiếp vơi vi điều khiển AT 89S52.

Vi điều khiển AT 89S52:

Chức năng:

Nap chương trình và thực thi chương trình .

Các chân Port được treo lên qua điện trở treo lên nguồn để tránh sụt áp.

Sử dụng bộ dao động thach anh bên ngoài 12Mhz.

Có nút Reset tiện cho người sử dụng khi gặp sự cố.

Nhận tín hiệu của Encoder để nhận biết số vòng quay động cơ qua ngắt T0.



IC L298:

Chức năng:

Nhận tín hiệu từ vi điều khiển để điều khiển động cơ DC.

Chống điện áp phản hồi từ ngõ ra .

Nhận sự cho phép hoat động ngõ ra qua chân Enable A,B (chân 6,11).

Chân 1,15 mắc như hình để điều khiển dòng tải ngõ ra tai chân 2,3,13,14 tùy

theo loai động cơ DC.

II. 4 . Khối

thực thi:

Hoạt động :

Động cơ DC có hai đầu vào, có tác dụng làm quay động cơ.

Một đầu âm và một đầu dương, muốn đảo chiều động cơ chỉ

việc đảo cực tính hai đầu dây của động cơ.

Động cơ có cấu tao như một cuộn cảm kháng, do vậy để

tránh hỏng động cơ do sức điện động cuộn dây gây ra nên ta

phải gắn thêm diode như hình để bảo vệ động cơ.



I II. SƠ ĐỒ NGUYÊN LY:



I V . SƠ ĐỒ MẠCH IN :



V. LƯU ĐỒ VÀ CHƯƠNG TRÌNH:

Lưu đồ:

Chương trình:

VI. MÔ PHỎNG:



Chương IITHI CÔNG MẠCH

I. Dụng cụ sử dụng. Đồng hồ VOM. Chì hàn. Các linh kiện. Mach in.

II. Quá trình thi công. Phân tích sơ đồ nguyên lý. Tiến hành gia công mach. Lắp rắp và kiểm tra hoat động của mach.

PHÂN IV:KẾT LUẬNI.NHẬN XÉT CHUNG.

Mach điều khiển tốc độ động cơ DC và đo tốc độ ứng dụng rất rộng rãi trong sản xuất, góp

phần nâng cao tính linh hoat trong điều khiển băng truyền, phù hợp vơi nhiều loai hình sản

xuất,đặc biệt có thể thay đổi tốc độ để phù hợp vơi ý muốn người sản xuất.

II.HƯƠNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI:

Trong đề tài này, thì việc đặt trươc tốc độ cũng như đo tốc độ là do người sử dụng điều

khiển .Do vậy mà còn han chế rất nhiều trong khâu quản lý giám sát, chúng ta nên phát triển đề tài

này bằng cách ứng dụng thêm việc hiệu chỉnh tốc độ động cơ một cách tự động bằng cách đặt

trươc thời gian hoat động băng truyền hay động cơ vơi tốc độ tùy thích. Như vậy nâng cao tính

hiệu quả, giảm thiểu công sức nhưng nâng cao hiệu quả công việc.



TÀI LIỆU THAM KHẢO1. Vi xử lý_Nguyễn Đình Phú_ ĐH SPKT TP HCM

2. Kỹ thuật số_Nguyễn Hữu Phương_NXB Thống Kê.

4.Vi mach và tao sóng_Tống Văn On_NXB Giáo Dục

5.Giáo trình Kỹ thuật số _Nguyễn Việt Hùng_Hà A Thồi_ĐH SPKT TP HCM

6.Thực Tập Kỹ Thuật Số_Nguyễn Đình Phú_ĐH SPKT TP HCM

7.Thực Tập Vi xử lý _Nguyễn Đình Phú_ĐH SPKT TP HCM


do an mon hoc 2( thÂn)

Documents