ĐỒ ÁN 2
DÙNG VI ĐIỀU KHIỂN ĐIỀU KHIỂN
TỐC ĐỘ ĐỘNG CƠ DC

MỤC LỤC


DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ


ĐỒ ÁN 2
Trang 3/26

CHƯƠNG 1. ĐỘNG CƠ DC VÀ CÁC LINH KIỆN ĐIỀU
KHIỂN
1.1 Giới thiệu

Xã hội phát triển càng cao thì việc thay thế sức người bằng máy móc
thiết bị ngày càng cao để tăng năng suất lao động. Trong đó việc vận chuyển,
bốc dỡ hàng hoá hay các thiết bị khác phục vụ cuộc sống con người được
quan tâm. Từ những vấn đề trên cần phải tạo ra một thiết bị đảm bảo nhiệm
vụ nhằm giảm nhân công tăng năng suất. Để giải quyết vấn đề trên thì trước
tiên cần tạo ra mô hình trong đó để điều khiển thì cần một động cơ DC quay
thuận, quay nghịch và dừng. Việc điều khiển động cơ DC thì có nhiều
phương pháp và trong số đó có điều khiển động cơ DC bằng vi điều khiển
AT89C52 để lập trình và dùng IC L298 để điều khiển.
1.2 Tìm hiều động cơ DC.
1.2.1 Cấu tạo.
Hình 1.1 Động cơ DC

Stator của động cơ DC thường là 1 hay nhiều cặp nam châm vĩnh cữu

- Đảo chiều điện áp cấp điện chiều quay của động cơ sẽ đổi chiều.
- Điện trở phần ứng càng nhỏ thì dòng chảy qua motor DC càng lớn,
-

lực quay càng mạnh.
Khi động cơ DC quay, từ hai chổi quét điện sẽ luôn phát ra nhiễu

-

ồn rất lớn nên phải dùng tụ và cuộn dây để lọc nhiễu.
Không để động cơ DC bị kẹt không quay, điều này sẽ khiến cho

dòng chạy qua động cơ DC rất lớn có thể dẫn đến cháy.
1.3 Điều khiển bằng IC L298D
Dùng vi điều khiển Điều khiển tốc độ động cơ DC


ĐỒ ÁN 2
Trang 5/26

Hình 1.3 IC L298D dùng điều khiển động cơ
IC L298D là một chip tích hợp mạch cầu H trong gói 15 chân. Tất cả
các mạch kích, mạch cầu đều được tích hợp sẵn. Chức năng của các chân IC
L298D:
+4 chân INPUT: IN1, IN2, IN3, IN4 được nói lần lượt tới các chân 5,
7, 10, 12 của L298D. Đây là các chân nhận tín hiệu diều khiển.
+4 chân OUTPUT: OUT1, OUT2, OUT3, OUT4 được nối với các
chân 2, 3, 13, 14 của L298D. Các chân này sẽ dược nối với động cơ.
+Hai chân ENA và ENB dùng để điều khiển mạch cầu H trong
L298D. Nếu ở mức logic 1 cho phép mạch cầu H hoạt động, nếu ở



ĐỒ ÁN 2
Trang 7/26

Hình 1.6 Đồ thị dạng xung điều chế PWM
Ud = 2.4 (V) (với D = 20%)
Ud = 4.8 (V) (với D = 40%)
Ud = 10.8 (V) (với D = 90%)
Ta có công thức:
Ud = Umax.(t1/T) (V) hay
Ud = Umax.D
Với
t1 :thời gian xung ở sườn dương
T :thời gian của cả sườn âm và sườn dương
Umax : điện áp nguồn cung cấp cho tải
D (duty cycle) : = t1/T , là hệ số điều chỉnh và được tính bằng %.
1.5 Vi điều khiển AT89C52
1.5.1 Giới thiệu sơ lược AT89C52
AT89S52 là họ IC vi điều khiển do hãng Atmel sản xuất. Các sản
phẩm AT89S52 thích hợp cho những ứng dụng điều khiển. Việc xử lý trên
byte và các toán số học ở cấu trúc dữ liệu nhỏ được thực hiện bằng nhiều chế
độ truy xuất dữ liệu nhanh trên RAM nội. Tập lệnh cung cấp một bảng tiện
dụng của những lệnh số học 8 bit gồm cả lệnh nhân và lệnh chia. Nó cung
cấp những hổ trợ mở rộng trên chip dùng cho những biến một bit như là kiểu
dữ liệu riêng biệt cho phép quản lý và kiểm tra bit trực tiếp trong hệ thống
điều khiển.
Các đặc điểm của chip AT89S52 được tóm tắt như sau:
- 8 KByte bộ nhớ có thể lập trình nhanh, có khả năng tới 1000 chu
-


Dùng vi điều khiển Điều khiển tốc độ động cơ DC


ĐỒ ÁN 2
Trang 9/26

Port 3 (P3.0-P3.7) có số chân từ 10-17.Có chức năng xuất
nhập dữ liệu,không sử dụng bộ nhớ ngoài hoặc các chức năng đặc
biệt.
Ở chế độ mặc định (khi reset) thì các chân port 3 được cấu
hình là port xuất dữ liệu. Muốn các chân port 3 làm nhập dữ liệu thì
cần phải lập trình lại, bằng cách ghi lại các mức logic cao (mức 1)
đến tất cả các bit của port trước khi bắt đầu nhập dữ liệu từ port.
Khi lập trình cho ROM trong chip thì port 1 đóng vai trò là
ngõ vào của địa chỉ byte thấp.
C. Chân EA
EA (External Access): truy xuất ngoài,chân số 31. Có chức
năng là tín hiệu cho phép truy xuất (sử dụng) bộ nhớ chương trình
(ROM) ngoài, là tín hiệu nhập tích cực mức thấp.
EA= 0: sử dụng chương trình của ROM ngoài. EA=1: sử dụng
chương trình của ROM trong.
Khi lập trình cho ROM trong chip thì chân EA đóng vai trò là
ngõ vào của điện áp lập trình (Vpp=12V -15V).
D. Chân XTAL1, XTAL2
XTAL tinh thể thạch anh,chân 18-19.
Chức năng: dùng để nối thạch anh hoặc mạch dao động tạo
xung clock bên ngoài,cung cấp tín hiệu xung clock cho chip hoạt
động. Với XTAL1 là ngõ vào mạch tạo xung clock trong chip và
XTAL2 là ngõ ra mạch xung clock trong chip.


Hình 2.1.2: IC L298
IC 74LS04.

Hình 2.1.3: IC 74LS04
IC 7805:

Hình 2.1.4 IC 7805
Thạch anh 20 MHZ:

Dùng vi điều khiển Điều khiển tốc độ động cơ DC


ĐỒ ÁN 2
Trang 12/26

Hình 2.1.5: Thạch anh 12MHZ
Tụ gốm 33pf:

Hình 2.1.6: Tụ gốm 33pf
Nút nhấn 2 chân:

Hình 2.1.7: Nút nhấn 2 chân
Led đơn:

Hình 2.1.8: Led đơn
Điện trở 10 k:

Hình 2.1.9: Điện trở 10k
Điện trở 220 Ohm:

2.2 Sơ đồ giải thuật

Dùng vi điều khiển Điều khiển tốc độ động cơ DC


ĐỒ ÁN 2
Trang 15/26

Hình 2.2 Sơ đồ giải thuât
2.3 Sơ đồ khối

Hình 2.3 Sơ đồ khối

2.4 Sơ đồ nguyên lý mạch
Dùng vi điều khiển Điều khiển tốc độ động cơ DC


ĐỒ ÁN 2
Trang 16/26

2.4.1 Sơ đồ toàn mạch

Hình 2.4.1 Sơ đồ nguyên lý toàn mạch
2.4.2 Sơ đồ khối nguồn
Hình 2.4.2 Sơ đồ nguyên lý khối nguồn

Nguồn 12 VDC: Cấp cho khối tải.
Nguồn 5 VDC: Cấp cho khối tải, khối vi điều khiển.

Dùng vi điều khiển Điều khiển tốc độ động cơ DC


Ngày nay trong lĩnh vực khoa học kỹ thuật thì kỹ thuật vi xử lý và
điều khiển ngày càng phát triển nhằm phuc vụ đời sống con người nên các vi
xử lý ngày càng đươc làm mới.
Chính từ nhu cầu đó em đã nghiên cứu và thiết kế mạch “Điều khiển
động cơ DC bằng vi điều khiển”
3.1 Mô hình mô phỏng

Hình 3.1 Mô hình Mô phỏng
3.2 Kết quả mô phỏng

Khi cấp nguồn cho mạch thì led nguồn sang báo hiệu mạch có thể
hoạt động, khi nhấn nút điều khiển thì mạch chay đúng yêu cầu đề ra.

CHƯƠNG 4. KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI

Dùng vi điều khiển Điều khiển tốc độ động cơ DC


ĐỒ ÁN 2
Trang 20/26

4.1 Kết luận

Song song quá trình nghiên cứu thực hiện đề tài cùng với sự hướng
dẫn nhiệt tình từ giáo viên hướng dẫn thì đồ án hoàn tất đúng thời gian dự
kiến.
Trong quá trình thực hiện đồ án còn nhiều sai sót vì vậy mong được ý
kiến đóng góp từ thầy cô cùng với lời khuyên để nghiên cứu này được hoàn
thiện hơn.

DIR

BIT

P3.2

ON

BIT

P2.0

LEFT BIT

P2.1

RIGH BIT

P2.2

UP

P2.3

BIT

P3.5

DOWN BIT P2.4



SETB TCON.2
MOV TMOD,#11H
MOV TH0,#HIGH(-100)
MOV TL0,#LOW(-100)
CLR TF0
clr

TR0

MOV TH1,#HIGH(-50000)
MOV TL1,#LOW(-50000)
Dùng vi điều khiển Điều khiển tốc độ động cơ DC


ĐỒ ÁN 2
Trang 23/26

CLR TF1
clr

TR1

MOV IE,#8EH

clr c

mov 30h,#0
mov PWM_VALUE,#50
main:


r3,#30,ht

mov r3,#0
Dùng vi điều khiển Điều khiển tốc độ động cơ DC


ĐỒ ÁN 2
Trang 24/26

ht:

inc r3

JNB LEFT,TRAI
JNB RIGH,PHAI
JNB ON,THOATRUN
JNB UP,TANG
JNB DOWN,GIAM
JMP RUN
THOATRUN:
clr

tr0

clr

tr1

JNB ON,$


DEC PWM_VALUE
DEC PWM_VALUE
lcall delay1
JMP RUN
;xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx

tkt:

ret

DELAY:
MOV 7FH,#50
DJNZ 7FH,$
RET
DeLay1:
MOV R1,#02H
REP2: MOV R6,#0FFH

RET

Dùng vi điều khiển Điều khiển tốc độ động cơ DC