đồ án thiết kế chế tạo và điều khiển tay máy, chương 14 pot

Thiết kế, chế tạo và điều khiển tay máy Trang 105

14
THIẾT KẾ MẠCH
ĐIỀU KHIỂN TAY MÁY
14.1 THIẾT KẾ MẠCH ĐIỀU KHIỂN TAY MÁY
Tay máy được điều khiển thông qua việc phối hợp điều khiển các động cơ
RC Servo. Như đã trình bày về nguyên lý hoạt động cơ RC Servo ở chương 5, để
có được phương án tốt nhất, chúng ta tiến hành thực nghiệm với bốn phương án
sau đây.
14.1.1 Phương án một
Ở phương án này chúng ta điều khiển bốn động cơ bằng bốn chíp
AT89C2051 độc lập.
• Ưu điểm
- Chương trình điều khiển đơn giản.
- Việc truyền nhận dữ liệu không phức tạp.
- Giữ mức tốt.
- Cho độ phân giải khá tốt.
- Khả năng đáp ứng nhanh.
• Khuyết điểm
- Sử dụng nhiều chip.
- Mạch nối phức tạp.
GVHD: TS. NGUYỄN VĂN GIÁP SVTH: Nguyễn Nhật Tân-Nguyễn Lê Tùng

Thiết kế, chế tạo và điều khiển tay máy Trang 106

D1
D3
D6
XTAL2
D5

INT3
XTAL1
D5
D7
INT2
XTAL2
D2
D1
XTAL1
XTAL1
D6
D7
D4
D2
D3
D1
XTAL1
D4
INT4
XTAL2
XTAL2
INT4
D3
RESET
D2
RESET
D0
RESET
D2
XTAL1

D0
D3
D5
D6
D3
D2
D1
D6D5
D4
D6
INT1
INT3
D7
D4
D5
D0
D0
D7
D0
D4
RESET
INT2
INT1
XTAL2
D1
RESET
D7
10uF
U1
AT89C2051

1
5
4
12
13
14
15
16
17
18
19
2
3
6
7
8
9
11
RST/VPP
XTAL1
XTAL2
P1.0/AIN0
P1.1/AIN1
P1.2
P1.3
P1.4
P1.5
P1.6
P1.7
P3.0/RXD

P3.1/TXD
P3.2/INT0
P3.3/INT1
P3.4/T0
P3.5/T1
P3.7
11.059M
R1
10k
0
0
33p
33p
U1
AT89C2051
1
5
4
12
13
14
15
16
17
18
19
2
3
6
7

8
9
11
RST/VPP
XTAL1
XTAL2
P1.0/AIN0
P1.1/AIN1
P1.2
P1.3
P1.4
P1.5
P1.6
P1.7
P3.0/RXD
P3.1/TXD
P3.2/INT0
P3.3/INT1
P3.4/T0
P3.5/T1
P3.7
U1
AT89C2051
1
5
4
12
13
14
15

16
17
18
19
2
3
6
7
8
9
11
RST/VPP
XTAL1
XTAL2
P1.0/AIN0
P1.1/AIN1
P1.2
P1.3
P1.4
P1.5
P1.6
P1.7
P3.0/RXD
P3.1/TXD
P3.2/INT0
P3.3/INT1
P3.4/T0
P3.5/T1
P3.7
JP2

HEADER 8
1
2
3
4
5
6
7
8
HEADER 4
1
2
3
4
U1
AT89C2051
1
5
4
12
13
14
15
16
17
18
19
2
3
6

7
8
9
11
RST/VPP
XTAL1
XTAL2
P1.0/AIN0
P1.1/AIN1
P1.2
P1.3
P1.4
P1.5
P1.6
P1.7
P3.0/RXD
P3.1/TXD
P3.2/INT0
P3.3/INT1
P3.4/T0
P3.5/T1
P3.7

Hình 14.1 Sơ đồ mạch điều khiển dùng 4 chip AT89C2051

14.1.2 Phương án hai
Ở phương án này chúng ta điều khiển bốn động cơ bằng hai chíp
AT89C2051 độc lập.
• Ưu điểm
- Chương trình điều khiển phức tạp.

- Cho độ phân giải khá.
• Khuyết điểm
- Vẫn còn sử dụng nhiều chip.
- Mạch nối phức tạp.
GVHD: TS. NGUYỄN VĂN GIÁP SVTH: Nguyễn Nhật Tân-Nguyễn Lê Tùng

Thiết kế, chế tạo và điều khiển tay máy Trang 107

1uF
10uF
11.059M
1uF
0
HEADER 3
1
2
3
0
0
U2
MAX232/SO
1
3
4
5
2
6
9
10
8

7
C1+
C1-
C2+
C2-
V+
V-
R2OUT
T2IN
R2IN
T2OUT
AT89C2051
1
5
4
12
13
14
15
16
17
18
19
2
3
6
7
8
9
11

RST/VPP
XTAL1
XTAL2
P1.0/AIN0
P1.1/AIN1
P1.2
P1.3
P1.4
P1.5
P1.6
P1.7
P3.0/RXD
P3.1/TXD
P3.2/INT0
P3.3/INT1
P3.4/T0
P3.5/T1
P3.7
0
HEADER 3
1
2
3
COM PC
33p
HEADER 3
1
2
3
0

33p
AT89C2051
1
5
4
12
13
14
15
16
17
18
19
2
3
6
7
8
9
11
RST/VPP
XTAL1
XTAL2
P1.0/AIN0
P1.1/AIN1
P1.2
P1.3
P1.4
P1.5
P1.6

P1.7
P3.0/RXD
P3.1/TXD
P3.2/INT0
P3.3/INT1
P3.4/T0
P3.5/T1
P3.7
HEADER 3
1
2
3
HEADER 3
1
2
3
1uF
HEADER 3
1
2
3
1uF
10k

DC3
DC4
DC3
DC4
DC1
DC2

DC1
DC1
DC2
Hình 14.2 Sơ đồ mạch điều khiển dùng hai chip AT89C2051

14.1.3 Phương án ba
Ở phương án này chúng ta điều khiển bốn động cơ bằng một chip
AT89C2051.
• Ưu điểm
- Mạch đơn giản, gọn.
• Khuyết điểm
- Chương trình phức tạp.
- Độ phân giải không nhuyễn lắm.
- Việc nhận dữ liệu đòi hỏi khắt khe về thời gian.
- Giữ mức không còn tốt như hai phương án trước.
GVHD: TS. NGUYỄN VĂN GIÁP SVTH: Nguyễn Nhật Tân-Nguyễn Lê Tùng

Thiết kế, chế tạo và điều khiển tay máy Trang 108

0
VCC
0
1
2
3
MAX232/SO
1
3
4
5

2
6
9
10
8
7
C1+
C1-
C2+
C2-
V+
V-
R2OUT
T2IN
R2IN
T2OUT
0
33p
1
2
3
1
2
3
VCC
1uF
10k
COM PC
1uF
0

1
2
3
1
2
3
11.059M
1uF
1
2
3
10uF
AT89C2051
1
5
4
12
13
14
15
16
17
18
19
2
3
6
7
8
9

11
RST/VPP
XTAL1
XTAL2
P1.0/AIN0
P1.1/AIN1
P1.2
P1.3
P1.4
P1.5
P1.6
P1.7
P3.0/RXD
P3.1/TXD
P3.2/INT0
P3.3/INT1
P3.4/T0
P3.5/T1
P3.7
0
33p
1uF

DC1
DC3
DC4
DC3
DC4
DC2
DC2

DC1
DC1
Hình 14.3 Sơ đồ mạch điều khiển dùng một chip AT89C2051

14.1.4 Phương án bốn
Ở phương án này chúng ta điều khiển bốn động cơ bằng một chip
AT90S2313.
• Ưu điểm
- Mạch đơn giản, gọn.
- Độ phân giải rất nhuyễn.
- Giữ mức khá tốt.
• Khuyết điểm
- Chương trình rất phức tạp.
- Việc nhận dữ liệu đòi hỏi khắt khe về thời gian.
Sơ đồ mạch nguyên lý của phương án này chúng ta sẽ trình bày trong phần
phụ lục trang 2.

14.1.5 Kết luận
Do tay máy đòi hỏi cao về tính chính xác, nên chúng ta chọn phương án
bốn để điều khiển tay máy. Với phương án này thì tay máy chuyển động khá
mềm mại.
14.2 PHẦN LẬP TRÌNH CHO AT90S2313 ĐỂ ĐIỀU KHIỂN RC SERVO
Như đã trình bày về AT90S2313 ở chương 5, phần này chúng ta sẽ đưa ra
giải thuật lập trình cho AT90S2313 đễ điều khiển 4 động cơ RC Servo

GVHD: TS. NGUYỄN VĂN GIÁP SVTH: Nguyễn Nhật Tân-Nguyễn Lê Tùng

Thiết kế, chế tạo và điều khiển tay máy Trang 109

Isr_t0:

Portb = 255
Timer1 = 64672
Start Timer1
Loadadr Posa , Z
LD R0,z+
LD R1,z
Loadadr Posb , Z
LD R2,z+
LD R3,z
Loadadr Posc , Z
LD R4,z+
LD R5,z
Loadadr Posd , Z
LD R6,z+
LD R7,z
MOV R24,R0
MOV R25,R1
MOV R26,R2
MOV R27,R3
MOV R28,R4
MOV R29,R5
MOV R30,R6
MOV R31,R7
LDI R23,0
!L1:
SBIW R24,1
LDI R22,1
ADC R22,R23
ORI R22,&hFE
IN R18,portb

AND R18,R22
Out Portb , R18

SBIW R26,1
LDI R21,3
ADC R21,R23
ORI R21,&hFD
IN R18,portb
GVHD: TS. NGUYỄN VĂN GIÁP SVTH: Nguyễn Nhật Tân-Nguyễn Lê Tùng

Thiết kế, chế tạo và điều khiển tay máy Trang 110

AND R18,R21
Out Portb , R18
SBIW R28,1
LDI R20,7
ADC R20,R23
ORI R20,&hFB
IN R18,portb
AND R18,R20
Out Portb , R18
SBIW R30,1
LDI R19,15
ADC R19,R23
ORI R19,&hF7
IN R18,portb
AND R18,R19
Out Portb , R18
IN R18,portb
CPI R18,&hF0

BRNE L1
‘************************dong co A******************
Loadadr Newa , Z
LD R0,z+
LD R1,z
Loadadr Posa , Z
LD R24,z+
LD R25,z
CPSE R25,R1
RJMP Sosanhbytecaoa
CPSE R24,R0
RJMP Sosanhbytethapa
RJMP Exit_1
!Sosanhbytethapa:
CP R24,R0
BRCS Tangposa
RJMP Giamposa
!Sosanhbytecaoa:
CP R25,R1
BRCS tangposa
!Giamposa:
GVHD: TS. NGUYỄN VĂN GIÁP SVTH: Nguyễn Nhật Tân-Nguyễn Lê Tùng

Thiết kế, chế tạo và điều khiển tay máy Trang 111

SBIW R24,1
ST z,R25
ST -z,R24
RJMP exit_1
!Tangposa:

ADIW R24,1
ST z,R25
ST -z,R24
!Exit_1:
'*************************Dong co B***************
Loadadr Newb , Z
LD R0,z+
LD R1,z
Loadadr Posb , Z
LD R24,z+
LD R25,z
CPSE R25,R1
RJMP Sosanhbytecaob
CPSE R24,R0
RJMP Sosanhbytethapb
RJMP Exit_2
!Sosanhbytethapb:
CP R24,R0
BRCS Tangposb
RJMP Giamposb
!Sosanhbytecaob:
CP R25,R1
BRCS tangposb
!Giamposb:
SBIW R24,1
ST z,R25
ST -z,R24
RJMP exit_2
!Tangposb:
ADIW R24,1

ST z,R25
ST -z,R24
!Exit_2:
‘************************Dong co C******************
GVHD: TS. NGUYỄN VĂN GIÁP SVTH: Nguyễn Nhật Tân-Nguyễn Lê Tùng

Thiết kế, chế tạo và điều khiển tay máy Trang 112


Loadadr Newc , Z
LD R0,z+
LD R1,z
Loadadr Posc , Z
LD R24,z+
LD R25,z
CPSE R25,R1
RJMP Sosanhbytecaoc
CPSE R24,R0
RJMP Sosanhbytethapc
RJMP Exit_3
!Sosanhbytethapc:
CP R24,R0
BRCS Tangposc
RJMP Giamposc
!Sosanhbytecaoc:
CP R25,R1
BRCS tangposc
!Giamposc:
SBIW R24,1
ST z,R25

ST -z,R24
RJMP exit_3
!Tangposc:
ADIW R24,1
ST z,R25
ST -z,R24
!Exit_3:
'*********************dong co D*********************
Loadadr Newd , Z
LD R0,z+
LD R1,z
Loadadr Posd , Z
LD R24,z+
LD R25,z
CPSE R25,R1
RJMP Sosanhbytecaod
CPSE R24,R0
GVHD: TS. NGUYỄN VĂN GIÁP SVTH: Nguyễn Nhật Tân-Nguyễn Lê Tùng

Thiết kế, chế tạo và điều khiển tay máy Trang 113

RJMP Sosanhbytethapd
RJMP Exit_4
!Sosanhbytethapd:
CP R24,R0
BRCS Tangposd
RJMP Giamposd
!Sosanhbytecaod:
CP R25,R1
BRCS tangposd

!Giamposd:
SBIW R24,1
ST z,R25
ST -z,R24
RJMP exit_4
!Tangposd:
ADIW R24,1
ST z,R25
ST -z,R24
!Exit_4:
Ret
14.3 KẾT LUẬN
Với chương này, chúng ta có thể bắt tay vào thực hiện các mạch và vận
hành chúng. Các phương án thiết kế mạch đưa ra nhằm giúp chúng ta có thể
chọn lựa được một phương án tốt nhất có thể để áp dụng vào trong đề tài này.
Dựa vào phương án được chọn, chúng ta đã viết chương trình điều khiển
cho các vi xử lý.
GVHD: TS. NGUYỄN VĂN GIÁP SVTH: Nguyễn Nhật Tân-Nguyễn Lê Tùng