Đồ án Thiết kế chế tạo mạch điều khiển động cơ 1 chiều hiển thị trên LCD.

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT HƯNG YÊN
KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC ĐỒ ÁN MÔN HỌC
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐHSPKT HƯNG YÊN
CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA
VIỆT NAM
Độc Lập- Tự do- Hạnh Phúc
ĐỒ ÁN MÔN HỌC:CHUYÊN NGÀNH 1
Họ và tên sinh viên: 1. Trương Văn Thắng
2.Đào Văn Thi
3.Bùi Văn Thích
Lớp: Đ-ĐTK9.2
Năm học: 2013- 2014
Tên đề tài: Thiết kế chế tạo mạch điều khiển động cơ 1 chiều hiển thị trên
LCD.
Số liệu cho trước
+ Động cơ điện một chiều
+ Ứng dụng vi điều khiển
Giảng Viên Hướng Dẫn:
Đoàn Văn Tuấn
Hưng yên, ngày tháng năm 2014
1
GVHD: Đoàn Văn Tuấn
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT HƯNG YÊN
KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC ĐỒ ÁN MÔN HỌC
Nhận xét của giảng viên hướng dẫn
……………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………
Giáo viên hướng dẫn
2
GVHD: Đoàn Văn Tuấn
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT HƯNG YÊN
KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC ĐỒ ÁN MÔN HỌC

LỜI NÓI ĐẦU
Trong những thập niên gần đây công nghiệp hoá hiện đại hoá ngày càng

phát triển mạnh mẽ. Kỹ thuật điện tử đã có những bước phát triển mạnh đặc biệt
là trong kỹ thuật điều khiển tự động, kỹ thuật vi điều khiển.
Ở nước ta hiện nay, việc lập trình ghép nối máy tính sử dụng vi điều khiển đã
và đang là công cụ được ứng dụng rộng rãi trong lĩnh vực tự động hoá. Nó phát
triển nhanh chóng, đã mang lại những thay đổi to lớn trong công nghệ cũng như
trong đời sống hàng ngày.
Động cơ một chiều được sử dụng từ lâu trong các hệ truyền động có điều khiển
tốc độ yêu cầu dải điều chỉnh lớn, độ ổn định tốc độ cao và các hệ thường xuyên
hoạt động ở chế độ khởi động, hãm và đảo chiều. Nhờ có đặc tính điều chỉnh
tốc độ tốt nên được sử dụng rất phổ biến trong công nghiệp. Một số ứng dụng
quan trọng của động cơ 1 chiều như truyền động cho xe điện, máy công cụ, máy
nâng vận chuyển, máy cán, máy nghiền
Sau một thời gian tìm hiểu và nghiên cứu, cùng với những lời đóng góp ý kiến
chân thành từ các Thầy(Cô) giáo cùng các bạn sinh viên, đặc biệt được sự
hướng dẫn nhiệt tình của thầy Đoàn Văn Tuấn nhóm đồ án chúng em đã
quyết định chọn và thực hiện đề tài:
“Thiết kế chế tạo mạch điều khiển động cơ điện một chiều có hiển thị tốc độ”
Tuy nhiên, để có được sản phẩm có tính ổn định cao, đảm bảo về chất lượng là
tương đối khó khăn. Vì thời gian để hoàn thành đồ án này cũng có hạn, và tầm
hiểu biết của nhóm thực hiện vẫn còn hạn chế… nên đề tài khó tránh khỏi
những thiếu sót, những khuyết điểm không mong muốn. Nhóm đồ án chúng em
rất mong có được những ý kiến đóng góp quý báu, chân thành của quý thầy cô
cùng các bạn sinh viên để đề tài này được hoàn thiện hơn.
3
GVHD: Đoàn Văn Tuấn
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT HƯNG YÊN
KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC ĐỒ ÁN MÔN HỌC
Mục lục

CHƯƠNG 1. CỞ SỞ LÝ THUYẾT VÀ

SƠ LƯỢC VỀ CÁC LINH KIỆN ĐIỆN TỬ
1.Sơ đồ chân và chức năng của họ 8051
Họ vi điều khiển này có 128 byte RAM, 4kbyte ROM, hai bộ định thời, một cổng
nối tiếp và 4 cổng ra/vào song song và là 1 bộ vi xử lý 8 bit.
Hình 1.1.1: Sơ đồ chân và chức năng của họ 8051
1.1. Port 0 ( P0.0- P0.7)
Port 0 gồm 8 chân, ngoài các chức năng xuất nhập, Port 0 còn là bus đa
hợp dữ liệu và địa chỉ(AD0-AD7)
4
GVHD: Đoàn Văn Tuấn
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT HƯNG YÊN
KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC ĐỒ ÁN MÔN HỌC
1.2. Port 1 ( P1.0- P1.7)
Port 1 có chức năng xuất nhập theo bit và byte. Ngoài ra, ba chân P1.5,
P1.6, P1.7 được dùng để nạp ROM theo chuẩn ISP, hai chân P1.0 và P1.1 được
dùng cho bộ Timer 2.
1.3. Port 2 (P2.0-P2.7)
Là một port có công dụng kép, là đường xuất nhập hoặc là byte cao của
bus địa chỉ đối với các thiết bị đồng bộ nhớ mở rộng.
Hình 1.1.2: Sơ đồ chân Port 2
1.4. Port 3 (P3.0- P3.7)
Mỗi chân trên Port 3 ngoai chớc năng xuất nhập còn có chớc năng riêng,
cụ thể như sau :
Bit Tên Chức năng
P3.0 RXD Dữ liệu nhận cho port nối tiếp
P3.1 TXD Dữ liệu truyền cho port nối tiếp
P3.2 INT0 Ngắt bên ngoài 0
P3.3 INT1 Ngắt bên ngoài 1
P3.4 T0 Ngõ vào của Timer/counter 0
5

GVHD: Đoàn Văn Tuấn
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT HƯNG YÊN
KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC ĐỒ ÁN MÔN HỌC
P3.5 T1 Ngõ vào của Timer/ counter 1
P3.6 /WR Xung ghi bộ nhớ dữ liệu ngoài
P3.7 /RD Xung đọc bộ nhớ dữ liệu ngoài.
1.5. Chân /PSEN ( Program store Enable)
/PSEN là chân điều khiển đọc chương trình ở bộ nhớ ngoài, nó được nối
với chân /OE để cho phép đọc các byte mã lệnh trên ROM ngoài . /PSEN sẽ ở
mức thấp trong thời gian đọc mã lệnh . Mã lệnh được đọc từ bộ nhớ ngoài qua
bus dữ liệu (Port 0) thanh ghi lệnh để được giải mã. Khi thực hiện chương trình
trong ROM nội thì /PSEN ở mức cao.
1.6. Chân ALE (Address Latch Enable)
ALE là tín hiệu điều chỉnh chốt địa chỉ có tần số bằng 1/6 tần số dao động
của vi điều khiển. Tín hiệu ALE được dùng để cho phép vi mạch chốt bên ngoài
như 74373, 74573 chốt byte địa chỉ thấp ra khỏi bus đa hợp địa chỉ / dữ liệu
(Port 0).
1.7. Chân /EA (External Access)
Tín hiệu /EA cho phép chọn bộ nhớ chương trình là bộ nhớ trong hay
ngoài vi điều khiển. Nếu EA ở mức cao (nối với vcc), thì vi điều khiển thi hành
chương trình trong ROM nội . Nếu /EA ở mức thấp (nối với GND), thì vi điều
khiển thi hành chương trình từ bộ nhớ ngoài .
1.8. RST (Reset), VCC, GND
Ngõ vào RST trên chân 9 là ngõ Reset của 8051. Khi tín hiệu này được
đưa lên mức cao, các thanh ghi trong bộ vi điều khiển được tải những giá trị
thích hợp để khởi động hệ thống .
8051 dùng nguồn điện áp một chiều có dải điện áp từ 4V đến 5,5V được
cấp qua chân 20 và 40.
6
GVHD: Đoàn Văn Tuấn

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT HƯNG YÊN
KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC ĐỒ ÁN MÔN HỌC
1.9. XTAL1, XTAL2
8051 có một bộ dao động trên chíp, nó thường được nối với với bộ dao
động bằng thạch anh có tần số lớn nhất là 33MHZ, thông thường là 12MHZ.


Hình 1.1.3: Hình trên là cách nối bộ dao động thạch anh
2. Động cơ điện 1 chiều
2.1.Định nghĩa
Máy điện một chiều là loại máy điện làm việc với dòng điện một chiều, có thể
sử dụng làm máy phát điện hoặc động cơ điện.
Máy điện một chiều cho phép điều chỉnh tốc độ trơn trong khoảng rộng và
momen mở máy lớn vì vậy nó được sử dụng rộng rãi làm động cơ kéo, khi cần
điều chỉnh chính xác tốc độ động cơ trong khoảng rộng, máy điện một chiều
còn được sử dụng rộng rãi làm nguồn nạp ácquy, hàn điện, nguồn cung cấp
điện…
2.2 . Phân loại động cơ điện một chiều (đây là cách phân loại theo cách kích
7
GVHD: Đoàn Văn Tuấn
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT HƯNG YÊN
KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC ĐỒ ÁN MÔN HỌC
từ)
Động cơ điện 1 chiều phân loại theo kích từ thành những loại sau:
-Kích từ độc lập.
-Kích từ song song.
-Kích từ nối tiếp.
-Kích từ hỗn hợp.
2.3. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động
Động cơ điện một chiều có cấu trúc gồm 3 bộ phận chính: phần cảm, phần

ứng, cổ góp và chổi than.
Phẩn cảm là bộ phận tạo ra từ trường đặt ở stato, thông thường phần cảm là một
nam châm điện gồm có cực từ N-S và cuộn dây kích từ.
Phần ứng có lõi thép đặt ở rotor, có phay rãnh để đặt dây quấn phần ứng. Mỗi
cuộn dây được nối tới hai lá góp của cổ góp điện.
Trong chế độ máy phát, cần cấp điện một chiều cho cuộn kích từ và nối rotor
với động cơ sơ cấp khác để quay rotor (máy lai động cơ). Khi rotor quay trong
từ trường phần cảm, trong cuộn dây sẽ xuất hiện thế điện động, được cổ góp và
chổi than nắn thành sđđ một chiều.
Trong chế độ động cơ, cần cấp điện một chiều cho cuộn kích từ và cuộn dây
phần ứng. Dòng điện chạy trong phần ứng sẽ tác dụng với từ trường gây bởi
phần cảm tạo thành momen quay rotor.
Hình 1.2.1 :Sơ đồ cấu tạo động cơ điện một chiều
2.4. Đặc tính cơ của động cơ điện một chiều
8
GVHD: Đoàn Văn Tuấn
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT HƯNG YÊN
KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC ĐỒ ÁN MÔN HỌC
2.4.1. Đặc tính cơ của động cơ kích từ độc lập và song song
Hình 1.2.2: Đường đặc tính cơ của đông cơ kích từ độc lập và song song.
Đặc tính cơ là mối quan hệ hàm giữa tốc độ và momen điện từ =f(M), khi
I =const.
2.4.2.Đặc tính cơ của động cơ kích từ nối tiếp
Hình 1.2.3: Đặc tính cơ của động cơ kích từ nối tiếp.
2.4.3. Đặc tính của động cơ kích từ hỗn hợp
9
GVHD: Đoàn Văn Tuấn
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT HƯNG YÊN
KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC ĐỒ ÁN MÔN HỌC
Hình 1.2.4: Đặc tính cơ động cơ kích từ hỗn hợp.

Trên hình vẽ ta biểu diễn động cơ kích từ hỗn hợp và đặc tính cơ của nó, các
dây quấn kích từ có thể nối thuận hoặc nối ngược làm giảm từ thông. Đặc tính
cơ của động cơ kích từ hỗn hợp khi nối thuận (đường 1), sẽ là trung bình giữa
đặc tính cơ của động cơ kích từ song song (đường 2) và nối tiếp (đường 3).
Các động cơ làm việc nặng nề,dây quấn kích từ nối tiếp là dây quấn kích từ
chính còn dây quấn kích từ song song là dây quấn kích từ phụ và được nối
thuận. Dây quấn kích từ song song đảm bảo tốc độ động cơ không tăng quá lớn
khi momen nhỏ. Động cơ kích từ hỗn hợp có dây quấn kích từ nối tiếp là kích từ
phụ và nối ngược có đặc tính cơ rất cứng (đường 4) nghĩa là tốc độ quay của
động cơ hầu như không đổi. Ngược lại khi nối thuận sẽ làm cho động cơ có đặc
tính mềm hơn, momen mở máy lớn hơn, thích hợp với máy nén, máy bơm, máy
nghiền, máy cán…
10
GVHD: Đoàn Văn Tuấn
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT HƯNG YÊN
KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC ĐỒ ÁN MÔN HỌC
2.5. Khởi động động cơ điện một chiều
2.5.1. Khởi động trực tiếp
Đưa động cơ trực tiếp vào lưới điện không qua một thiết bị phụ nào, dòng
khởi động được xác định bằng công thức:I= U/R
Vì R nhỏ nên I có giá trị rất lớn (20/25), sự tăng dòng đột ngột làm xuất hiện tia
lửa điện ở cổ góp làm hiện xung cơ học và giảm điện áp lưới, phương pháp này
hầu như không sử dụng.
2.5.2. Khởi động điện trở khởi động
Đặc tính cơ:
Hình 1.2.5:Đặc tính cơ của khởi động điện trở khởi động

Người ta đưa vào rotor 1 điện trở có khả năng điều chỉnh và gọi là điện trở
khởi động dòng khởi động bây giờ có giá trị:I = U/ R(t) + R(kđ)
Điện trở khởi động được ngắt dần ra theo sự tăng của tốc độ, nấc khởi động

thứ nhất phải chọn sao cho dòng phần ứng không lớn quá và momen khởi động
không nhỏ quá. Khi có cùng dòng phần ứng thì động cơ kích từ nối tiếp có
momen khởi động lớn hơn của động cơ kích từ song song.
Lưu ý: Với các động cơ kích từ song song khi dùng điện trở khởi động phải
nối sao cho cuộn kích từ trong mọi thời gian đều được cấp điện áp định mức để
đảm bảo lớn nhất. Nếu trong mạch kín từ có điện trở điều chỉnh thì khi khởi
động điện trở này phải ngắn mạch.
Đặc tính cơ của động cơ điện một chiều dùng điện trở ở mạch rotor.
11
GVHD: Đoàn Văn Tuấn
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT HƯNG YÊN
KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC ĐỒ ÁN MÔN HỌC
2.6. Điều chỉnh tốc độ động cơ điện một chiều
Các phương trình điều chỉnh tốc độ.
-Thay đổi điện áp nguồn nạp.
-Thay đổi điện trở mạch rotor.
-Thay đổi từ thông.
2.7 Phương pháp PWM
2.7.1.Phương pháp điều xung PWM
Phương pháp điều xung PWM (Pulse Width Modulation) là phương pháp
điều chỉnh điện áp ra tải, hay nói cách khác, là phương pháp điều chế dựa trên
sự thay đổi độ rộng của chuỗi xung vuông, dẫn đến sự thay đổi điện áp ra.
Các PWM khi biến đổi thì có cùng 1 tần số và khác nhau về độ rộng của sườn
dương hay sườn âm
Hình 1.2.6: Đồ thị dạng xung điều chế PWM
2.7.2.Ứng dụng của PWM trong điều khiển
PWM được ứng dụng nhiều trong điều khiển. Điển hình nhất mà chúng ta
thường hay gặp là điều khiển động cơ và các bộ xung áp, điều áp Sử dụng
12
GVHD: Đoàn Văn Tuấn

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT HƯNG YÊN
KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC ĐỒ ÁN MÔN HỌC
PWM điều khiển độ nhanh chậm của động cơ hay cao hơn nữa, nó còn được
dùng để điều khiển sự ổn định tốc độ động cơ.Ngoài lĩnh vực điều khiển hay ổn
định tải thì PWM còn tham gia và điều chế các mạch nguồn như : boot, buck,
nghịch lưu 1 pha và 3 pha
PWM còn gặp nhiều trong thực tế ở các mạch điện điều khiển. Điều đặc biệt
là PWM chuyên dùng để điều khiển các phần tử điện tử công suất có đường đặc
tính là tuyến tính khi có sẵn 1 nguồn 1 chiều cố định .Như vậy PWM được ứng
dụng rất nhiều trong các thiết bị điện- điện tử. PWM cũng chính là nhân tố mà
các đội Robocon sử dụng để điều khiển động cơ hay ổn định tốc độ động cơ.
2.7.3. Nguyên lý hoạt động của PWM
Đây là phương pháp được thực hiện theo nguyên tắc đóng ngắt nguồn của tải
một cách có chu kì theo luật điều chỉnh thời gian đóng cắt. Phần tử thực hiện
nhiệm vụ đó trong mạch các van bán dẫn.
Hình 1.2.7: Sơ đồ xung của van điều khiển và đ„u ra
Nguyên lý : Trong khoảng thời gian 0 - t0, ta cho van G mở, toàn bộ điện áp
nguồn Ud được đưa ra tải. Còn trong khoảng thời gian t0 - T, cho van G khóa,
cắt nguồn cung cấp cho tải. Vì vậy với t0 thay đổi từ 0 cho đếnT, ta sẽ cung cấp
toàn bộ , một phần hay khóa hoàn toàn điện áp cung cấp cho tải.
13
GVHD: Đoàn Văn Tuấn
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT HƯNG YÊN
KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC ĐỒ ÁN MÔN HỌC
Công thức tính giá trị trung bình của điện áp ra tải :
Gọi t1 là thời gian xung ở sườn dương (khóa mở ) còn T là thời gian của cả
sườn âm và dương, Umax là điện áp nguồn cung cấp cho tải. Ta có:
Ud = Umax.( t1/T) (V)
hay Ud = Umax.D
(Với D = t1/T là hệ số điều chỉnh và được tính bằng % tức là

PWM)
Như vậy ta nhìn trên hình đồ thị dạng điều chế xung thì ta có : Điện áp trung
bình trên tải sẽ là :
Ud = 12.20% = 2.4V ( với D = 20%)
Ud = 12.40% = 4.8V (Vói D = 40%)
Ud = 12.90% = 10.8V (Với D = 90%)
3 .Led và Button
3.1.Led đơn
LED (viết tắt của : Light Emitting Diode) được cấu tạo từ một khối bán dẫn
loại p ghép với một khối bán dẫn loại n, đèn LED tạo ra nhiều ánh sáng hơn, tỏa
nhiệt ít hơn so với các thiết bị chiếu sáng khác vì vậy cũng tiêu thụ ít điện năng
hơn.
14
GVHD: Đoàn Văn Tuấn
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT HƯNG YÊN
KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC ĐỒ ÁN MÔN HỌC
Hình 1.3.1: Led và button
3.2.Khối hiển thị:Giới thiệu về LCD
Trong những năm gần đây LCD ngày càng được sử dụng rộng rãi thay thế dần
cho các đèn LED (các đèn LED 7 đoạn hay nhiều đoạn). Đó là do các nguyên
nhân:
- Các LCD có giá thành hạ.
- Khả năng hiển thị các số, các ký tự và đồ hoạ tôt hơn nhiều so với các đèn LED
(vì các đèn LED chỉ hiển thị được các số và một số ký tự).
- Dễ dàng lập trình cho các ký tự và đồ hoạ.

Hình 1.3.2: Hình dáng và sơ đồ chân của LCD.
3.2.1: Mô tả các chân của LCD.
- Chân V
CC

, V
SS
và V
EE
: Cấp dương nguồn 5V và đất tương ứng thì V
EE
được
dùng để điều khiển độ tương phản của LCD.
- Chân chọn thanh ghi RS (Register Select).
15
GVHD: Đoàn Văn Tuấn
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT HƯNG YÊN
KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC ĐỒ ÁN MÔN HỌC
Có hai thanh ghi rất quan trọng bên trong LCD, chân RS được dùng để chọn
các thanh ghi này như sau. Nếu RS = 0 thì thanh ghi mà lệnh được chọn để cho
phép người dùng gửi một lệnh chẳng hạn như xoá màn hình, đưa con trỏ về đầu
dòng v.v… Nếu RS = 1 thì thanh ghi dữ liệu được chọn cho phép người dùng
gửi dữ liệu cần hiển thị trên LCD.
- Chân đọc/ ghi (R/W).
Đầu vào đọc/ ghi cho phép người dùng ghi thông tin lên LCD khi R/W = 0 hoặc
đọc thông tin từ nó khi R/W = 1.
- Chân cho phép E (Enable).
Chân cho phép E được sử dụng bởi LCD để chốt thông tin hiện hữu trên
chân dữ liệu của nó. Khi dữ liệu được cấp đến chân dữ liệu thì một xung mức
cao xuống thấp phải được áp đến chân này để LCD chốt dữ liệu trên các chân
dữ liêu.
- Chân D0 - D7: Đây là 8 chân dữ liệu 8 bít, được dùng để gửi thông tin lên
LCD hoặc đọc nội dung của các thanh ghi trong LCD.
Để hiển thị các chữ cái và các con số, chúng ta gửi các mã ASCII của các
chữ cái từ A đến Z, a đến f và các con số từ 0 - 9 đến các chân này khi bật RS =

1.
Cũng có các mã lệnh mà có thể được gửi đến LCD để xoá màn hình hoặc đưa
con trỏ về đầu dòng hoặc nhấp nháy con trỏ.
Sử dụng RS = 0 để kiểm tra bít cờ bận để xem LCD có sẵn sàng nhân thông
tin. Cờ bận là D7 và có thể được đọc khi R/W = 1 và RS = 0 như sau:
Nếu R/W = 1, RS = 0 khi D7 = 1 (cờ bận 1) thì LCD bận bởi các công việc
bên trong và sẽ không nhận bất kỳ thông tin mới nào. Khi D7 = 0 thì LCD sẵn
sàng nhận thông tin mới. Lưu ý chúng ta nên kiểm tra cờ bận trước khi ghi bất
kỳ dữ liệu nào lên LCD.
Chân Ký hiệu I/O Mô tả
1 V
SS
- Đất
2 V
CC
- Dương nguồn 5v
16
GVHD: Đoàn Văn Tuấn
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT HƯNG YÊN
KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC ĐỒ ÁN MÔN HỌC
3 V
EE
- Cấp nguồn điều khiển phản
4 RS I RS = 0 chọn thanh ghi lệnh. RS = 1 chọn thanh dữ
liệu
5 R/W I R/W = 1 đọc dữ liệu. R/W = 0 ghi
6 E I/O Cho phép
7 DB0 I/O Các bít dữ liệu
8 DB1 I/O Các bít dữ liệu
9 DB2 I/O Các bít dữ liệu

10 DB3 I/O Các bít dữ liệu
11 DB4 I/O Các bít dữ liệu
12 DB5 I/O Các bít dữ liệu
13 DB6 I/O Các bít dữ liệu
14 DB7 I/O Các bít dữ liệu
Bảng 1.1 Mô tả các chân của LCD
Mã (Hex) Lệnh đến thanh ghi của LCD
1 Xoá màn hình hiển thị
2 Trở về đầu dòng
4 Giả con trỏ (dịch con trỏ sang trái)
6 Tăng con trỏ (dịch con trỏ sang phải)
5 Dịch hiển thị sang phải
7 Dịch hiển thị sang trái
8 Tắt con trỏ, tắt hiển thị
A Tắt hiển thị, bật con trỏ
C Bật hiển thị, tắt con trỏ
E Bật hiển thị, nhấp nháy con trỏ
F Tắt con trỏ, nhấp nháy con trỏ
10 Dịch vị trí con trỏ sang trái
14 Dịch vị trí con trỏ sang phải
18 Dịch toàn bộ hiển thị sang trái
1C Dịch toàn bộ hiển thị sang phải
17
GVHD: Đoàn Văn Tuấn
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT HƯNG YÊN
KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC ĐỒ ÁN MÔN HỌC
80 ép con trỏ Vũ đầu dòng thứ nhất
C0 ép con trỏ Vũ đầu dòng thứ hai
38
Hai dòng và ma trận 5 × 7

Bảng 1.2 Bảng các mã lệnh LCD.
3.2.2 Gửi các lệnh và dữ liệu đến LCD với một độ trễ.
Để gửi một lệnh bất kỳ đến LCD ta phải đưa chân RS về 0. Đối với dữ liệu
thì bật RS = 1 sau đó gửi một sườn xung cao xuống thấp đến chân E để cho
phép chốt dữ liệu trong LCD.
Gọi độ thời gian trễ trước khi gửi dữ liệu/ lệnh kế tiếp.
Chân PA1.0 đến PA1.7 được nối tới chân dữ dữ liệu D0 - D7 của LCD.
Chân PB1.0 được nối tới chân RS của LCD.
Chân PB1.1 được nối tới chân R/W của LCD.
Chân PB2.2 được nối đến chân E của LCD
3.2.3 Bảng dữ liệu của LCD.
Trong LCD ta có thể đặt dữ liệu vào bất cứ chỗ nào, dưới đây là các vị trí
địa chỉ và cách chúng được truy cập.
RS E/W DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0
0 0 1 A A A A A A A
 Bảng danh sách liệt kê các lệnh và địa chỉ lệnh của LCD.
Lệnh
RS
R/W
DB7
DB6
DB5
DB4
DB3
DB2
DB1
DB0
Mô tả
Thời
gian

thực
hiện
18
GVHD: Đoàn Văn Tuấn
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT HƯNG YÊN
KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC ĐỒ ÁN MÔN HỌC
Xoá màn
hình 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1
Xoá toàn bộ màn
hình và đặt địa chỉ 0
của DD RAM vào
bộ đếm địa chỉ
1.64 µs
Trở về đầu
dòng 0 0 0 0 0 0 0 0 1
- Đặt địa chỉ 0 của
DD RAM như bộ
đếm địa chỉ. Trả
hiển thị dịch về vị
trí gốc DD RAM
không thay đổi
1.64 µs
Đặt chế độ
truy nhập 0 0 0 0 0 0 0 1
1
/
D
S
Đặt hướng chuyển
dịch con trỏ và xác

định dịch hiển thị
các thao tác này
được thực hiện khi
đọc và ghi dữ liệu
40 µs
Điều khiển
Bật/tắt hiển
thị
0 0 0 0 0 0 1 D C B
Đặt Bật/ tắt màn
hình (D) Bật/ tắt
con trỏ (C) và nhấp
nháy ký tự ở vị trí
con trỏ (B)
40 µs
Dịch hiển
thị và con
trỏ
0 0 0 0 0 1
S
/
C
R
/
L
- - Dịch con trỏ và dịch
hiển thị mà không
thay đổi DD RAM
40 µs
Đặt chức

năng 0 0 0 0 1 D
L
N F
- - Thiết lập độ dài dữ
liệu (DL) số dòng
hiển thị (L) và
phòng ký tự (F)
40 µs
Đặt địa chỉ
CGRAM 0 0 0 1 AGC
Thiết lập địa chỉ C6
RAM dữ liệu CG
RAM được gửi đi
và nhận sau thiết
lập này
40 µs
Thiết lập
địa chỉ DD
RAM
0 0 1 ADD
Thiết lập địa chỉ
DD RAM dữ liệu
DD RAM được gửi
và nhận sau thiết
lập này
40 µs
Cờ bận đọc Cờ bận đọc (BF)
19
GVHD: Đoàn Văn Tuấn
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT HƯNG YÊN

KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC ĐỒ ÁN MÔN HỌC
và địa chỉ 0 1 B
F
ADD báo hoạt động bên
trong đang được
thực hiện và đọc nội
dung bộ đếm địa chỉ
40 µs
Ghi dữ liệu
CG hoặc
DD RAM
1 0 Ghi dữ liệu
Ghi dữ liệu vào DD
RAM hoặc CG
RAM
40 µs
Đọc dữ liệu
CG hoặc
DD RAM
1 1 Đọc dữ liệu
Đọc dữ liệu từ DD
RAM hoặc CG
RAM
40 µs
Bảng 1.3 Danh sách liệt kê các lệnh và địa chỉ lệnh của LCD.
3.2.4.Bảng tra Datasheet của LCD
20
GVHD: Đoàn Văn Tuấn
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT HƯNG YÊN
KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC ĐỒ ÁN MÔN HỌC

3.2.5.Bảng mã ASC II
21
GVHD: Đoàn Văn Tuấn
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT HƯNG YÊN
KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC ĐỒ ÁN MÔN HỌC
4. Encoder, Trở băng
4.1.Encoder
Encoder mục đích dùng để
quản lý vị trí góc của một đĩa
quay, đĩa quay có thể là bánh
xe, trục động cơ, hoặc bất kỳ
thiết bị quay nào cần xác định
vị trí góc.
Hình 1.4.1: Encoder
22
GVHD: Đoàn Văn Tuấn
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT HƯNG YÊN
KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC ĐỒ ÁN MÔN HỌC
Encoder được chia làm 2 loại, absolute encoder (encoder tuyệt đối ) và
incremental encoder (encoder tương đối)
• Nguyên lý hoạt động cơ bản của encoder, LED và lỗ
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. Với các tín hiệu có, hoặc không
có ánh sáng chiếu qua, người ta ghi nhận được đèn led có chiếu qua lỗ
hay không.
Khi trục quay, giả sử trên đĩa chỉ có một lỗ duy nhất, cứ mỗi lần con mắt

thu nhận được tín hiệu đèn led, thì có nghĩa là đĩa đã quay được một
vòng.
4.2.Trở băng
Trong mạch người ta
dùng các điện trở thanh để
treo áp.
Hình 1.2.2: Trở băng
CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG MẠCH
1. TÍNH CHỌN THIẾT BỊ
1.1. Các thông số của động cơ
- Công suất P= 5W
- Điện áp U
đm
= 12VDC
- Dòng I
đm
= 500mA
- Công suất điện P
đ
= U
đm
.I
đm
= 12.0,5= 6 W (3.1)
- Tốc độ n
đm
= 1000v/phút
- Hiệu suất 0.84 (3.2)
- Điện trở phần ứng R
ư

== 1,92Ω (3.3)
- Tốc độ động cơ:
= = = 104,7 rad/s (3.4)
23
GVHD: Đoàn Văn Tuấn
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT HƯNG YÊN
KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC ĐỒ ÁN MÔN HỌC
Từ phương trình (3.4):
Dựa vào đồ thị hình 2.24 ta thấy
dòng ngắn mạch xảy ra khi tốc độ , từ
phương trình (3.4) ta tính được dòng
ngắn mạch(dòng khởi động):
I
nm
= = = 6,25 A
Momen ngắn mạch:
M
nm
=K.I
nm
=0,1.6,25=0,625N.m
Tốc độ không tải (khi I = 0):
=120 rad/s
Hình 2.1.1 Đường đặc tính cơ
điện
Dòng tính toán I
tt
>I
kđ
. Trên thực tế khi chế tạo động cơ các nhà sản xuất đã có

các biện pháp hạn chế đòng khởi động như : roto rãnh sâu, ro to rãnh chéo,
riêng động cơ không đồng bộ còn có roto lồng sóc kép.
1.2. Chọn van điều khiển
Điều khiển động cơ bằng phương pháp điều xung PWM đưa điện áp
trung bình ra tải vì vậy chọn van được kích mở bằng áp.
Ta chọn IRF540
24
GVHD: Đoàn Văn Tuấn
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT HƯNG YÊN
KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC ĐỒ ÁN MÔN HỌC
1.2.1 . Ký hiệu
Hình 2.1.2. Ký hiệu và hình ảnh IRF 540
Van động lực được dùng trong sơ đồ này là loại transistor trường hay MOSFET
có tên là IRF 540 .Nó là MOSFET loại N (N-CHANNEL) có thể chịu được
dòng lên đến 25A và tần số đóng ngắt rất cao (1MHz).Nó dùng để đóng ngắt và
khuếch đại điện áp cung cấp cho động cơ DC.Xung điện áp được đưa vào qua
chân G của IRF 540,giả sử ban đầu xung điện áp có điện áp >0 IRF dẫn => có
điện áp đầu ra,tại thời điểm thứ 2 xung điện áp có giá trị =0 IRF khóa điện áp
đầu ra là =0 và cứ như vậy tạo ra điện áp đầu ra có dạng xung vuông. Một số
thông số cơ bản của IRF 540 :
Thông số Min Max Đơn vị Điều kiện
V
DSS
Điện áp
đánh thủng
100 V V
GS
= 0V,
I
D

=
250µA
R
DS(on)
Điện trở cực
DS
44

m V
GS
= 10V,
I
D
= 16A

V
SD
Điện áp
trước diot
1,2 V I
S
= 16A,
V
GS
= 0V
25
GVHD: Đoàn Văn Tuấn