mạch điều khiển động cơ bước dùng 8051

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
VIỆN ĐIỆN
--- ---

BÁO CÁO

VI ĐIỀU KHIỂN VÀ ỨNG DỤNG
Giảng viên hướng dẫn: Ths. Nguyễn Danh Huy
Sinh viên

MSSV

Hà Nội tháng 01/2019


LỜI NÓI ĐẦU
Trong điều khiển kĩ thuật số, động cơ bước là một cơ cấu chấp hành đặc biệt hữu hiệu
bởi nó có thể thực hiện trung thành các lệnh đưa ra dưới dạng số. Nhật, Trung Quốc, Mỹ,
v.v…, là những nước chế tạo nhiều động cơ bước. Trong đó chủ yếu là 2 loại cuộn, 4 cuộn
và 5 cuộn dây pha. Chúng được sử dụng ngày càng rộng rãi trong hệ thống tự động, điều
khiển và nhiều thiết bị điện tử khác, nổi bật trong các lĩnh vực sau: điều khiển đọc ổ cứng,
ổ mềm, máy in trong máy tính, điều khiển robot, điều khiển tiêu cự trong các hệ quang
học, điều khiển vị trí trong các hệ quang khắc phức tạp, điều khiển bắt, bám mục tiêu các
khí tài quan sát, điều khiển lập trình trong các thiết bị gia công, cắt gọt, điều khiển cơ cấu
lái và điều chỉnh máy bay, vv,…
Nội dung báo cáo nghiên cứu sơ qua thiết kế hệ thống điều khiển động cơ bước dùng
vi điều khiển 8051. Nội dung báo cáo chỉ nêu sơ qua về chức năng, nguyên lý của mạch
điều khiển động cơ bước và phương pháp xây dựng chương trình điều khiển động cơ
bước. Mặc dù có sự hướng dẫn tận tình của giảng viên nhưng do trình độ còn hạn chế nên
việc có nhiều sai sót trong bản báo cáo là việc không thể tránh khỏi.
Chúng em rất mong nhận được sự giúp đỡ, đóng góp, đánh giá của thầy để có thể hiểu

thêm về những nội dung liên quan đến báo cáo.

2


MỤC LỤC

Trang

CHƯƠNG I : TỔNG QUAN THIẾT BỊ...........................................................................................4
1. Động cơ bước........................................................................................................................4
2. Nguyên tăc điều khiển động cơ bước đơn cực......................................................................4
3.IC 55 L293D...........................................................................................................................4
4.IC ổn áp 7805.........................................................................................................................5
5. Các thiết bị khác:...................................................................................................................6
CHƯƠNG II: THIẾT KẾ VÀ ĐIỀU KHIỂN...................................................................................7
1. Lưu đồ thuật toán..................................................................................................................7
2. Mạch mô phỏng (phần mềm proteus 8.7)..............................................................................8
3.Chương trình điều khiển.........................................................................................................9

3


CHƯƠNG I : TỔNG QUAN THIẾT BỊ
1.Động cơ bước.
Động cơ bước là một thiết bị cơ điện chuyển đổi các xung điện thành những chuyển
động cơ học rời rạc. Có nguyên lý và ứng dụng khác biệt với đa số các động cơ điện thông
thường. Chúng thực chất là một động cơ không đồng bộ dùng để biến đổi các tín hiệu điều
khiển dưới dạng các xung điện rời rạc kế tiếp nhau thành các chuyển động góc quay hoặc
các chuyển động của roto có khả năng cố định roto vào vị trí cần thiết.

2.Nguyên tăc điều khiển động cơ bước đơn cực
Động cơ bước đơn cực, ( có thể là động cơ vĩnh cửu hoặc động cơ hỗn hợp ) có 5,6
hoặc 8 dây ra thường được quấn như sơ đồ dưới. Khi dùng, các đầu nối trung tâm thường
được nối vào cực dương nguồn cấp, và hai đầu còn lại của mỗi mấu lần lượt nối đất để đảo
chiều từ trường tạo bởi quận đó.

động cơ bước đơn cực
Tín hiệu điều khiển
Chạy đủ bước

4


Chạy nửa bước

5


3.IC 55 L293D.
 Điện áp cực đại: 36V
 Dòng ra cực đại: 1.2A
 Dải nhiệt độ hoạt động: -40 ~ 150oC
L239D là một chip tích hợp 2 mạch cầu H trong gói 16 chân. Tất cả các mạch kích,
mạch cầu đều được tích hợp sẵn. L239D có điện áp danh nghĩa cao (lớn nhất 36V) và
dòng điện danh nghĩa lớn nhất 1.2A.

4.IC ổn áp 7805
IC ổn áp 7805 là ic ổn áp điện đầu vào, khi dòng điện qua IC xe được ổn định điện
áp ở 5v do đó được dùng trong mạch nguồn để ổn áp điện cho thiết bị, hoặc có thể

dùng để làm sạc điện thoại.
Thông số kỹ thuật:
– Điện áp vào: 7 ~ 25V
– Điện áp ra: 4.8 ~ 5.2V
– Dòng đầu ra: 1.5A
– Dải nhiệt độ: 0 ~ 125 độ C


5. Các thiết bị khác:
- Vi điều khiển AT89S52
- Điện trở
- Nút nhấn
- Tụ hóa (10uF)
- Tụ gốm (33pF, 100nF)
- Thạch anh 12MHz
- Transistor c9018
- Nguồn 12v

7


CHƯƠNG II: THIẾT KẾ VÀ ĐIỀU KHIỂN
1.Lưu đồ thuật toán.

8


2.Mạch mô phỏng (phần mềm proteus 8.7)

9

3.Chương trình điều khiển.
INV
BIT P1.2
DC
BIT P1.3
START
BIT P3.0
LEDLEFT
BIT P1.1
LEDRIGHT
BIT P1.0
ORG 0000H
LJMP MAIN
ORG 0003H
ISR0:
MOV R1,#1
RETI
ORG 0013H
ISR1:
CPL INV
RETI
ORG 0030H
MAIN:
MOV P0,#00H
SETB INV
SETB EA
SETB EX0
SETB EX1

SETB IT0
SETB IT1
RUN:
MOV R1,#0
JNB START,RUN1
LJMP RUN
RUN1:
LCALL DELAY1MS
JB START,CHECKRUN
LJMP RUN
CHECKRUN:
CJNE R1,#0,RUN
JNB DC,RUNLEFT
RUNRIGHT:
CLR LEDRIGHT
LCALL DELAY
MOV P0,#0CH
LCALL DELAY
MOV P0,#04H
LCALL DELAY
MOV P0,#06H
LCALL DELAY
MOV P0,#02H
LCALL DELAY
MOV P0,#03H
LCALL DELAY
MOV P0,#01H
LCALL DELAY
MOV P0,#09H
LCALL DELAY

MOV P0,#08H
SETB LEDRIGHT
LJMP CHECKRUN
RUNLEFT:
CLR LEDLEFT
LCALL DELAY
MOV P0,#08H
LCALL DELAY
MOV P0,#09H

;
;
;
;

CHO
CHO
CHO
CHO

PHEP
PHEP
PHEP
PHEP

NGAT
NGAT
NGAT
NGAT

NGOAI 0
NGOAI 1
THEO SUON (NGAT NGOAI 0)
THEO SUON (NGAT NGOAI 1)

10


LCALL DELAY
MOV P0,#01H
LCALL DELAY
MOV P0,#03H
LCALL DELAY
MOV P0,#02H
LCALL DELAY
MOV P0,#06H
LCALL DELAY
MOV P0,#04H
LCALL DELAY
MOV P0,#0CH
SETB LEDLEFT
LJMP CHECKRUN
DELAY:
MOV R0,#5
MOV TMOD,#01H
LOOP:
MOV TH0,#0FCH
MOV TL0,#17H
SETB TR0
JNB TF0,$

CLR TR0
CLR TF0
DJNZ R0,LOOP
RET
DELAY1MS:
MOV TMOD,#01H
MOV TH0,#0FCH
MOV TL0,#17H
SETB TR0
JNB TF0,$
CLR TR0
CLR TF0
RET
END

; SETUP TIMER DELAY 1MS

11