M CH ĐO KHO NG CÁCH S D NG PIC16F877A DÙNG SÓNG SIÊU ÂMẠ Ả Ử Ụ

Thành viên nhóm:

Nguy n Bá V ngễ ượL i Ng c B oạ ọ ảTr n Văn Quangầ

CH NG 1: PHÂN TÍCH H TH NGƯƠ Ệ Ố

1. Gi i thi u v m ch đo kho ng cách s d ng pic16f877Aớ ệ ề ạ ả ử ụ M ch đo kho ng cách đ c dùng đ đo kho ng cách nh t đ nh qua sóng siêu ạ ả ượ ể ả ấ ịâm.M ch này có th ng d ng nh đo kho ng cách,công nghi p robot,phát hi n s ạ ể ứ ụ ư ả ệ ệ ựv t…ậM ch s d ng pic16f877A,LCD đ hi n th k t qu ,b c m bi n phát và thu sóng ạ ử ụ ể ệ ị ế ả ộ ả ế

siêu âm,giao ti p v i máy tính qua RS232.ế ớ

Hình 1: S đ kh i h th ng m ch đo kho ng cách s d ng pic16f877A b ng sóng siêu ơ ồ ố ệ ố ạ ả ử ụ ằâm.

2. Nguyên lý ho t đ ng c a s đạ ộ ủ ơ ồTheo s đ trên,m ch đo kho ng cách đ c ng d ng đ đo m c n c trong b ,t đó ơ ồ ạ ả ượ ứ ụ ể ự ướ ể ừta đi u khi n l u l ng n c vào b b ng cách đi u khi n đ ng c b c.T c m bi nề ể ư ượ ướ ể ằ ề ể ộ ơ ướ ừ ả ế sóng siêu âm và Pic16f877a ta đo đ c m c n c c a b .K t qu sẽ đ c hi n th lên ượ ự ướ ủ ể ế ả ượ ể ịLCD và đ c l u vào máy tính thông qua giao ti p RS232.Đ ng th i v i k t qu đo ượ ư ế ồ ờ ớ ế ảđ c ta đi u ch nh m ch khu ch đ i đ đi u khi n đ ng c b c đi u khi n l u ượ ề ỉ ạ ế ạ ể ề ể ộ ơ ướ ề ể ưl ng n c b m vào b cho thích h p.ượ ướ ơ ể ợ

3. Ho t đ ng c a t ng kh i trong s đạ ộ ủ ừ ố ơ ồ

3.1 B c m bi n phát và thu sóng siêu âmộ ả ế Trong đ tài này,ta s d ng c m bi n thu và phát sóng siêu âm SRF05.ề ử ụ ả ếC m bi n này có 2 b ph n: b ph n truy n sóng siêu âm ultrasonic transmitter vàả ế ộ ậ ộ ậ ề b ph n nh n sóng ph n h i ultrasonic receiver:ộ ậ ậ ả ồ

Hình 2: module có c m bi n SRF05 n i v i pic16f877Aả ế ố ớ Nguyên t c ho t đ ng c a c m bi n là t đ u ra c a pic PWM ta phát 1 xung có ắ ạ ộ ủ ả ế ừ ầ ủ

t n s 40Khz truy n tr c ti p t i b ph n truy n sóng siêu âm c a c m bi n.Sóngầ ố ề ự ế ớ ộ ậ ề ủ ả ế siêu âm sẽ đ c truy n theo 1 h ng có kho ng cách không quá 50cm.Sóng siêu ượ ề ướ ảâm đ p vào v t và sẽ b b n ng c tr v và sẽ đ c b ph n thu sóng thu l i.ậ ậ ị ắ ượ ở ề ượ ộ ậ ạ

Hình 3: Nguyên lý thu phát sóng siêu âm M ch thu phát sóng sẽ đ c n i v i Pic16f877A qua chân RC2 (đ phát xung ạ ượ ố ớ ể

PWM) và chân RA1.

CH NG 2: GI I THI U CÁC THI T B S D NG TRONGƯƠ Ớ Ệ Ế Ị Ử Ụ

H TH NGỆ Ố

1. Gi i thi u c m bi n siêu âm SRF05ớ ệ ả ế

Hình 2.1 C m bi n siêu âm SRF05ả ế C m bi n siêu âm SRF05 là m t b c ti n hóa t c m bi n siêu âm SRF04 ả ế ộ ướ ế ừ ả ếvà đ c thi t k đ tăng tính linh ho t,tăng ph m vi,gi m chi phí. Ph m vi ượ ế ế ể ạ ạ ả ạđo đ c tăng t 3 mét đ n 4 mét.ượ ừ ế SRF05 cho phép s d ng m t chân duy nh t cho c kích ho t và ph n h i,ử ụ ộ ấ ả ạ ả ồ do đó ti t ki mgiá tr trên chân đi u khi n. Khi chân ch đ không k tế ệ ị ề ể ế ộ ế  n i, ốthì SRF05 ho t đ ng riêngạ ộ  bi t chân kích ho t và chân h i ti p, nh SRF04. ệ ạ ồ ế ưSRF05 bao g m m t th i gian tr tr ckhi xung ph n h i đ mang l i đi u ồ ộ ờ ễ ướ ả ồ ể ạ ềkhi n ch m h n h n nh b đi u khi n th i gian cể ậ ơ ẳ ư ộ ề ể ờ ơ  b n Stamps và Picaxe ảđ th c hi n các xung l nh.ể ự ệ ệ

1.1Các ch đ c a SRF05ế ộ ủ

a.     Ch đ 1: t ng ng SRF04 – tách bi t kích ho t và ph n h iế ộ ươ ứ ệ ạ ả ồ

Ch đ này s d ng riêng bi t chân kích ho t và chân ph n h i, và là ch đ đ n gi n ế ộ ử ụ ệ ạ ả ồ ế ộ ơ ảnh t đ s d ng. T t c các ch ng trình đi n hình cho SRF04 sẽ làm vi c cho SRF05 ấ ể ử ụ ấ ả ươ ể ệ ở ch đ này. Đ s d ng ch đ này, ch c n chân ch đ không k t n i – SRF05 có m t ế ộ ể ử ụ ế ộ ỉ ầ ế ộ ế ố ộn i d ng trên chân này.ộ ừ

Hình 2.2: K t n i cho 2 chân ngõ ra ph n h i và ngõ vào kích ho tế ố ả ồ ạ

Hình 2.3 Gi n đ đ nh th i SRF05ả ồ ị ờ

b.    Ch đ 2: Dùng m t chân cho c kích ho t và ph n h iế ộ ộ ả ạ ả ồ

Ch đ này s d ng m t chân duy nh t cho c tín hi u kích ho t và h i ti p, và đ c ế ộ ử ụ ộ ấ ả ệ ạ ồ ế ượthi t k đ l u các giá tr trên chân lên b đi u khi n nhúng. Đ s d ng ch đ này, ế ế ể ư ị ộ ề ể ể ử ụ ế ộchân ch đ k t n i vào chân mass. Tín hi u h i ti p sẽ xu t hi n trên cùng m t chân ế ộ ế ố ệ ồ ế ấ ệ ộv i tín hi u kích ho t. SRF05 sẽ không tăng dòng ph n h i cho đ n 700uS sau khi k t ớ ệ ạ ả ồ ế ếthúc các tín hi u kích ho t.ệ ạ

 

Đ s d ng ch đ 2 v i các Stamps BS2 c b n, ta ch c n s d ng PULSOUT và ể ử ụ ế ộ ớ ơ ả ỉ ầ ử ụPULSIN trên cùng 1 chân, nh sau:ư -          SRF05 PIN 15                                   s d ng pin cho c hai và kích ho t echoử ụ ả ạ

-          Range VAR Word                              xác đ nh ph m vi bi n 16 bitị ạ ế

-          SRF05 = 0                                          b t đ u b ng PIN th pắ ầ ằ ấ

-          PULSOUT SRF05, 5                        đ a ra kích ho t pulse 10uS (5x2uS)ư ạ

-          PULSIN SRF05, 1, Range              echo đo th i gianờ

-          Range = Range/29                          đ chuy n đ i sang cm (chia 74 cho inch)ể ể ổ

Tính toán kho ng cách:ả

Gi n đ đ nh th i SRF05 th hi n hai ch đ trên. Ch c n cung c p m t đo n xung ả ồ ị ờ ể ệ ở ế ộ ỉ ầ ấ ộ ạng n 10uS kích ho t đ u vào đ b t đ u đo kho ng cách. Các SRF05 sẽ cho ra môt chu ắ ạ ầ ể ắ ầ ả

kỳ 8 burst c a siêu âm 40kHz và tăng cao dòng ph n h i c a nó (ho c kích ho t ch ủ ở ả ồ ủ ặ ạ ếđ dòng 2). Sau đó ch ph n h i, và ngay sau khi phát hi n nó gi m các dòng ph n h i ộ ờ ả ồ ệ ả ả ồl i. Dòng ph n h i là m t xung có chi u r ng t l v i kho ng đ n đ i t ng. B ng ạ ả ồ ộ ề ộ ỷ ệ ớ ả ế ố ượ ằcách đo xung, ta hoàn toàn có th đ tính toán kho ng cách theo inch/cm ho c đ n v ể ể ả ặ ơ ịđo khác. N u không phát hi n gì thì SRF05 gi m th p h n dòng ph n h i c a nó sau ế ệ ả ấ ơ ả ồ ủkho ng 30mS.ả

SRF05 có th đ c kích ho t nhanh chóng v i m i 50mS, ho c 20 l n m i giây. Nên ể ượ ạ ớ ỗ ặ ầ ỗch 50ms tr c khi kích ho t k ti p, ngay c khi SRF05 phát hi n m t đ i t ng g n ờ ướ ạ ế ế ả ệ ộ ố ượ ầvà xung ph n h i ng n h n. Đi u này là đ đ m b o các siêu âm “beep” đã phai m và ả ồ ắ ơ ề ể ả ả ờsẽ không gây ra sai ph n h i l n đo k ti p.ả ồ ở ầ ế ế

Các thi t l p khác c a chân 5ế ậ ủ

Chân 5 đ c đóng nhãn là “programming pins” đ c s d ng m t l n duy nh t trong ượ ượ ử ụ ộ ầ ấquá trình s n xu t đ l p trình cho b nh Flash trên chip PIC16F630. Các ch ng ả ấ ể ậ ộ ớ ươtrình c a PIC16F630 pins cũng đ c s d ng cho các ch c năng khác trên SRF05, nên ủ ượ ử ụ ứch c ch n r ng không k t n i b t c cái gì v i các chân này, n u không sẽ làm gián ắ ắ ằ ế ố ấ ứ ớ ếđo n ho t đ ng module.ạ ạ ộ

Thay đ i chùm tia và đ r ng chùmổ ộ ộ

Chùm tia c a SRF05 có d ng hình nón v i đ r ng c a chùm là m t hàm c a di n tích ủ ạ ớ ộ ộ ủ ộ ủ ệm t c a các c m bi n và là c đ nh. Chùm tia c a c m bi n đ c s d ng trên SRF05 ặ ủ ả ế ố ị ủ ả ế ượ ử ụđ c bi u di n bên d i:ượ ể ễ ướ

 

1.2 Ho t đ ng phát và nh n ph n h i song âm c b n c a SRF05ạ ộ ậ ả ồ ơ ả ủ

Nguyên t c c b n c a sonar:ắ ơ ả ủ  là t o ra m t xung âm thanh đi n t và sau đó l ng nghe ạ ộ ệ ử ắti ng v ng t o ra khi các làn sóng âm thanh s truy c p m t đ i t ng và đ c ph n ế ọ ạ ố ậ ộ ố ượ ượ ảx tr l i. Đ tính th i gian cho ph n h i tr v , m t c tính chính xác có th đ c ạ ở ạ ể ờ ả ồ ở ề ộ ướ ể ượlàm b ng kho ng cách t i đ i t ng. Xung âm thanh t o ra b i SRF05 là siêu âm, nghĩa ằ ả ớ ố ượ ạ ởlà nó trên ph m vi nh n xét c a con ng i. Trong khi t n s th p h n có th đ c sở ạ ậ ủ ườ ầ ố ấ ơ ể ượ ử

d ng trong các lo i ng d ng, t n s cao h n th c hi n t t h n cho ph m vi ng n, nhu ụ ạ ứ ụ ầ ố ơ ự ệ ố ơ ạ ắc u đ chính xác cao.ầ ộ

 

    M t s đ c đi m khác c a c m bi n siêu âm SRF05ộ ố ặ ể ủ ả ế

M c đ c a sóng âm h i ti p ph thu c vào c u t o c a đ i t ng và góc ph n x c a ứ ộ ủ ồ ế ụ ộ ấ ạ ủ ố ượ ả ạ ủnó.

 

M t đ i t ng m m có th cho ra tín hi u ph n h i y u ho c không có ph n h i. M t ộ ố ượ ề ể ệ ả ồ ế ặ ả ồ ộđ i t ng m t góc cân đ i thì m i có th chuy n thành tín hi u ph n chi u m t ố ượ ở ộ ố ớ ể ể ệ ả ế ộchi u cho c m bi n nh n.ề ả ế ậ

    Vùng phát hi n c a SRF05ệ ủ

N u ng ng đ phát hi n đ i t ng đ c đ t quá g n v i c m bi n, các đ i ế ưỡ ể ệ ố ượ ượ ặ ầ ớ ả ế ốt ng trên m t đ ng có th b va ch m t i m t đi m mù. N u ng ng này ượ ộ ườ ể ị ạ ạ ộ ể ế ưỡđ c đ t m t kho ng cách quá l n t các c m bi n thì đ i t ng sẽ đ c phátượ ặ ở ộ ả ớ ừ ả ế ố ượ ượ hi n mà không ph i là trênệ ả m t đ ng va ch m.ộ ườ ạ

 

M t kỹ thu t ph bi n đ làm gi m các đi m mù và đ t đ c phát hi n chi u ộ ậ ổ ế ể ả ể ạ ượ ệ ềr ng l n h n c ly g n là thêm m t c i ti n b ng cách thêm m t đ n v SRF05 ộ ớ ơ ự ầ ộ ả ế ằ ộ ơ ịb sung và g n k t c a hai đ n v h ng v phía tr c. Thi t l p nh v y thì cóổ ắ ế ủ ơ ị ướ ề ướ ế ậ ư ậ m t khu v c mà hai khu v c phát hi n ch ng chéo lên nhau.ộ ự ự ệ ồ

1.3M t s ng d ng c a SRF05 và b vi đi u khi nộ ố ứ ụ ủ ộ ề ể

 

    Ch đ 1 ho t đ ng:ế ộ ạ ộ

Trong s đ sau đây, hai kỹ thu t s I/O pins c a m t BrainStem GP 2,0 đ c c u hình ơ ồ ậ ố ủ ộ ượ ấđ x lý các ECHO và dòng Init c a SRF05 module khác nhau. Pin ECHO là dây d n đ n ể ử ủ ẫ ếc ng s pin GP 1. Đây là dòng mà sẽ nh n đ c giá tr đ c đo b ng SRF05. Các pin ổ ố ậ ượ ị ượ ằECHO ph i có kh năng s d ng các đ u vào Ptimer ch p đ đo chi u r ng c a xung ả ả ử ụ ầ ụ ể ề ộ ủđ c t o ra b i cá SRF05. Các pin Init là dây vào các chân lỹ thu t s GP 0, pin này sẽ ượ ạ ở ậ ốg i m t xung 10uS đ b t đ u v âm, m ch đ c h tr b i m t 6C Battery Pack.ử ộ ể ắ ầ ỡ ạ ượ ỗ ợ ở ộ

 

    Ch đ 2 ho t đ ng:ế ộ ạ ộ

Trong s đ sau đây, m t pin duy nh t c ng s đ c s d ng cho Init và c đ ng ơ ồ ộ ấ ổ ố ượ ử ụ ả ườECHO c a SRF05. Đ i v i s đ này, init/ line ECHO là dây vào chân s 1 GP. Pin này có ủ ố ớ ơ ồ ốkh năng đo chuy n đ ng c a h th ng.ả ể ộ ủ ệ ố

2. Gi i thi u v đ ng c b c (step motor)ớ ệ ề ộ ơ ướ

2.1 Phân lo iạ

Đ ng c b c c b n đ c chia làm 3 lo i:ộ ơ ướ ơ ả ượ ạ -Đ ng c b c nam châm vĩnh c uộ ơ ướ ử-Đ ng c b c bi n tr tộ ơ ướ ế ở ừ-Đ ng c b c laiộ ơ ướ Đ ng c b c nam châm vĩnh c u g m 3 lo i: đ ng c b c đ n c c,đ ng c ộ ơ ướ ử ồ ạ ộ ơ ướ ơ ự ộ ơb c l ng c c,đ ng c b c nhi u pha.ướ ưỡ ự ộ ơ ướ ề

a. Đ ng c b c đ n c cộ ơ ướ ơ ự

Đ ng c b c lo i đ n c c bao g m 2 cu n dây, m i cu n đ c n i ra ngoài ộ ơ ướ ạ ơ ự ồ ộ ỗ ộ ượ ố ởgi a cu n, vì v y thông th ng trên th c t đây là lo i đ ng c 5 ho c 6 dây ra, ữ ộ ậ ườ ự ế ạ ộ ơ ặđ ng c b c lo i này đ c đi u khi n b ng cách cho đ u dây chung n i lên ộ ơ ướ ạ ượ ề ể ẳ ầ ốngu n và t ng đ u dây còn l i l n l t đ c n i mass . ồ ừ ầ ạ ầ ượ ượ ố Đ ng c b c đ n c c, ộ ơ ướ ơ ực nam châm vĩnh c u và đ ng c h n h p, v i 5, 6 ho cả ử ộ ơ ỗ ợ ớ ặ 8 dây ra th ng đ c ườ ượqu n nh s đ , v i m t đ u n i trung tâm trênấ ư ơ ồ ớ ộ ầ ố các cu n. Khi dùng, các đ u n iộ ầ ố trung tâm th ng đ c n i vào c c d ngườ ượ ố ự ươ ngu n c p, và hai đ u còn l i c a ồ ấ ầ ạ ủm i m u l n l t n i đ t đ đ o chiỗ ấ ầ ượ ố ấ ể ả ều từ tr ng t o b i cu n đó.ườ ạ ở ộ

M u 1 n m c c trên và d i c a stator, còn m u 2 n m hai c c bên ph i và ấ ằ ở ự ướ ủ ấ ằ ở ự ảbên trái đ ng c . Rotor là m t nam châm vĩnh c u v i 6 c c, 3 Nam và 3 B c, ộ ơ ộ ử ớ ự ắxếp xen kẽ trên vòng tròn. Đ x lý góc b c m c đ cao h n, rotor ph i có nhiể ử ướ ở ứ ộ ơ ả ều c c đ i x ng h n. ự ố ứ ơĐ ng c 30 đ m i b c trong hình là m t trong nh ng thiộ ơ ộ ỗ ướ ộ ữ ết kế đ ng c nam ộ ơchâm vĩnh c u thông d ng nh t, m c dù đ ng c có b c 15 đ và 7.5 đ là khá ử ụ ấ ặ ộ ơ ướ ộ ộl n. Ng i ta cũng đã t o ra đ c đ ng c nam châm vĩnh c u v i m i b c là ớ ườ ạ ượ ộ ơ ử ớ ỗ ướ1.8 đ và v i đ ng c h n h p m i b c nh nh t có th đ t đ c là 3.6 đ ộ ớ ộ ơ ỗ ợ ỗ ướ ỏ ấ ể ạ ượ ộđến 1.8 đ , còn t t h n n a, có th đ t độ ố ơ ữ ể ạ ến 0.72 đ . Nh trong hình, dòng đi n ộ ư ệđi qua t đ u trung tâm c a m u 1 đừ ầ ủ ấ ến đ u a t o ra c c B c trong stator trong ầ ạ ự ắkhi đó c c còn l i c a stator là c c Nam. Nự ạ ủ ự ếu đi n m u 1 b ng t và kích m u ệ ở ấ ị ắ ấ2, rotor sẽ quay 30 đ , hay 1 b c. Đ quay đ ng c m t cách liên t c, chúng ta ộ ướ ể ộ ơ ộ ụch c n áp đi n vào hai m u c a đông c theo dãy.ỉ ầ ệ ấ ủ ơ

M u 1a 1000100010001000100010001 ấ M u 1a 1100110011001100110011001ấ M u 1b 0010001000100010001000100 ấ M u 1b 0011001100110011001100110ấ M u 2a 0100010001000100010001000 ấ M u 2a 0110011001100110011001100ấM u 2b 0001000100010001000100010 ấ M u 2b 1001100110011001100110011ấ

th i gian ờ ‐‐> th i gian ờ ‐‐>

Hai n a c a m t m u không bao gi đ c kích cùng m t lúc. C hai dãy nêu trên sẽ ử ủ ộ ấ ờ ượ ộ ảquay m t đ ng c nam châm vĩnh c u m t b c m i th i đi m. Dãy bên trái ch c p ộ ộ ơ ử ộ ướ ở ỗ ờ ể ỉ ấđi n cho m t m u t i m t th i đi m, nh mô t trong hình trên; vì v y, nó dùng ít ệ ộ ấ ạ ộ ờ ể ư ả ậnăng l ng h n. Dãy bên ph i đòi h i c p đi n cho c hai m u m t lúc và nói chung sẽ ượ ơ ả ỏ ấ ệ ả ấ ột o ra m t moment xo y l n h n dãy bên trái 1.4 l n trong khi ph i c p đi n g p 2 ạ ộ ắ ớ ơ ầ ả ấ ệ ấl n.ầ V trí b c đ c t o ra b i hai chu i trên không gi ng nhau; kị ướ ượ ạ ở ỗ ố ết qu , kả ết h p 2 chu i ợ ỗtrên cho phép điều khi n n a b c, v i vi c d ng đ ng c m t cách l n l t t i nh ngể ử ướ ớ ệ ừ ộ ơ ộ ầ ượ ạ ữ v trí đã nêu m t trong hai dãy trên. Chu i kị ở ộ ỗ ết h p nh sau:ợ ưM u 1a 11000001110000011100000111ấM u 1b 00011100000111000001110000ấM u 2a 01110000011100000111000001ấM u 2b 00000111000001110000011100ấTh i gian ờ ‐‐>

b. Đ ng c l ng c cộ ơ ưỡ ự Đ ng c nam châm vĩnh c u ho c h n h p hai c c có c u trúc c khí gi ng y nh ộ ơ ử ặ ỗ ợ ự ấ ơ ố ưđ ng c đ n c c, nh ng hai m u c a đ ng c đ c n i đ n gi n h n, không có đ u ộ ơ ơ ự ư ấ ủ ộ ơ ượ ố ơ ả ơ ầtrung tâm. Vì v y, b n thân đ ng c thì đ n gi n h n, nh ng m ch điậ ả ộ ơ ơ ả ơ ư ạ ều khi n đ đ o ể ể ảc c m i c p c c trong đ ng c thì ph c t p h n.ự ỗ ặ ự ộ ơ ứ ạ ơ

M ch điạ ều khi n cho đ ng c đòi h i m t m ch điể ộ ơ ỏ ộ ạ ều khi n c u H cho m i m u.M t ể ầ ỗ ấ ộc uầH cho phép c c c a ngu n áp đự ủ ồ ến m i đ u c a m u đ c điỗ ầ ủ ấ ượ ều khi n m t cách đ c ể ộ ộl p. Các dãy điậ ều khi n cho m i b c đ n c a lo i đ ng c này đ c nêu bên d i, ể ỗ ướ ơ ủ ạ ộ ơ ượ ướdùng + và ‐ đ đ i di n cho các c c c a ngu n áp đ c áp vào m i đ u c a đ ng c :ể ạ ệ ự ủ ồ ượ ỗ ầ ủ ộ ơĐ u 1a + ầ ‐ ‐ ‐ + ‐ ‐ ‐ + ‐ ‐ ‐ + ‐ ‐ ‐ + + ‐ ‐ + + ‐ ‐ + + ‐ ‐ + + ‐ ‐Đ u 1b ầ ‐ ‐ + ‐ ‐ ‐ + ‐ ‐ ‐ + ‐ ‐ ‐ + ‐ ‐ ‐ + + ‐ ‐ + + ‐ ‐ + + ‐ ‐ + +Đ u 2a ầ ‐ + ‐ ‐ ‐ + ‐ ‐ ‐ + ‐ ‐ ‐ + ‐ ‐ ‐ + + ‐ ‐ + + ‐ ‐ + + ‐ ‐ + + ‐Đ u 2b ầ ‐ ‐ ‐ + ‐ ‐ ‐ + ‐ ‐ ‐ + ‐ ‐ ‐ + + ‐ ‐ + + ‐ ‐ + + ‐ ‐ + + ‐ ‐ +th i gian ờ ‐‐>Chú ý r ng nh ng dãy này gi ng nh trong đ ng c nam châm vĩnh c u đ n c c, m cằ ữ ố ư ộ ơ ử ơ ự ở ứ đ lý thuyộ ết, và r ng m c đ m ch đóng ng t c u H, h th ng điằ ở ứ ộ ạ ắ ầ ệ ố ều khi n cho hai ểlo i đ ng c này là gi ng nhau.ạ ộ ơ ố

Chú ý khác là có r t nhiấ ều chip điều khi n c u H có m t đ u vào điể ầ ộ ầ ều khi n đ u ra vàể ầ m t đ u khác đ điộ ầ ể ều khi n h ng. Có lo i chip c u H k trên, dãy điể ướ ạ ầ ể ều khi n d i ể ướđây sẽ quay đ ng c gi ng nh dãy điộ ơ ố ư ều khi n nêu phía trên:ể6Enable 1 1010101010101010 1111111111111111H ng 1 1x0x1x0x1x0x1x0x 1100110011001100ướEnable 2 0101010101010101 1111111111111111H ng 2 x1x0x1x0x1x0x1x0 0110011001100110ướth i gian ờ ‐‐>

c.Đ ng c nhi u phaộ ơ ề

Thiết kế ph biổ ến nh t đ i v i lo i này s d ng dây n i 3 pha và 5 pha. B điấ ố ớ ạ ử ụ ố ộ ều khi nể c n ½ c u H cho m i m t đ u ra c a đ ng c , nh ng nh ng đ ng c này có th cung ầ ầ ỗ ộ ầ ủ ộ ơ ư ữ ộ ơ ểc p moment xo n l n h n so v i các lo i đ ng c b c khác cùng kích th c. M t vài ấ ắ ớ ơ ớ ạ ộ ơ ướ ướ ộđ ng c 5 pha có th x lý c p cao đ có đ c b c 0.72 đ (500 b c m i vòng).V i ộ ơ ể ử ấ ể ượ ướ ộ ướ ỗ ớm t đ ng c 5 pha nh trên sẽ quay m i b c m i vòng b c, nh trình bày d i ộ ộ ơ ư ườ ướ ỗ ướ ư ướđây:Đ u 1 + + + ầ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ + + + + + ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ + +Đ u 2 ầ ‐ ‐ + + + + + ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ + + + + + ‐ ‐ ‐Đ u 3 + ầ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ + + + + + ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ + + + +Đ u 4 + + + + + ầ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ + + + + + ‐ ‐ ‐ ‐ ‐Đ u 5 ầ ‐ ‐ ‐ ‐ + + + + + ‐ ‐ + + + + + ‐ ‐ ‐ ‐th i gian >ờ ‐‐

đây, gi ng nh trong tr ng h p đ ng c hai c c, m i đ u ho c đ c n i vào c c Ở ố ư ườ ợ ộ ơ ự ỗ ầ ặ ượ ố ựd ng ho c c c âm c a h th ng c p đi n đ ng c . Chú ý r ng, t i m i b c, ch có ươ ặ ự ủ ệ ố ấ ệ ộ ơ ằ ạ ỗ ướ ỉm t đ u thay đ i c c. S thay đ i này làm ng t đi n m t m u n i vào đ u đó (b i vì ộ ầ ổ ự ự ổ ắ ệ ở ộ ấ ố ầ ởc hai đ u c a m u có cùng đi n c c) và áp đi n vào m t m u đang trong tr ng thái ả ầ ủ ấ ệ ự ệ ộ ấ ạ

ngh tr c đó. Hình d ng c a đ ng c đ c đỉ ướ ạ ủ ộ ơ ượ ề ngh nh hình, dãy điị ư ều khi n sẽ điể ều khi n đ ng c quay 2 vòng.ể ộ ơ 2.2 Ph ng pháp đi u khi n đ ng c b cươ ề ể ộ ơ ướ Có 2 ph ng pháp đi u khi n đ ng c b c:ươ ề ể ộ ơ ướ-Đi u khi n ch đ c b c( full step)ề ể ế ộ ả ướ+Đi u khi n c b c 1 pha.ề ể ả ướ+Đi u khi n c b c 2 pha.ề ể ả ướ-Đi u khi n ch đ n a b c (Half step)ề ể ế ộ ử ướ

a. Đi u khi n c b c 1 pha ề ể ả ướ

Gi n đ xung 1 phaả ồ

b. Đi u khi n c b c 2 phaề ể ả ướ

Gi n đ xung 2 pha:ả ồ

c. Đi u khi n ch đ n a b cề ể ế ộ ử ướ

Gi n đ xung n a b c:ả ồ ử ướ

2.3 Các m ch đi u khi n đ ng c b cạ ề ể ộ ơ ướ M ch đi u khi n đ ng c đ n c c:ạ ề ể ộ ơ ơ ự

Đi u khi n chi u quay đ ng c b ng cách l p trình ề ể ề ộ ơ ằ ậN u d ch b c t trái sang ph i thì đ ng c sẽ quay ph i ế ị ướ ừ ả ộ ơ ả N u d ch b c t ph i sang trái thì đ ng c sẽ quay trái ế ị ướ ừ ả ộ ơ

- Đ i chi u quay b ng ph n c ng :ổ ề ằ ầ ứĐi u khi n motor l ng c c v i c u H:ề ể ưỡ ự ớ ầ

Motor b c l ng c c trên cu n dây không có đi m gi a nên khi đ o chi u quay ướ ưỡ ự ộ ể ữ ả ề

đ ng c g p khó khăn. Đ đ o đ c chi u t tr ng sinh ra trong cu n dây ( cũng có ộ ơ ặ ể ả ượ ề ừ ườ ộ

nghĩa đ o chi u dòng đi n) ph i dùng m t c u trúc g i là c u H.ả ề ệ ả ộ ấ ọ ầ

Thông th ng s d ng A,D đóng trong ch đ thu n và B,C đóng trong ch đ ng c ườ ử ụ ế ộ ậ ế ộ ượ

I/LCD

3 .Gi i thi u v LCD 2 dòng 16 kí tớ ệ ề ự

• VSS: Chân đ t ấ

• VCC: Chân ngu n ồ

• VEE: Chân hi u ch nh đ sáng c a LCD ệ ỉ ộ ủ

• RS:

=0: LCD sẽ nh n l nh t vi đi u khi n ậ ệ ừ ề ể

=1: LCD sẽ nh n kí t t vi đi u khi n đ hi n th ậ ự ừ ề ể ể ể ị

• R/W:

=1: Vi đi u khi n đ c d li u t LCD ề ể ọ ữ ệ ừ

=0: Vi đi u khi n ghi d li u lên LCD ề ể ữ ệ

Thông th ng Vi đi u khi n ch y u ghi d li u lên LCD nên chân này th ng n i ườ ề ể ủ ế ữ ệ ườ ố

đ t ấ

• E: Chân cho phép (Enable). Sau khi l nh ho c d li u đã đ c chu n b trên đ ng ệ ặ ữ ệ ượ ẩ ị ườ

d ữ

li u, t o xung m c cao-m c th p sẽ b t đ u quá trình LCD nh n d li u ho c l nh t ệ ạ ứ ứ ấ ắ ầ ậ ữ ệ ặ ệ ừ

vi

đi u khi n. ề ể

• D0-D7: các chân d li u, n i vi đi u khi n truy n l nh ho c d li u lên LCD.ữ ệ ơ ề ể ề ệ ặ ữ ệ

2. Kh i t o LCD: ở ạ

LCD có nhi u đ làm vi c, có th k ra nh sau: ề ộ ệ ể ể ư

- Ch đ 1 dòng hay 2 dòng ế ộ

- Ch đ giao ti p 4 bit hay 8 bit ế ộ ế

- Ch đ font 5*8 ho c 5*10 ế ộ ặ

- Ngoài ra còn có th thay đ i v trí hi n th kí t v.v ể ổ ị ể ị ự

Vì v y, tr c khi b t đ u quá trình hi n th m t chu i kí t nào đó, ta c n quá trình ậ ướ ắ ầ ể ị ộ ỗ ự ầ

kh i t o đ ở ạ ể

cài đ t các ch đ này. Vi đi u khi n th c hi n quá trình kh i t o này b t cách ghi đ n ặ ế ộ ề ể ự ệ ở ạ ắ ế

LCD m t ộ

chu i các l nh. ỗ ệ

Căn c vào ch c năng c a các chân vi đi u khi n đ c gi i thi u trên, ta đ a ra qui ứ ứ ủ ề ể ượ ớ ệ ở ư

trình c a ủ

vi c g i m t l nh t Vi đi u khi n đ n LCD: ệ ử ộ ệ ừ ề ể ế

- Cho chân R/W=0 đ xác đ nh đây là ghi xu ng LCD (thông th ng chân này đ c ể ị ố ườ ượ

n i ố

đ t, nên m c đ nh chân này m c 0, ta không c n quan tâm đ n n a) ấ ặ ị ở ứ ầ ế ữ

- Cho chân RS=0 đ xác đ nh đây là l nh mà vi đi u khi n g i xu ng LCD (phân bi t ể ị ệ ề ể ử ố ệ

v i ớ

RS=1, g i kí t hi n th )ử ự ể ị

- G i mã l nh xu ng LCD theo các đ ng d li u (RD0-RD7 n u dùng ch đ 8 bit, ử ệ ố ườ ữ ệ ế ế ộ

R4-

R7 n u dùng ch đ 4 bit) ế ế ộ

- Đ a chân E (chân cho phép- Enable) lên m c cao, m c 1 ư ứ ứ

- T o tr vài chu kì l nh ạ ễ ệ

- Đ a chân E xu ng m c th p, m c 0 ư ố ứ ấ ứ

Mã l nh nh đã gi i thi u trong ph n trên tùy thu c vào t ng l nh, đ y gi i thi u ệ ư ớ ệ ầ ộ ừ ệ ở ấ ớ ệ

m t s l nh ộ ố ệ

c b n nh sau: ơ ả ư

. L nh cài đ t ch đ làm vi c: ệ ặ ế ộ ệ

• DL:

– = 1: 8 bit

– = 0: 4 bit

• N:

= 1: 2 dòng

= 0 :1 dòng

• F:

– = 1: font 5x10 dot

– = 0: font 5x8 dot

. L nh đ t ch đ tăng gi m đ a ch : ệ ặ ế ộ ả ị ỉ

• I/D:

= 1 tăng đ a ch ị ỉ

= 0 gi m đ a ch ả ị ỉ

• S =1: Cài đ t di chuy n cùng đ a ch ặ ể ị ỉ

. L nh đ t ch đ hi n th : ệ ặ ế ộ ể ị

• D: Cho phép hi n th ể ị

• C: cài đ t hi n th con tr ặ ể ị ỏ

• B: nh p nháy v trí kí t ấ ị ự

. L nh đ t v trí hi n th c a kí t : ệ ặ ị ể ị ủ ự

• Đ a ch dòng 1: 00- 0F ị ỉ

• Đ a ch dòng 2: 40-4F ị ỉ

Vì v y, mu n hi n th đ u dòng th nh t, mã l nh sẽ là 0x80 ậ ố ể ị ầ ứ ấ ệ

mu n hi n th đ u dòng th hai, mã l nh sẽ là 0xC0 ố ể ị ầ ứ ệ

. L nh xóa màn hình: mã l nh 0x01 ệ ệ

. L nh tr v đ u dòng th nh t: mã l nh 0x02ệ ở ề ầ ứ ấ ệ

Chi ti t có th xem datasheet đi kèm ế ề

3. Ghi kí t lên LCD đ hi n th : ự ể ể ị

Sau khi th c hi n quá trình kh i t o đ g i các l nh cài đ t ch đ làm vi c cùa LCD,ự ệ ở ạ ể ử ệ ặ ế ộ ệ

kí t sẽ ự

đ c hi n th lên LCD b t kì khi nào vi đi u khi n mu n g i. ượ ể ị ấ ề ể ố ử

Quá trình g i kí t g m các b c sau: ử ự ồ ướ

- Cho chân R/W=0 đ xác đ nh đây là ghi xu ng LCD (thông th ng chân này đ c ể ị ố ườ ượ

n i ố

đ t, nên m c đ nh chân này m c 0, ta không c n quan tâm đ n n a)ấ ặ ị ở ứ ầ ế ữ

- Cho chân RS=1 đ xác đ nh đây là kí t mà vi đi u khi n g i xu ngể ị ự ề ể ử ố

RS=0, g i l nh) ử ệ

- G i mã ascii c a kí t c n hi n th xu ng LCD theo các đ ng dử ủ ự ầ ể ị ố ườ ữ

dùng ch đ 8 bit, R4-R7 n u dùng ch đ 4 bit) ế ộ ế ế ộ

- Đ a chân E (chân cho phép- Enable) lên m c cao, m c 1 ư ứ ứ

- T o tr vài chu kì l nh ạ ễ ệ

- Đ a chân E xu ng m c th p, m c 0ư ố ứ ấ ứ

4.Gi i thi u vớ ệ ề PIC 16F877A :

1.Pic là gì:

PIC đ c vi t t t c a "Programable Intelligent Computer", có th ượ ế ắ ủ ể

t m d ch là "máy tính thông minh kh trình".ạ ị ả

PIC đ c ng d ng r t r ng rãi trong th c t , t nh ng v t d ng ượ ứ ụ ấ ộ ự ế ừ ữ ậ ụ

đ n gi n cho đ n nh ng h th ng đi u khi n ph c t p trong công ơ ả ế ữ ệ ố ề ể ứ ạ

nghiêp

Trong đó, PIC16F877 thu c v m t h c a microcontrollers 8- bít ộ ề ộ ọ ủ

c a ki n trúc RISCủ ế

2. S đ chân PIC:ơ ồ

Trong vi đi u khi n PIC16F877A có 5 c ng:ề ể ổ

C ng A g m 6 chân: RA0, RA1.. RA5ổ ồ

C ng B g m 8 chân: RB0, RB1,..RB7ổ ồ

C ng C g m 8 chân: RC0, RC1, ..RC7ổ ồ

C ng D g m 8 chân: RD0, RD1,..RD7ổ ồ

C ng E g m 3 chân: RE0, RE1, RE2ổ ồ

M i c ng th c ch t đ c qu n lý b i các thanh ghi PORTA, PORTB, PORTC, PORTD,ỗ ổ ự ấ ượ ả ở

PORTE n m trong b nh RAM c a vi đi u khi n:ằ ộ ớ ủ ề ể

B ộ nh ớ RAM c a vi điủ ều khiển PIC 16F877A gồm 4 bank nhớ. Nhìn vào các bank nhớ

ta có th ể th y các thanh ghi đ c đấ ượ ặt tên và các thanh ghi đa m c đích (General ụPurpose

Register).

Các thanh ghi đ c đ t tên là các thanh ghi đượ ặ ặc bi t dùng đ điệ ể ều khiển, quản lý

hoặc th ể hiện trạng thái của các khối ch c năng trong vi điứ ều khiển ví d ụ PORTAlà đ i ạdi n cho các chân c ng A, PORTB là đ i di n cho các chân c ng B v.v. Cácệ ổ ạ ệ ổ

thanh ghi này có đ a ch xác đ nh và không đ c dùng cho các m c đích khácị ỉ ị ượ ụ

Các thanh ghi đa m c đích đ c dùng đ đ t bi n trong m t ch ng trình ngụ ượ ể ặ ế ộ ươ ứ

d ng c a vi đi u khi n. Nhìn vào b n đ b nh RAM, ta th y bi n có th đ t tụ ủ ề ể ả ồ ộ ớ ấ ế ể ặ ừ

đ a ch 20F đ n 7Fh trong bank nh 0, A0h-EFh, 120h-16Fh, 1A0h-1EFh.ị ỉ ế ớ

3M t vài thông s v pic16f877a:ộ ố ề

Đây là vi đi u khi n thu c h PIC16Fxxx v i t p l nh g m 35 l nh có đ dài 14 biề ể ộ ọ ớ ậ ệ ồ ệ ộ

M i l nh đ u đ c th c thi trong m t chu kì xung clock. T c đ ho t đ ng t i đa cho ỗ ệ ề ượ ự ộ ố ộ ạ ộ ố

phép l

20 MHz v i m t chu kì l nh là 200ns. B nh ch ng trình 8Kx14 bit, b nh d li u ớ ộ ệ ộ ớ ươ ộ ớ ữ ệ

368x

byte RAM và b nh d li u EEPROM v i dung l ng 256x8 byte. ộ ớ ữ ệ ớ ượ S PORT I/O là 5 v i ố ớ

3

pin I/O.

Các đ c tính ngo i vi bao g mcác kh i ch c năng sau: ặ ạ ồ ố ứ

Timer0: b đ m 8 bit v i b chia t n s 8 bit. ộ ế ớ ộ ầ ố

Timer1: b đ m 16 bit v i b chia t n s , có th th c hi n ch c năng đ m d a vaộ ế ớ ộ ầ ố ể ự ệ ứ ế ự

xung clock ngo i vi ngay khi vi đi u khi n ho t đ ng ch đ sleep. ạ ề ể ạ ộ ở ế ộ

Timer2: b đ m 8 bit v i b chia t n s , b postcaler. ộ ế ớ ộ ầ ố ộ

Hai b Capture/so sánh/đi u ch đ rông xung. ộ ề ế ộ

Các chu n giao ti p n i ti p SSP (Synchronous Serial Port), SPI và I2C. ẩ ế ố ế

Chu n giao ti p n i ti p USART v i 9 bit đ a ch . ẩ ế ố ế ớ ị ỉ

C ng giao ti p song song PSP (Parallel Slave Port) v i các chân đi u khi n RD, WRổ ế ớ ề ể

CS bên ngoài. ở

Các đ c tính Analog: ặ

8 kênh chuy n đ i ADC 10 bit. ể ổ

Hai b so sánh. ộ

Bên c nh đó là m t vài đ c tính khác c a vi đi u khi n nh : ạ ộ ặ ủ ề ể ư

B nh flash v i kh năng ghi xóa đ c 100.000 l n. ộ ớ ớ ả ượ ầ

B nh EEPROM v i kh năng ghi xóa đ c 1.000.000 l n. ộ ớ ớ ả ượ ầ

D li u b nh EEPROM có th l u tr trên 40 năm. ữ ệ ộ ớ ể ư ữ

Kh năng t n p ch ng trình v i s đi u khi n c a ph n m m. ả ự ạ ươ ớ ự ề ể ủ ầ ề

N p đ c ch ng trình ngay trên m ch đi n ICSP (In Circuit Serial Proạ ượ ươ ạ ệ

thông qua 2 chân.

Watchdog Timer v i b dao đ ng trong. ớ ộ ộ

Ch c năng b o m t mã ch ng trình. ứ ả ậ ươ

Ch đ Sleep. ế ộ

Có th ho t đ ng v i nhi u d ng Oscillator khác nhau. ể ạ ộ ớ ề ạ

4.B nh ch ng trình ộ ớ ươ

B nh ch ng trình c a vi đi u khi n PIC16F877A là b nh flash, dung l ng b nhộ ớ ươ ủ ề ể ộ ớ ượ ộ ớ

8K word (1 word = 14 bit) và đ c phân thành nhi u trang (t page0 đ n page 3) . Nhượ ề ừ ế ư

v y b nh ch ng trình có kh năng ch a đ c 8*1024 = 8192 l nh (vì m t l nh sau ậ ộ ớ ươ ả ứ ượ ệ ộ ệ

khi mã hóa sẽ có dung l ng 1 word (14 bit). ượ

Đ mã hóa đ c đ a ch c a 8K word b nh ch ng trình, b đ m ch ng trình có ể ượ ị ỉ ủ ộ ớ ươ ộ ế ươ

dung l ng 13 bit (PC<12:0>). ượ

Khi vi đi u khi n đ c reset, b đ m ch ng trình sẽ ch đ n đ a ch 0000h (Reset ề ể ượ ộ ế ươ ỉ ế ị ỉ

vector). Khi có ng t x y ra, b đ m ch ng trình sẽ ch đ n đ a ch 0004h (Interrupt ắ ả ộ ế ươ ỉ ế ị ỉ

vector).

B nh ch ng trình không bao g m b nh stack và không đ c đ a ch hóa b i b ộ ớ ươ ồ ộ ớ ượ ị ỉ ở ộ

đ m ch ng trình.ế ươ