Giáo trình vi điều khiển AVR

 tự và một tần số nhất định. Tổng số góc quay của roto tương ứng với
số lần chuyển mạch, cũng như chiều quay và tốc độ quay của roto, phụ thuộc vào thứ
tự chuyển đổi và tần số chuyển đổi. Khi một xung điện áp đặt vào cuộn dây stato (phần
ứng) của động cơ bước thì roto (phần cảm) của động cơ sẽ quay đi một góc nhất định,
góc ấy là một bước quay của động cơ. Khi các xung điện áp đặt vào các cuộn dây phần
ứng thay đổi liên tục thì roto sẽ quay liên tục. (Nhưng thực chất chuyển động đó vẫn là
theo các bước rời rạc).
Hệ thống điều khiển động cơ bước
Một hệ thống có sử dụng động cơ bước có thể được khái quát theo sơ đồ sau.
D.C.SUPPLY: Có nhiệm vụ cung cấp nguồn một chiều cho hệ thống. Nguồn một chiều
này có thể lấy từ pin nếu động cơ có công suất nhỏ. Với các động cơ có công suất lớn
có thể dùng nguồn điện được chỉnh lưu từ nguồn xoay chiều.
58/70
CONTROL LOGIC: Đây là khối điều khiển logic. Có nhiệm vụ tạo ra tín hiệu điều
khiển động cơ. Khối logic này có thể là một nguồn xung, hoặc có thể là một hệ thống
mạch điện tử. Nó tạo ra các xung điều khiển. Động cơ bước có thể điều khiển theo cả
bước hoặc theo nửa bước.
POWER DRIVER: Có nhiệm vụ cấp nguồn điện đã được điều chỉnh để đưa vào động
cơ. Nó lấy điện từ nguồn cung cấp và xung điều khiển từ khối điều khiển để tạo ra dòng
điện cấp cho động cơ hoạt động.
STEPPER MOTOR: Động cơ bước. Các thông số của động cơ gồm có: Bước góc, sai
số bước góc, mômen kéo, mômen hãm, mômen làm việc.Đối với hệ điều khiển động cơ
bước, ta thấy đó là một hệ thống khá đơn giản vì không hề có phần tử phản hồi. Điều
này có được vì động cơ bước trong quá trình hoạt động không gây ra sai số tích lũy, sai
số của động cơ do sai số trong khi chế tạo. Việc sử dụng động cơ bước tuy đem lai độ
chính xác chưa cao nhưng ngày càng được sử dụng phổ biến. Vì công suất và độ chính
xác của bước góc đang ngày càng được cải thiện.
Bước góc của động cơ bước được chế tạo theo bảng tiêu chuẩn sau:
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 đơn cực
59/70
Tín hiệu điều khiển. Điều khiển đủ bước (full step) :
Winding 1a 1000100010001000100010001
Winding 1b 0010001000100010001000100
Winding 2a 0100010001000100010001000
Winding 2b 0001000100010001000100010
time --->
Winding 1a 1100110011001100110011001
Winding 1b 0011001100110011001100110
Winding 2a 0110011001100110011001100
Winding 2b 1001100110011001100110011
time --->
Điều khiển nửa bước ( half step )
Winding 1a 11000001110000011100000111
Winding 1b 00011100000111000001110000
Winding 2a 01110000011100000111000001
Winding 2b 00000111000001110000011100
time --->
Mạch điều khiển động cơ bước
Mạch điều khiển động cơ bước bao gồm một số chức năng sau đây:
Tạo các xung với những tần số khác nhau.
Chuyển đổi các phần cho phù hợp với thứ tự kích từ.
Làm giảm các dao động cơ học.
60/70
Đầu vào của mạch điều khiển là các xung. Thành phần của mạch là các bán dẫn, vi
mạch. Kích thích các phần của động cơ bước theo thứ tự 1-2-3-4 do các transistor công
suất T1 đến T4 thực hiện.Với việc thay đổi vị trí bộ chuyển mạch, động cơ có thể quay
theo chiều kim đồng hồ hoặc ngược lại.
Điện áp được cấp qua các khoá chuyển để nuôi các cuộn dây, tạo ra từ trường làm quay
rotor. Các khoá ở đây không cụ thể, có thể là bất cứ thiết bị đóng cắt nào điều khiển
được như rơle, transitor công suất... Tín hiệu điều khiển có thể được đưa ra từ bộ điều
khiển như vi mạch chuyên dụng, máy tính. Với động cơ nhỏ có dòng cỡ 500 mili Ampe,
có thể dùng IC loại dãy darlington collector hở như :
ULN2003, ULN2803 ( Allegro Microsystem)
DS2003 (National Semiconductor), MC1413 ( Motorola)
IC họ ULN200x có đầu vào phù hợp TTL, các đầu emitor được nối với chân 8. Mỗi
transitor darlington được bảo vệ bởi hai diode. Một mắc giữa emitor tới collector chặn
điện áp ngược lớn đặt lên transitor. Diode thứ hai nối collector với chân 9. Nếu chân 9
nối với cực dương của cuộn dây, tạo thành mạch bảo vệ cho transitor.
61/70
Với các động cơ lớn có dòng > 0.5A các IC họ ULN không đáp ứng được ta có thể dùng
các Tranzitor trường(IRF).Một số loại IRF thông dụng:
IRF540 tranzitor ngược có thể chịu dòng đến 20A
IRF640 tranzitor ngược có thể chịu dòng đến 18A
IRF250 tranzitor ngược có thể chịu dòng đến 30A .
Sơ đồ mạch được thiết kế như sau:
62/70
Code
#include 
#include 
// Khai bao bien
unsigned char stepA[] = {0xFF,0xFE,0xFD,0xFB,0xF7}, stepB[]
= {0xFF,0xEF,0xDF,0xBF,0x7F},
stepC[] = {0xFF,0xEF,0xDF,0xBF,0x7F};
unsigned char indexA, indexB, indexC;
unsigned char n_data;
unsigned char n_step=10;
unsigned int n_step3=5000,n_i;
//-------------------
// Declare your global variables here void main(void)
{
// Declare your local variables here
// Input/Output Ports initialization
// Port A initialization
// Func7=In Func6=In Func5=In Func4=In Func3=In Func2=In
Func1=In Func0=In
// State7=T State6=T State5=T State4=T State3=T State2=T
State1=T State0=T PORTA=0xFF;
DDRA=0xFF;
// Port B initialization
63/70
// Func7=In Func6=In Func5=In Func4=In Func3=In Func2=In
Func1=In Func0=In
// State7=T State6=T State5=T State4=T State3=T State2=T
State1=T State0=T PORTB=0xFF;
DDRB=0xFF;
// Port C initialization
// Func7=In Func6=In Func5=In Func4=In Func3=In Func2=In
Func1=In Func0=In
// State7=T State6=T State5=T State4=T State3=T State2=T
State1=T State0=T PORTC=0xFF;
DDRC=0xFF;
// Port D initialization
// Func7=In Func6=In Func5=In Func4=In Func3=In Func2=In
Func1=In Func0=In
// State7=T State6=T State5=T State4=T State3=T State2=T
State1=T State0=T
PORTD=0xFF;
DDRD=0xFF;
// Timer/Counter 0 initialization
// Clock source: System Clock
// Clock value: Timer 0 Stopped
// Mode: Normal top=FFh
// OC0 output: Disconnected
TCCR0=0x00;
TCNT0=0x00;
64/70
OCR0=0x00;
// Timer/Counter 1 initialization
// Clock source: System Clock
// Clock value: Timer 1 Stopped
// Mode: Normal top=FFFFh
// OC1A output: Discon.
// OC1B output: Discon.
// Noise Canceler: Off
// Input Capture on Falling Edge
// Timer 1 Overflow Interrupt: Off
// Input Capture Interrupt: Off
// Compare A Match Interrupt: Off
// Compare B Match Interrupt: Off
TCCR1A=0x00;
TCCR1B=0x00;
TCNT1H=0x00;
TCNT1L=0x00;
ICR1H=0x00;
ICR1L=0x00;
OCR1AH=0x00;
OCR1AL=0x00;
OCR1BH=0x00;
65/70
OCR1BL=0x00;
// Timer/Counter 2 initialization
// Clock source: System Clock
// Clock value: Timer 2 Stopped
// Mode: Normal top=FFh
// OC2 output: Disconnected
ASSR=0x00;
TCCR2=0x00;
TCNT2=0x00;
OCR2=0x00;
// External Interrupt(s) initialization
// INT0: Off
// INT1: Off
// INT2: Off
MCUCR=0x00;
MCUCSR=0x00;
// Timer(s)/Counter(s) Interrupt(s) initialization
TIMSK=0x00;
// Analog Comparator initialization
// Analog Comparator: Off
// Analog Comparator Input Capture by Timer/Counter 1: Off
ACSR=0x80; SFIOR=0x00;
66/70
while (1)
{
// Place your code here
if(indexA ++>3) indexA = 1;
if(indexB ++>3) indexB = 1;
if(indexC ++>3) indexC = 1;
PORTA = stepA[indexA] & stepB[indexB];
PORTC = stepC[indexC];
//------- delay_ms(500);
}}
67/70
Tham gia đóng góp
Tài liệu: Giáo trình vi điều khiển AVR
Biên tập bởi: DKS Group
URL: 
Giấy phép: 
Module: Điều khiển IO(vào-ra) với led đơn
Các tác giả: DKS Group
URL: 
Giấy phép: 
Module: Điều khiển vào ra với led 7 đoạn
Các tác giả: DKS Group
URL: 
Giấy phép: 
Module: Điều khiển IO với LCD
Các tác giả: DKS Group
URL: 
Giấy phép: 
Module: ADC với LM35
Các tác giả: DKS Group
URL: 
Giấy phép: 
Module: Giao tiếp I2C với RTC DS1307
Các tác giả: DKS Group
URL: 
Giấy phép: 
Module: Truyền thông nối tiếp RS232 và Visual Bais
Các tác giả: DKS Group
URL: 
68/70
Giấy phép: 
Module: Đo lường sử dụng máy tính
Các tác giả: DKS Group
URL: 
Giấy phép: 
Module: Điều khiển Step Motor
Các tác giả: DKS Group
URL: 
Giấy phép: 
69/70
Chương trình Thư viện Học liệu Mở Việt Nam
Chương trình Thư viện Học liệu Mở Việt Nam (Vietnam Open Educational Resources
– VOER) được hỗ trợ bởi Quỹ Việt Nam. Mục tiêu của chương trình là xây dựng kho
Tài nguyên giáo dục Mở miễn phí của người Việt và cho người Việt, có nội dung phong
phú. Các nội dung đểu tuân thủ Giấy phép Creative Commons Attribution (CC-by) 4.0
do đó các nội dung đều có thể được sử dụng, tái sử dụng và truy nhập miễn phí trước
hết trong trong môi trường giảng dạy, học tập và nghiên cứu sau đó cho toàn xã hội.
Với sự hỗ trợ của Quỹ Việt Nam, Thư viện Học liệu Mở Việt Nam (VOER) đã trở thành
một cổng thông tin chính cho các sinh viên và giảng viên trong và ngoài Việt Nam. Mỗi
ngày có hàng chục nghìn lượt truy cập VOER (www.voer.edu.vn) để nghiên cứu, học
tập và tải tài liệu giảng dạy về. Với hàng chục nghìn module kiến thức từ hàng nghìn
tác giả khác nhau đóng góp, Thư Viện Học liệu Mở Việt Nam là một kho tàng tài liệu
khổng lồ, nội dung phong phú phục vụ cho tất cả các nhu cầu học tập, nghiên cứu của
độc giả.
Nguồn tài liệu mở phong phú có trên VOER có được là do sự chia sẻ tự nguyện của các
tác giả trong và ngoài nước. Quá trình chia sẻ tài liệu trên VOER trở lên dễ dàng như
đếm 1, 2, 3 nhờ vào sức mạnh của nền tảng Hanoi Spring.
Hanoi Spring là một nền tảng công nghệ tiên tiến được thiết kế cho phép công chúng dễ
dàng chia sẻ tài liệu giảng dạy, học tập cũng như chủ động phát triển chương trình giảng
dạy dựa trên khái niệm về học liệu mở (OCW) và tài nguyên giáo dục mở (OER) . Khái
niệm chia sẻ tri thức có tính cách mạng đã được khởi xướng và phát triển tiên phong
bởi Đại học MIT và Đại học Rice Hoa Kỳ trong vòng một thập kỷ qua. Kể từ đó, phong
trào Tài nguyên Giáo dục Mở đã phát triển nhanh chóng, được UNESCO hỗ trợ và được
chấp nhận như một chương trình chính thức ở nhiều nước trên thế giới.
70/70