بررسی بازوي ربات قابل برنامه ريزي جهت بكارگيری در دستگاه های CNC

بخشی از متن:
فهرست مطالب
مقدمه ..................................1
فصل اول – درگاه موازي كامپيوتر........................ 2
1-1 تاريخچه درگاه موازي .................. 4
1-2 آشنائي با درگاه موازي ...................... 9
1-3 پينها و ثباتهاي پورت پارالل ................... 14
1-4 شرح پينهاي درگاه موازي .................. 17
1-5 استاندارد Centronics ................. 18
1-6 آدرسهاي پورت موازي ................ 20
1-7 ثبات هاي نرم افزار در پورت پارالل استاندارد ........... 23
1-8 پورتهاي دو طرفه (Bi-Directional) .............................. 25
1-9 استفاده از پورت پارالل در ورود 8 بيت ............................. 29
1-10 مود چهار بيتي (Nibble Mode) ..................................... 31
1-11 بكارگيري IRQ پورت پارالل ............................................. 32
1-12 مودهاي پارالل پورت در BIOS .................. 33
فصل دوم موتورهاي پله اي و مدارات كنترل آنها .............. 36
2-1 آشنايي با موتور پله اي ........................ 37
2-2 ساختمان داخلي موتور پله اي ................. 40
2-3 طبقه بندي موتورهاي پله اي ..................... 42
الف- موتورهاي پله اي نوع آهنرباي دائمي ......................... 42
ب- موتورهاي پله اي نوع رلوكتانس متغيير .................... 44
ج- موتورهاي هيبريد ...................... 47
2-4 انواع موتورهاي پله اي و چگونگي عملكرد آنها............. 47
- موتورهاي با مقاومت مغناطيسي متغيير ................... 48
- موتورهاي تك قطبي ..................................................... 51
- موتورهاي دو قطبي ..................................................... 52
- موتورهاي چند فاز ........................................................ 54
2-5 ترتيب فازهاي موتور پله اي ......................................... 54
2-6 پارامترها و اصطلاحات موتور پله اي .............................. 59
2-7 مدارات كنترل موتور پله اي ........................................ 68
- موتورهاي رلوكتانس متغيير ........................................ 68
- موتورهاي مغناطيس دائم تك قطبي و هيبريد ............. 71
- راه اندازهاي تك قطبي و رلوكتانس متغيير كاربردي..... 73
- موتورهاي دوقطبي و H-bridge ....................... 76
- مدارات راه انداز دوقطبي كاربردي .................... 79
2-8 نرم افزار كنترل موتور پله اي ................... 84
2-9 آشنائي با چند موتور پله اي قابل دسترس در بازار ...... 88
2-9-1 شناسايي بعضي از موتورهاي پله اي
از روي تعداد و رنگ سيم ................. 93
2-10 بررسي بعضي از مدارات كنترل و درايور موتورهاي پله اي... 95
فصل سوم – سخت افزار و نرم افزار پروژه .............................. 101
3 -1 معرفي ميكرو كنترلر AVR ........................ 105
3-2 خصوصيات ATMEGA32 ................... 106
3-3 معرفي مختصر كامپايلر BASCOM ............. 107
3-4 استفاده از ATMEGA32 به عنوان درايور يك
STEPPER MOTOR ................ 108
3-5استفاده از ميكرو كنترلر ATMEGA32 به عنوان
درايور چهار محور ربات .......................................................... 110
3-6 استفاده از كامپايلر C++ در برنامه نويسي پورت پارالل .......112
3-7 برنامة كنترل ربات نوشته شده تحت كامپايلر C++ ...........115

ضميمة الف .................................. 121
ضميمة ب ............................... 126
ضميمة ج .............................. 133

1-1 ) تاريخچه درگاه موازي

وقتي IBM در سال 1981 ، PC را معرفي كرد، پورت پارالل بعنوان جايگزيني براي پورت سريال، به جهت سرويس دهي و راه اندازي پرينترهاي Dot Matrix با بازده بالا در نظر گرفته شد.
پورت موازي اين خاصيت را داشت كه در هر لحظه هشت بيت داده را منتقل كند. اين درحاليست كه پورت سريال فقط مي توانست يك بيت داده را در هر لحظه منتقل كند. همراه با رشد تكنولوژي، نياز به اتصالات خروجي قويتر و بزرگتر افزايش يافت، لذا پورت موازي با اين هدف كه شما مي توانستيد وسايل جنبي با بازده بالاتري را به آن متصل كنيد، بوجود آمد. اين وسايل جنبي هم اكنون شامل محدودة وسيعي از پرينترهاي اشتراكي، ديسك درايوهاي پرتابل و Tape Backup گرفته تا آداپتورهاي شبكه هاي محلي ( LAN ) و CD-ROM Player ها مي شود .
مشكلاتي كه توسعه دهندگان و خريداران اين وسايل جنبي با آن روبرو بوده اند، به سه دسته تقسيم مي شد. اول اينكه بازده PC بصورت هيجان آوري زياد شده بود، در حاليكه تغييري در ساختمان پورت پارالل احساس نمي شد، چون حداكثر قدرت انتقال توسط اين ساختمان حدود 150 كيلو بايت بر ثانيه بود، كه اين واقعا نياز به يك نرم افزار قوي و قدرتمند داشت. دوم، آنكه هيچ استانداردي براي واسط هاي الكتريكي وجود نداشت، كه اين موجب مشكلات فراواني در ضمانت عملكرد سيستم در محدوده هاي مختلف مي شد. و سرانجام اينكه نقص استانداردهاي طراحي، استفاده از كابلهايي با طول بيش از شش پا را اجازه نميداد.
در سال 1991 ديداري توسط سازندگان پرينتر براي شروع بحث و مناظره روي گسترش يك استاندارد جديد، براي كنترل هوشمند پرينترها از طريق شبكه برگزار شد. اين سازندگان كه شامل Lexmark, IBM, Texas instuments و بقيه مي شد، پيمان بين المللي پرينت شبكه اي ( Network Printing Alliance ) را بوجود آوردند.
NPA مجموعه اي از پارامترهايي را توصيف مي كند كه وقتي بر روي پرينتر و ميزبان پياده سازي شود، كنترل كامل كاربردها (Applications) وكارها ( Jobs) را ممكن ميسازد.
وقتي كه اين كار در حال پيشروي و رشد بود، معلوم شد كه پياده سازي كامل اين استاندارد، به يك ارتباط دو طرفه در PC نياز خواهد داشت. و به نظر مي رسيد كه پورت پارالل معمولي PC قادر نبود تا نيازهاي مورد نظر اين استاندارد را پشتيباني كند.
NPA يك پيشنهاد به IEEE ارائه كرد كه براي رسيدن به يك ارتباط دو طرفه سريع بر روي PC كميته اي تشكيل دهد. لازم بود كه اين كميته در نظر داشته باشد كه استاندارد جديد بايد كاملا سازگار با پورت پارالل اصلي (Original ) و وسايل جنبي آن باشد. و در عين حال نرخ داده را تا بيشتر از يك مگابايت در ثانيه افزايش دهد. اين كميته استاندارد IEEE 1284 را بوجود آورد.
استانداردIEEE 1284 يا Standard Signaling Method for Bi-directional” “Parallel Pripheral Interface for Personal Computers براي آخرين ويرايش در مارس 1994 تصويب شد.

1-2) آشنايي با درگاه موازي
درگاه موازي يا همان Parallel Port يكي از پورتهاي كامپيوترهاست كه اطلاعات از طريق آن خوانده و به كامپيوتر منتقل مي شود، و يا بر روي آن نوشته مي شود.
دركل IBM سه نوع آداپتور كه شامل پورت موازي پرينتر هستند، براي ميكرو كامپيوترهايPC/ XT/ AT تدارك ديده است. بسته به آنكه كداميك نصب شده باشند، هر پورت قابل دستيابي داراي يكي از سه آدرس 3BC, 378, 278 (همگي بصورت HEX) خواهد بود. اكثر PC ها با يك پورت موازي و آنهم با آدرس 378 HEX توليد شده اند.
پورت موازي PCبطور اخص براي اتصال پرينترها بوسيلة يك واسط (Interface ) طراحي شده اند. اما مي توان از آن بعنوان يك پورت ورودي/ خروجي عمومي براي هر وسيله يا هر كاربرد ديگري كه با قابليتهاي ورودي و خروجي آن سازگار باشد، استفاده كرد.اين پورت داراي 12 بافر TTL است كه قابل نوشتن و خواندن تحت برنامة كنترلي و با استفاده از دستورالعملهاي ورود و خروج هستند.
آداپتور كامپيوتر همچنين داراي پنج ورودي مجزا است كه ممكن است توسط دستورالعملهاي ورودي پروسسور خوانده شوند. در مجموع يكي از ورودي ها مي تواند براي توليد وقفة پروسسور استفاده شود. اين وقفه ميتواند، تحت برنامة كنترل فعال يا غير فعال شود. همچنين توسط يك خروجي مي توان وسيلة متصل شده به پورت را همزمان با وقفة روشن شدن ( Reset from the Power-on Circuite) راه اندازي كرد.
سيگنالهاي خروجي توسط يك متصل كنندة 25 پين از نوع D ، ( D-Type ) كه در پشت آداپتور قرار دارد در دسترس هستند. وقتي كه اين پورت براي استفاده از پرينتر در نظر گرفته مي شود، اطلاعات و دستورات بصورت هشت بيتي منتقل مي شوند، و پاية STROBE نيز فعال است. در اين حالت ممكن است برنامه پينهاي ورودي را جهت اطلاع از وضعيت پرينتر بخواند، و سپس كاراكتر بعدي را بفرستد كه اين عمل با استفاده از خط “Not Busy” صورت مي گيرد.
همچنين ممكن است اطلاعات بر روي مدار واسط نوشته ويا از روي آن خوانده شود.اين كار اجازه مي دهد كه وسيلة متصل شده و پورت موازي از هم ايزوله يا مجزا گردند، و آسيبي به آنها وارد نشود.

پرداخت با کلیه کارتهای عضو شتاب امکان پذیر است.