步進電機實驗微機原理

1、精選文檔大連理工大學本科設(shè)計報告（計算機原理接口實驗綜合設(shè)計）題目： 步進電機控制系統(tǒng)設(shè)計 課程名稱： 計算機原理實驗 學院（系）： 電信 專 業(yè)： 自動化 班 級： 電自1301 學 號： 201382062 學生姓名： 寧博 成 績： 2015年12月26 日題目：步進電機1. 設(shè)計要求 利用實驗臺上的開關(guān)K7控制步進電機的轉(zhuǎn)向，利用電位器控制步進電機的轉(zhuǎn)速。具體要求如下：1. 利用D8255A的PA0-PA3做輸出，輸出步進電機的相序、驅(qū)動步進電機工作，相序之間的時間決定著步進電機的轉(zhuǎn)速，而間隔時間由延時程序中的CX寄存器的初值決定。2. 利用D8255A的PB7做輸入控制轉(zhuǎn)向，與K7連

2、接。其中K7做步進電機的轉(zhuǎn)向控制，用ADC0809實現(xiàn)AD轉(zhuǎn)換，利用電位器控制轉(zhuǎn)速，程序運行時通過K7和電位器對步進電機實施動態(tài)控制；3. 利用8253做秒脈沖發(fā)生器，產(chǎn)生約2秒的周期性方波信號。其中CNT0做分頻器：將1MHZ信號分頻為100HZ；CNT1做秒脈沖輸出（0.5HZ）；4. 利用386模塊的主8259的MIR5做中斷請求輸入，將CNT1的OUT1秒信號方波作為中斷請求信號，引發(fā)中斷服務ISR;5. 在中斷服務程序中實現(xiàn)對步進電機的轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)向?qū)崟r控制。方法如下：在ISR中，對D8255A的PB口進行一次輸入操作，并根據(jù)輸入的數(shù)據(jù)：1) 對D7（與K7對應）位的數(shù)據(jù)為步進電機的轉(zhuǎn)向

3、控制；2) ADC0809讀入的數(shù)據(jù)為步進電機的轉(zhuǎn)速控制。2 .設(shè)計分析及系統(tǒng)方案設(shè)計1. 使用“寄存器間接尋址”的方式輸出相序信號：將步進電機的相序數(shù)據(jù)定義在數(shù)據(jù)段當中，使用SI查表（間接尋址）獲取相序數(shù)據(jù)。其中查表順序決定著電機轉(zhuǎn)動方向；2. 對8253進行編程，使OUT1輸出2秒周期的脈沖方波信號。為了便于調(diào)試，建議使用邏輯筆監(jiān)測OUT1的輸出；3. 編制與中斷相關(guān)的程序。包括中斷屏蔽字的設(shè)定、中斷向量表的創(chuàng)建以及開中斷的操作。上述這些操作都應當加到程序的初始化中；4. 編寫中斷服務程序ISR。在ISR中讀取D8255A的PB口數(shù)據(jù)和AD轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)，然后進行數(shù)據(jù)分析、根據(jù)數(shù)據(jù)來調(diào)整CX寄

4、存器中的數(shù)據(jù)，因而改變步進電機的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向。3.系統(tǒng)電路圖8253OUT1CLK1GATE1/CS OUT0CLK0GATE01MHZ脈沖K7輸入K6輸入K0輸入Vcc210HMIR58255APA3PA2PA1PA0D7··D0A1A0/CS PB7PB6.PB0LED3LED2LED1LED0200H步進電機512VBJ_IN4BJ_IN3BJ_IN2BJ_IN1系統(tǒng)總線K7K00.5HZ方波 +5V ADC0809模塊 IN7IN0/IOWA0A0/IORA1A1500KHADDAADDBCLOCKADDCD7.D0220H總線區(qū)/CSVCCVREF（-）VREF（+

5、）圖 1 .1 實驗參考邏輯電路4 .外圍接口模塊硬件電路功能描述8253具有三個獨立的16位減法計數(shù)器，每個計數(shù)器可按照二進制或十進制計數(shù)，每個通道都有六種不同的工作方式。8255有3個8位并行I/O口。具有3個通道3種工作方式的可編程并行接口芯片（40引腳）。 其各口功能可由軟件選擇，使用靈活，通用性強。8255可作為主機與多種外設(shè)連接時的中間接口電路。 ADC0809 是8位逐次逼近式A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換器。其內(nèi)部有一個8通道多路開關(guān)，它可以根據(jù)地址碼鎖存譯碼后的信號，只選通8路模擬輸入信號中的一個進行A/D轉(zhuǎn)換，具有轉(zhuǎn)換起?？刂贫恕ＤM輸入電壓范圍0+5V，不需零點和滿刻度校準。5 主程序中

6、主要變量說明變量名稱內(nèi)存單元功能FLAGAX轉(zhuǎn)向標志SPEEDSI可調(diào)轉(zhuǎn)速SDAL默認轉(zhuǎn)速6.系統(tǒng)軟件中各個子程序的功能描述子程序名稱入口參數(shù)出口參數(shù)功能 描述serviceio8255_B ADC0809SD中斷服務DELAY無無延時speedin無無電機按照一定參數(shù)轉(zhuǎn)起來7.主程序程序流程圖從8255的B口輸入數(shù)據(jù)中斷結(jié)束命令PB7=1？N修改方向標志Flag=1Y從0809讀數(shù)據(jù)設(shè)定CX值ISRD8255A 的初始化PA、PB輸出 8253 初始化CNT0方式3、初值CNT1方式2、初值主片8259初始化設(shè)置屏蔽字創(chuàng)建35H的中斷向量表開中斷開始（a）主程序流程圖IRET修改方向標志Fl

7、ag=0Flag=1？順時驅(qū)動（等待中斷）逆時驅(qū)動（等待中斷）（b）中斷服務程序流程圖圖 1.2 程序流程圖建立方向標志Flag=1YN8.程序清單IO_ADDRESS equ 200h time equ 210h ad_io equ 220hdata segment order1 db 01h,03h,02h,06h,04h,0ch,08h,09horder2 db 09h,08h.0ch,04h,06h,02h,03h,01hFLAG db ?speed dw0300h,0380h,0480h,0580h,0680h,0780h,0880h SD dw0280h ;默認轉(zhuǎn)速data end

8、scode segmentassume cs:code,ds:datastart: mov ax,data mov ds,ax mov dx,IO_ADDRESS add dx,03 mov al,82h ;B端口輸入，A、C輸出，方式0 out dx,al cli mov FLAG,00h ;標志位置0 in al,021h ;設(shè)置中斷屏蔽字 and al,11011111b;IR5 out 021h,al push ds ;設(shè)置中斷向量表 mov ax,0 mov ds,ax mov si,35h add si,si add si,si mov ax,offset service mov

9、si,ax push cs pop ax mov si+2,ax pop ds mov dx,time ;分頻得到0,5s脈沖 add dx,03 mov al,37h;計數(shù)器0，方式3，BCD碼計數(shù)，先低后高 out dx,al mov dx,time;計數(shù)器0設(shè)初值 mov al,0 out dx,al out dx,al;寫初值10000 mov dx,time add dx,03 mov al,56h;計數(shù)器1，方式3，二進制計數(shù)，低8位 out dx,al mov dx,time ;設(shè)計數(shù)器1初值為200 inc dx mov al,200;產(chǎn)生0.5s脈沖 out dx,al st

10、ispeedin: cmp FLAG,01h ;轉(zhuǎn)向，轉(zhuǎn)速 jz ccc mov dx,IO_ADDRESS mov cx,08 lea si,order1aaa: mov al,si out dx,al call delay inc si loop aaa jmp speedinccc: mov dx,IO_ADDRESS mov cx,08 lea si,order2ddd: mov al,si out dx,al call delay inc si loop ddd jmp speedinservice proc far ;中斷服務子程序 push ax push dx push si

11、push bx mov dx,IO_ADDRESS inc dx in al,dx mov bl,al shl bl,1 jnc mmm;CF=0，則跳轉(zhuǎn) mov FLAG,01H mov dx,ad_io;ADC啟動轉(zhuǎn)換地址 out dx,al;啟動ADC mov dx,ad_io;獲取ADC EOC狀態(tài)地址 add dx,2L1: in al,dx test al,01h;測試EOC=1？ jz L1 mov dx,ad_io;讀數(shù)據(jù)地址 inc dx in al,dx cmpal,00H jnzcmp11 mov SD,0280h jmp endsercmp11: cmpal,10H j

12、nccmp12 mov si,WORD PTR speed0 movSD,si jmp endsercmp12: cmpal,20H jnccmp13 mov si,WORD PTR speed2 movSD,si jmp endsercmp13: cmp al,30H jnc cmp14 mov si,WORD PTR speed4 mov SD,si jmp endsercmp14: cmp al,40H jnc cmp15 mov si,WORD PTR speed6 mov SD,si jmp endsermmm: jmp cmp20cmp15: cmp al,50H jnc cmp1

13、6 mov si,WORD PTR speed8 mov SD,si jmp endsercmp16: cmpal,60H jnccmp17 mov si,WORD PTR speed10 movSD,si jmp endsercmp17: mov si,WORD PTR speed12 mov SD,si jmp endsercmp20: mov dx,ad_io out dx,al mov dx,ad_io add dx,2L2: in al,dx test al,01h jz L2 mov dx,ad_io inc dx in al,dx mov FLAG,00H cmp al,00H

14、jnz cmp21 mov SD,0280H jmp endsercmp21: cmpal,10H jnccmp22 mov si,WORD PTR speed0 movSD,si jmp endsercmp22: cmpal,20H jnccmp23 mov si,WORD PTR speed2 movSD,si jmp endser cmp23: cmpal,30H jnccmp24 mov si,WORD PTR speed4 mov SD,si jmp endsercmp24: testal,40H jnccmp25 mov si,WORD PTR speed6 movSD,si jm

15、p endsercmp25: cmpal,50H jnccmp26 mov si,WORD PTR speed8 movSD,si jmp endsercmp26: cmpal,60H jnccmp27 mov si,WORD PTR speed10 movSD,si jmp endsercmp27: mov si,WORD PTR speed12 mov SD,siendser: ;發(fā)EOI命令 mov al,20h out 20h,al pop bx pop si pop dx pop ax sti iretservice endp delay proc ;延時程序 push ax push cx push dx mov dh,6x1: mov cx,SDx2: loop x2 dec dh jnz x1 pop dx pop cx pop ax retdelay endpcode ends end start9.系統(tǒng)調(diào)試運行結(jié)果說明、分析所出現(xiàn)得問題，設(shè)計體會與建議運行結(jié)果說明：基本完成了任務要求，可以控制步進電機的轉(zhuǎn)速和旋轉(zhuǎn)方向。問題： 通過寄存器間接尋址的方