微機(jī)原理與接口技術(shù)課程設(shè)計報告

1、摘要步進(jìn)電機(jī)是將電脈沖信號轉(zhuǎn)變?yōu)榻俏灰苹蚓€位移的開環(huán)控制元件。在非超載的情況下，電機(jī)的轉(zhuǎn)速、停止的位置只取決于脈沖信號的頻率和脈沖數(shù)，而不受負(fù)載變化的影響，即給電機(jī)加一個脈沖信號，電機(jī)則轉(zhuǎn)過一個步距角。步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)以8088作為控制的核心元件，利用8255的A口控制步進(jìn)電機(jī)，C口連接K0-K7,以選取不同檔的移動速度,同時獲取控制轉(zhuǎn)動方向（即正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)）.本課程設(shè)計報告通過步進(jìn)電機(jī)的基本介紹、系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計（包括最小系統(tǒng)介紹、接口電路設(shè)計、延時程序設(shè)計、步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動程序設(shè)計等幾個主要模塊）、完整的匯編語言程序等，我們完成了對步進(jìn)電機(jī)系統(tǒng)的設(shè)計，并完成了相應(yīng)的任務(wù)，如正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、正向加速

2、、反向加速等，使我們進(jìn)一步掌握了匯編語言，也使我們能很好的把書本上的知識與實踐相結(jié)合，大大提高了我們的動手能力關(guān)鍵字：步進(jìn)電機(jī)；8086CPU；8255可編程I/O接口芯片；匯編語言13目錄摘要11.1 步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動控制的設(shè)計要求與設(shè)計方案1.2 步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動控制的要求與功能31.3 總體設(shè)計方案3一、步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動控制設(shè)計的硬件設(shè)計二、2.1步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動控制的硬件框圖42.2 步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動原理4三、步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動控制軟件設(shè)計3.1主程序流程圖63.2 8255初始化7四、步進(jìn)電機(jī)硬/軟件的調(diào)試4.1硬件調(diào)試84.2 軟件調(diào)試84.3 調(diào)試過程8五、設(shè)計總結(jié)9附錄一10一、步進(jìn)電機(jī)控制的設(shè)計要求與

3、設(shè)計方案11步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動控制的要求與功能使用匯編語言外加K0-K7等一系列的開關(guān)實現(xiàn)對步行電機(jī)轉(zhuǎn)速與方向的控制（實現(xiàn)兩個以上功能）1. 啟動與停止控制：用戶撥動某一指定鍵后可以實現(xiàn)電機(jī)的啟動與停止的控制2. 方向的控制：用戶將某一指定鍵撥向上可以實現(xiàn)電機(jī)的正轉(zhuǎn)，撥向下實現(xiàn)電機(jī)的反轉(zhuǎn)3. 速度的控制：用戶將另一指定鍵撥向上可以實現(xiàn)電機(jī)的加速轉(zhuǎn)動，撥向下實現(xiàn)電機(jī)的減速轉(zhuǎn)動4. 綜合控制：用戶一起撥動上述的按鍵后可以實現(xiàn)電機(jī)的加速正轉(zhuǎn)，減速反轉(zhuǎn)等操作；12總體設(shè)計方案選用TN8886實驗箱與微機(jī)，通過在實驗箱構(gòu)造硬件電路，主要是利用8255A芯片單元模塊、步進(jìn)電機(jī)單元模塊。通過微機(jī)編程與下載到實驗箱

4、上。實現(xiàn)軟硬結(jié)合控制步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)動二、步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動控制設(shè)計的硬件設(shè)計2.1 步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動控制的硬件框圖1、按圖2-1連接線路，用8255輸出脈沖序列，開關(guān)K0K6控制步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)速，K7控制步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)向。2、PAOPA3接電機(jī)的驅(qū)動端；PC0PC7接K0K7。3、編寫程序?qū)崿F(xiàn)步進(jìn)電機(jī)的順時針旋轉(zhuǎn)控制。當(dāng)KOK6中任一開關(guān)為“1”向上撥時步進(jìn)電機(jī)啟動，全部為“0”時步進(jìn)電機(jī)停止，其中K0為“1”時速度最慢，K6為“1”時速度最快。K7為“1”(向上撥)時步進(jìn)電機(jī)順時針轉(zhuǎn)動，為“0”(向下?lián)?時逆時針轉(zhuǎn)動。ifiecT圖2.1詈理：篇斗器Mn總等霧曰£器£72.2步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動原理

5、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動原理：如圖2-2-1是通過對每相線圈中的電流的順序切換來使電機(jī)作步進(jìn)式旋轉(zhuǎn)。線圈的通電順序決定了步進(jìn)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向(順時針或逆時針)。驅(qū)動電路由脈沖信號來控制，所以，調(diào)節(jié)脈沖信號的頻率便可改變步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速。如圖2-2-1所示：本實驗使用的步進(jìn)電機(jī)用直流+5V電壓，每相電流0.16A電機(jī)線圈由四相組成：即：©1(BA)©2(BB)©3(BC)©4(BD宦子轉(zhuǎn)8N呂N8圖2-2-1驅(qū)動方式為二相激磁方式，各線圈通電順序如下表各線圜通電順序表表2-2-2反時針方向叵忘正時針萬冋矽表2-2-2中首先向1和2線圈輸入驅(qū)動電流，接著依次向2和3，3和4

6、，4和1輸入驅(qū)動電流，最后再返回到1和2，按這種順序切換可使步進(jìn)電機(jī)實現(xiàn)順時針方向旋轉(zhuǎn)。實驗中可通過不同的時間延時來得到不同頻率的步進(jìn)電機(jī)輸入脈沖，從而得到各種不同的電機(jī)轉(zhuǎn)速。三、步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動控制軟件設(shè)計31主程序流程圖Y鍵盤有無按鍵按下K4=1?NN延時K0-k6=1?N開始rYBUF內(nèi)容從8255A口輸出8255初始化，A口輸入C口輸出返回DOS控制信息循環(huán)左移一位控制信息循環(huán)右移一位置延時時間33H=>BUF置停止信息讀開關(guān)狀態(tài)圖3.1主程序流程圖選用8255的A口做輸出，C口做輸入。BUF輸出給電機(jī)驅(qū)動端，通過檢測開關(guān)，賦給不同的延時值和不同的移位命令，改變轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)向。不停的循環(huán)輸

7、出，使得電機(jī)轉(zhuǎn)動。通過改變CX的賦值來控制電動機(jī)的轉(zhuǎn)動速度。CX越小電動機(jī)的轉(zhuǎn)動速度越大。也可以通過改變BL的值來改變單個開關(guān)的速度。我們把CX稱為總開關(guān)，BL成為分開關(guān)。從而達(dá)到從K0到K6速度逐漸變快，而K7控制電動機(jī)的反轉(zhuǎn)。當(dāng)K7閉合時電動機(jī)反轉(zhuǎn)。3.2 8255初始化8255的片選信號CS接288H28FH。PAOPA3接電機(jī)的驅(qū)動端；PCOPC7接K0K7。8255A芯片一般占用四個連續(xù)的口地址，按照從高到低分別為：控制口、C口、B口、A口。8255共有三種工作方式：方式0：基本輸入輸出；方式1：中斷工作方式；方式2：雙通輸入輸出，僅有A口。D7D0:10001001A口輸出，C口輸

8、入。:囂其控劇字格式如下二&?06OMD10Z小1-1.QDOU組悵他1B口B口方式選苗0幅岀1輛入D方式口T方戒：1C口高b位°芻賈Ada口方丈逸擇o0編出16入flnfto|功能控和etil辛作訪式世擇a沒容寫垃選擇o«tiiigii圖3.28255引腳分析四、步進(jìn)電機(jī)硬/軟件的調(diào)試4.1硬件調(diào)試4.1.1 斷電調(diào)試為了安全，首先進(jìn)行斷電調(diào)試，用萬用表檢測系統(tǒng)是否有短路現(xiàn)象，再檢查嚴(yán)原理是否正確。經(jīng)檢測，原理正確也沒有短路現(xiàn)象。4.1.2 通電調(diào)試打開電源，下載程序，看是否正常4.2 軟件調(diào)試將寫好的源程序在軟件上編譯連接，直接下載到實驗箱，觀察現(xiàn)象。經(jīng)過多次調(diào)

9、試后達(dá)到了設(shè)計要求4.3 總調(diào)試過程在第一次下載后運(yùn)行時，電機(jī)不轉(zhuǎn)動，查找原因，發(fā)現(xiàn)電源接口沒有接對，經(jīng)修改后運(yùn)行正確。五、設(shè)計總結(jié)通過本次課程設(shè)計，使自己的動手實踐與所學(xué)知識結(jié)合應(yīng)用的能力有了很大的提高，讓我認(rèn)識到實踐的重要性，但同時要實際應(yīng)用過和當(dāng)中，也發(fā)現(xiàn)理論知識的重要性，沒有理論知識的支撐，是不能很好的完成本次課程設(shè)的。在設(shè)計實驗的過程中，不斷的讓理論與實踐結(jié)合，講課堂上所學(xué)的知識轉(zhuǎn)化為在實踐中所需的過程，這個過程對我學(xué)習(xí)很寶貴。本次設(shè)計步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動控制，通過我掌握了的微機(jī)原理與接口技術(shù)知識，查資料、百度、請教同學(xué)老師等等。雖然，知識固然重要，但廢寢忘食般的研究態(tài)度和樂于助人的品格更需

10、要提倡。通過利用8255A芯片來實現(xiàn)步進(jìn)電機(jī)控制轉(zhuǎn)動的設(shè)計應(yīng)用，不僅為以后的學(xué)習(xí)實踐打下了基礎(chǔ)，并且很好的消化了所學(xué)知識的難點(diǎn)、問題。在設(shè)計過程當(dāng)中也發(fā)現(xiàn)了自己經(jīng)驗的不足。首先是對試驗箱的認(rèn)識和應(yīng)用，很多模塊的使用存在誤解。然后就是在編程序方面的，有好多程序只是一知半懂，不能熟練地操作，需要提示和看書，需要大量的練習(xí)，為以后的學(xué)習(xí)指明方向。在完成自己所涉及項目后參與到其他同學(xué)的項目里，共同研究學(xué)習(xí)，互相幫助不僅幫助了他人，還擴(kuò)展了自己的實踐能力。感謝老師提供給我們實踐課本知識的機(jī)會，并且認(rèn)真地陪同學(xué)生一起設(shè)計課程設(shè)計，奠基了以后自主研究設(shè)計項目的能力STARTOUT1:附錄一源程序P55AEQ

11、U60H8255A口輸出P55CEQU62H8255C口輸入P55CTRLEQU63H8255控制口DATASEGMENTBUFDB0DATAENDSCODESEGMENTASSUMECS:CODE,DS:DATAMOVDX,P55CTRLMOVAL,89HOUTDX,AL;8255C輸入，A輸出MOVBUF,33HMOVAL,BUFMOVDX,P55AOUTDX,ALIN1MOVDX,P55CINAL,DX;讀開關(guān)狀態(tài)TESTAL,01HJNZK0TESTAL,02HJNZK1TESTAL,04HJNZK2TESTAL,08HJNZK3TESTAL,10HJNZK4TESTAL,20HJNZK5TESTAL,40HJNZK6STOP:K0:SAM:K1:K2:K3:K4:K5:K6:ZX0NX0DELAY1:DELAY2:JMPOUT1MOVBL,10HTESTAL,80HJZZX0JMPNX0MOVBL,18HJMPSAMMOVBL,20H;JMPSAMMOVBL,40H;JMPSAMMOVBL,80H;JMPSAMMOVBL,0C0H;JMPSAMMOVBL,0FFH;JMPSAMCA