四相單四拍步進電機控制系統(tǒng)設計

/計算機限制綜合試驗課程設計說明書

學生姓名:學號：學院:

信息和通信工程學院專業(yè):

自動化題目:四相單四拍步進電機限制系統(tǒng)設計指導老師

職稱2011年12月26日課程設計任務書11/12學年第一學期學院：信息和通信工程學院專業(yè)自動化學生姓名：學號：課程設計題目：四相單四拍步進電機限制系統(tǒng)設計起迄日期:2011年12月26日課程設計地點:指導教師:系主任:下達任務書日期:2011年12月26日

課程設計任務書1．設計目的：設計一個計算機步進電機程序限制系統(tǒng)，可以對步進電機的轉速、轉向以及位置進行限制。通過設計，駕馭步進電機的工作原理、駕馭步進電機限制系統(tǒng)的設計原理、設計步驟，進一步提高綜合運用學問的實力。2．設計內容和要求（包括原始數(shù)據(jù)、技術參數(shù)、條件、設計要求等）：選擇步進電機，設計接口電路和驅動電路，對步進電機進行限制。選擇限制算法，編寫限制程序，實現(xiàn)四相步進電機在單四拍工作方式下先正轉90度，然后再反轉60度，要求其速度可調，轉向可控。寫出設計說明書。3.設計工作任務及工作量的要求（包括課程設計計算說明書、圖紙、實物樣品等）：（1）查閱資料，確定設計方案（2）選擇器件，設計硬件電路，并畫出原理圖和PCB圖（3）畫出流程圖，編寫限制程序（4）撰寫課程設計說明書

課程設計任務書4．主要參考文獻：1張艷兵，王忠慶。計算機限制技術。國防工業(yè)出版社2顧德英，張健，馬淑華.計算機限制技術【M】.北京：北京郵電高校出版社，2006.3華張家生.電機原理和拖動基礎【M】.北京：北京郵電高校出版社，2006.成英，4張家生.電機原理和拖動基礎【M】.北京：北京郵電高校出版社，2006.5.設計成果形式及要求：課程設計說明書1份原理圖和PCB圖各1份程序清單1份6．工作支配及進度：起迄日期工作內容11年12月26日~12月28日~12年1月2日~1月3日~1月5日~查閱資料，確定設計方案設計硬件電路畫出流程圖，編寫限制程序撰寫課程設計說明書課程設計答辯系主任審查看法：簽字：年月日書目1 系統(tǒng)概述 -1-2 系統(tǒng)硬件設計 -1-2.1 系統(tǒng)硬件原理圖 -1-2.2 各硬件單元功能說明及I/O口、功能鍵支配 -1-2.3 硬件連接圖 -2-3 系統(tǒng)軟件設計 -3-3.1 工作方式下的限制模型 -3-3.2 流程圖 -6-4 結束語 -6- 系統(tǒng)概述步進電動機是一種將電脈沖信號轉換相應的角位移的特種電動機。是工業(yè)過程限制及儀表中的主要限制元件之一。步進電動機具有快速起動實力，而且精度高，在數(shù)字限制系統(tǒng)中可以干脆接受來自計算機的數(shù)字信號，不須要進行數(shù)/模轉換，所以步進電動機在定位場合得到了廣泛應用。本次課程設計通過鍵盤限制四相電動機的起動，單四拍、雙四拍、四相八拍三種工作方式及正反轉的選擇。并通過七段數(shù)碼管顯示剩余工作步數(shù)。從而達到手動限制和直觀顯示的結合。本系統(tǒng)應用芯片8255，LED顯示單元，鍵盤模擬限制鍵，四相步進電動機及其驅動電路，接線較為簡潔。軟件編程接受的是匯編語言，程序中包括主程序，顯示子程序，延時子程序。系統(tǒng)硬件設計系統(tǒng)硬件原理圖系統(tǒng)總系統(tǒng)總線數(shù)碼管顯示芯片8255芯片8255驅動電路驅動電路步進電機步進電機LED顯示LED顯示圖1系統(tǒng)硬件原理圖圖1系統(tǒng)硬件原理圖各硬件單元功能說明及I/O口、功能鍵支配（1）8255芯片：8255作為整個系統(tǒng)的主控單元，和系統(tǒng)總線連接，接受外部限制信息，并通過設定的I/O口將限制信息輸出到數(shù)碼管顯示單元，LED顯示單元及驅動電路。系統(tǒng)設置8255工作方式0，A、B、C口均為輸出，PA0—PA7和數(shù)碼管相連顯示剩余工作步數(shù)，PB0—PB3連接電動機的A、B、C、D四相限制電動機的運轉，PC0，PC1分別和LED0、LED1連接，PB4—PB7及PC3—PC7不用。（2）鍵盤模擬功能鍵：“0”鍵限制起動，“1”鍵限制選擇單四拍正轉工作方式，“2”健限制選擇單四拍反轉工作方式，“3”鍵限制選擇雙四拍正轉工作方式，“4”鍵限制選擇雙四拍反轉工作方式，“5”鍵限制四相八拍正轉工作方式，“6”鍵限制選擇四相八拍反轉工作方式，“7”鍵限制選擇停止退出程序。（3）驅動電路:驅動步進電機。I/O及功能鍵支配表如表1所示表1I/O及功能鍵支配表I/O口及功能鍵PA0—PA7PB0—PB3PC0PC10鍵1鍵2鍵支配數(shù)碼管限制接口步進電機驅動接口反轉指示正轉指示起動單四拍正轉單四拍反轉I/O口及功能鍵3鍵4鍵5鍵6鍵7鍵支配雙四拍正轉雙四拍反轉四相八拍正轉四相八拍反轉退出硬件連接圖系統(tǒng)軟件設計工作方式下的限制模型單四拍正轉、單四拍反轉、雙四拍正轉、雙四拍反轉、四相八拍正轉及四相八拍反轉六種工作方式下的限制模型分別如表2、3、4、5、6、7所示。表2單四拍正轉限制數(shù)字模型步序D相C相B相A相字模PB3PB2PB1PB01000101H2001002H3010004H4100008H表3單四拍反轉限制數(shù)字模型步序D相C相B相A相字模PB3PB2PB1PB01100008H2010004H3001002H4000101H表4雙四拍正轉限制模型步序D相C相B相A相字模PB3PB2PB1PB01001103H2011006H311000CH4100109H表5雙四拍反轉限制模型步序D相C相B相A相字模PB3PB2PB1PB01100109H211000CH3011006H4001103H流程圖圖3程序流程圖圖3程序流程圖結束語計算機限制技術的課程設計是一個綜合運用學問的過程，它不僅須要計算機限制理論、程序設計方面的基礎學問，而且還須要具備確定的生產(chǎn)工藝學問。設計包括確定限制任務、系統(tǒng)總體方案設計、硬件系統(tǒng)設計、限制軟件的設計等，以便使學生駕馭計算機限制系統(tǒng)設計的總體思路和方法。此次課程設計選作的是步進電機限制系統(tǒng)設計，設計要求1.通電方式選擇鍵三個，分別為單四拍、雙四拍和四相八拍；2.啟動鍵和方向限制鍵；3.正反轉指示燈；4.剩余工作步數(shù)LED顯示。此次課程設計經(jīng)過前期查找資料，設計硬件電路，自編初步程序，設計期間在試驗室調試程序，最終實現(xiàn)了以上基本功能，并且還實現(xiàn)了在不同工作方式之間的切換，屏幕顯示剩余拍數(shù)兩項功能，對步進電機的限制有了初步了解，同時也對芯片8255，數(shù)碼管顯示部分加強了運用。通過此次設計，將所學的專業(yè)理論學問和實際開發(fā)實際結合起來，理論聯(lián)系實際，提高了專業(yè)技能。在設計過程中得到了同學的幫助，老師的指導，在此一并感謝！;源程序如下：;***************依據(jù)CHECK配置信息修改下列符號值*******************IOY0EQU9800H;片選IOY0對應的端口始地址;*****************************************************************MY8255_AEQUIOY0+00H*4;8255的A口地址MY8255_BEQUIOY0+01H*4;8255的B口地址MY8255_CEQUIOY0+02H*4;8255的C口地址MY8255_MODEEQUIOY0+03H*4;8255的限制寄存器地址STACK1SEGMENTSTACKDW256DUP(?)STACK1ENDSDATASEGMENTKEQU09H;工作步數(shù)TABSHZDB03H,06H,0CH,09H ;雙四拍正轉模型TABSHFDB09H,0CH,06H,03H ;雙四拍反轉模型TABLE1DB3FH,06H,5BH,4FH,66H,6DH,7DH,07H,7FH,6FH;七段數(shù)碼管字模DATAENDSCODESEGMENTASSUMECS:CODE,DS:DATA,SS:STACK1START:MOVAX,DATAMOVDS,AXMOVAL,80H;初始化8255，工作方式0，A,、B、C口均為輸出MOVDX,MY8255_MODEOUTDXWAIT1:MOVAH,08H;等待啟動鍵“0”INT21HCMPAL,30HJEMAINJMPWAIT1MAIN:MOVAH,08H;推斷工作方式限制鍵是否按下INT21H;若鍵按下轉到相應的程序，否則循環(huán)等待.CMPAL,33HJESHUANGSI;轉雙四拍正轉CMPAL,34HJESHUANGSI1;轉雙四拍反轉CMPAL,35HJEQUIT1JMPMAIN;單四拍正轉ZHENGSI:MOVAL,02H;點亮正轉指示燈MOVDX,MY8255_COUTDXMOVCL,KZHENGSI0:LEABX,TABLE1;數(shù)碼管顯示剩余步數(shù)MOVAL,CLXLATMOVDX,MY8255_AOUTDXZHENGSI1:MOVBL,04H;驅動電機MOVDX,MY8255_BLEADI,TABSZZHENGSI2:MOVAH,0BH;推斷是否有按鍵切換工作方式INT21H;有按鍵跳回推斷按鍵對應程序，否則接著執(zhí)行程序INCALJZMAINCALLXIAN;調用顯示子程序，顯示工作剩余拍數(shù)MOVAL,[DI]OUTDXCALLDLY;調用延時子程序INCDIDECBL;推斷是否工作完全部拍數(shù)，有則退出等待重選工作方式，否則接著循環(huán)JNZZHENGSI2DECCLJNZZHENGSI0JMPWAIT1;中間跳轉SHUANGSI:JMPSHSIZHSHUANGSI1:JMPSHSIF;雙四拍正轉SHSIZH:MOVAL,02HMOVDX,MY8255_COUTDXMOVCL,KSHSIZH0:LEABX,TABLE1MOVAL,CLXLATMOVDX,MY8255_AOUTDXSHSIZH1:MOVBL,08HMOVDX,MY8255_BLEADI,TABSHZSHSIZH2:MOVAH,0BHINT21HINCALJZMAIN1CALLXIANMOVAL,[DI]OUTDXCALLDLYINCDIDECBLJNZSHSIZH2DECCLJNZSIBAZH0JMPWAIT1;中間跳轉程序WAIT00:JMPWAIT1;雙四拍反轉SHSIF:MOVAL,01HMOVDX,MY8255_COUTDXMOVCL,KSHSIF0:LEABX,TABLE1MOVAL,CLXLATMOVDX,MY8255_AOUTDXSHSIF1:MOVBL,4MOVDX,MY8255_BLEADI,TABSHFSHSIF2:MOVAH,0BHINT21HINCALJZMAIN1CALLXIANMOVAL,[DI]OUTDXCALLDLYINCDIDECBLJNZSHSIF2DECCLJNZSHSIF0JMPWAIT00MAIN11:JMPMAIN1;四相八拍正轉SIBAZH:MOVAL,02HMOVDX,MY8255_COUTDXMOVCL,KSIBAZH0:LEABX,TABLE1MOVAL,CLXLATMOVDX,MY8255_AOUTDXSIB