步進電機轉(zhuǎn)動控制設(shè)計1

華夏學(xué)院《微機原理與接口技術(shù)》課程設(shè)計題目：步進電機轉(zhuǎn)動控制的設(shè)計學(xué)院〔系〕：信息工程系年級專業(yè)：自動化1083班學(xué)生姓名：王鑫指導(dǎo)教師：周立群摘要步進電機是將電脈沖信號轉(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，即給電機加一個脈沖信號，電機那么轉(zhuǎn)過一個步距角。步進電機控制系統(tǒng)以8088作為控制的核心元件，利用8255的A口控制步進電機，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)計報告通過步進電機的根本介紹、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、步進電機的驅(qū)動程序設(shè)計等幾個主要模塊〕、完整的匯編語言程序等，我們完成了對步進電機系統(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、反向加速等，使我們進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：步進電機；8086CPU；8255可編程I/O接口芯片；匯編語言前言…………………………5第一章步進電機轉(zhuǎn)動控制的設(shè)計要求與設(shè)計方案…………6 1.1步進電機轉(zhuǎn)動控制的功能與要求 1.2設(shè)計方案確實定第二章步進電機轉(zhuǎn)動控制的硬件設(shè)計……………72.1步進電機轉(zhuǎn)動控制的硬件框圖2.2步進電機驅(qū)動原理第三章步進電機轉(zhuǎn)動控制的軟件設(shè)計……………103.1主程序流程圖3.28255工作方式第四章步進電機轉(zhuǎn)動控制的安裝與調(diào)試…………134.1硬件調(diào)試4.2軟件調(diào)試4.3調(diào)試過程第五章設(shè)計體會與小結(jié)……………………14參考文獻…………………15附錄…………………………16一、系統(tǒng)硬件原理圖二、源程序前言微機原理與接口課程設(shè)計是電子技術(shù)學(xué)習(xí)中非常重要的一個環(huán)節(jié)，是將理論知識和實踐能力相統(tǒng)一的一個環(huán)節(jié)，是真正鍛煉學(xué)生能力的一個環(huán)節(jié)。步進電機轉(zhuǎn)動控制具有設(shè)計簡單應(yīng)用廣泛的特點，非常適合作為課程設(shè)計課題。步進電機轉(zhuǎn)動控制是通過操作實現(xiàn)電機的加速減速正轉(zhuǎn)與反轉(zhuǎn),廣泛用于現(xiàn)實社會生活生產(chǎn)中，如高樓中的電梯，工廠中的機床。因此，研究步進電機轉(zhuǎn)動控制，有著非常現(xiàn)實的意義。通過本次課程設(shè)計，我提高如何綜合運用所學(xué)知識解決時間問題的能力，以及獲得有關(guān)工程管理和團隊合作等等眾多方面的具體經(jīng)驗，增強對相關(guān)課程內(nèi)容的理解和掌握能力，培養(yǎng)對整體課程知識綜合運用和融會貫穿的能力。此次步進電機轉(zhuǎn)動控制利用8255A芯片，以8088微處理器作為CPU，A口為輸出，C口為輸入來控制步進電機轉(zhuǎn)動，撥動開關(guān)來調(diào)節(jié)速度。第一章步進電機轉(zhuǎn)動控制的設(shè)計要求與設(shè)計方案1.1微機原理與接口技術(shù)實現(xiàn)的功能與要求使用匯編語言外加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)電機的正轉(zhuǎn)，撥向下實現(xiàn)電機的反轉(zhuǎn)；3.速度的控制：用戶將另一指定鍵撥向上可以實現(xiàn)電機的加速轉(zhuǎn)動，撥向下實現(xiàn)電機的減速轉(zhuǎn)動；4.綜合控制：用戶一起撥動上述的按鍵后可以實現(xiàn)電機的加速正轉(zhuǎn)，減速反轉(zhuǎn)等操作；1.2設(shè)計方案確實定選用TN88\86實驗箱與微機，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、步進電機單元模塊。通過微機編程與下載到實驗箱上。實現(xiàn)軟硬結(jié)合控制步進電機的轉(zhuǎn)動。第二章步進電機轉(zhuǎn)動控制的硬件設(shè)計2.1步進電機轉(zhuǎn)動控制的元件框圖1、按圖2-1連接線路，用8255輸出脈沖序列，開關(guān)K0～K6控制步進電機轉(zhuǎn)速，K7控制步進電機轉(zhuǎn)向。2、PA0～PA3接電機的驅(qū)動端；PC0～PC7接K0～K7。3、編寫程序?qū)崿F(xiàn)步進電機的順時針旋轉(zhuǎn)控制。當(dāng)K0K6中任一開關(guān)為“1”〔向上撥〕時步進電機啟動，全部為“0”時步進電機停止，其中K0為“1”時速度最慢，K6為“1”時速度最快。K7為“1圖2-12.2步進電機驅(qū)動原理步進電機驅(qū)動原理：如圖2-2-1如圖2-2所示：本實驗使用的步進電機用直流＋5V電壓，每相電流為0.16A，電機線圈由四相組成：即：

φ1〔BA〕φ2〔BB〕φ3〔BC〕φ4〔BD〕圖2驅(qū)動方式為二相激磁方式，各線圈通電順序如下表：表2-表2-2-2中首先向1-2線圈輸入驅(qū)動電流，接著依次向2-3，3-4，4-1輸入驅(qū)動電流，最后再返回到1-2，按這種順序切換可使步進電機實現(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電機輸入脈沖，從而得到各種不同的電機轉(zhuǎn)速。第三章步進電機轉(zhuǎn)動控制的軟件設(shè)計主程序流程圖開始開始8255初始化，A口輸出，C口輸入33H=>BUFBUF內(nèi)容從8255A口輸出讀開關(guān)狀態(tài)K0=1?K1=1?K3=1?K2=1?K5=1?K4=1?K6=1?置停止信息控制循環(huán)信息右移一位控制循環(huán)信息左移一位延時延時K7=1?置延時時間YYYYYYYYNNNNNNN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)輸出，使得電機轉(zhuǎn)動。通過改變CX的賦值來控制電動機的轉(zhuǎn)動速度。CX越小電動機的轉(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)。從而到達從K0到K6速度逐漸變快，而K7控制電動機的反轉(zhuǎn)。當(dāng)K7閉合時電動機反轉(zhuǎn)3.28255工作方式8255的片選信號CS接288H～28FH。PA0～PA3接電機的驅(qū)動端；PC0～PC7接K0～K7。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：根本輸入輸出；

方式1：中斷工作方式；

方式2：雙通輸入輸出，僅有A口。D7—D0:1000MOVDX,P55CTLMOVAL,89H；〔89H=10001001B,為控制字〕 OUTDX圖3-28255A管腳分配圖第四章步進電機轉(zhuǎn)動控制的安裝與調(diào)試4.1硬件調(diào)試斷電調(diào)試為了平安，首先進行斷電調(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。通電調(diào)試翻開電源，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)過屢次調(diào)試后到達了設(shè)計要求。4.3調(diào)試過程在第一次下載后運行時，電機不轉(zhuǎn)動，查找原因，發(fā)現(xiàn)電源接口沒有接對，經(jīng)修改后運行正確。第五章設(shè)計體會與小結(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，是不能很好的完本錢次課程設(shè)計的。本次設(shè)計步進電機轉(zhuǎn)動控制，通過我掌握了的微機原理與接口技術(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要提倡。通過利用8255A芯片來實現(xiàn)步進電機控制轉(zhuǎn)動的設(shè)計應(yīng)用，不僅為以后的學(xué)習(xí)實踐打下了根底，并且很好的消化了所學(xué)知識的難點、問題。在設(shè)計過程當(dāng)中也發(fā)現(xiàn)了自己經(jīng)驗的缺乏。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。在完成自己所涉及工程后參與到其他同學(xué)的工程里，共同研究學(xué)習(xí)，互相幫助，不僅幫助了他人，還擴展了自己的實踐能力。感謝指導(dǎo)老師提供應(yīng)我們實踐課本知識的時機，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)計工程的能力參考文獻1.彭虎.《微機原理與接口技術(shù)〔第2版〕》.電子工業(yè)出版社.2006.2.馮博琴,吳寧.《微型計算機原理與接口技術(shù)〔第2版〕》.清華大學(xué)出版社.20073.汪汝,夏帆.《微機原理與接口技術(shù)實驗指導(dǎo)書》.武漢理工大學(xué)華夏學(xué)院計算機專業(yè)實驗室.2010.4.楊全勝，胡友彬.《現(xiàn)代微性計算機原理與接口技術(shù)》國防工業(yè)出版社.1999.5.宋杰，江敏.《微機原理與接口技術(shù)》機械工業(yè)出版社.2005附錄附錄一系統(tǒng)硬件原理圖附錄二源程序P55AEQU60H;8255A口輸出P55CEQU62H;8255C口輸入P55CTRLEQU63H;8255控制口DATASEGMENTBUFDB0DATAENDSCODESEGMENTASSUMECS:CODE,DS:DATASTART:MOVDX,P55CTRLMOVAL,89HOUTDX,AL;8255C輸入，A輸出MOVBUF,33HOUT1:MOVAL,BUFMOVDX,P55OUTDXIN1:MOVDX,P55CINAL,DX;讀開關(guān)狀態(tài)TESTAL,01HJNZK0TESTAL,02HJNZK1TESTAL,04HJNZK2TESTAL,08HJNZK3TESTAL,10HJNZK4TESTAL,20HJNZK5TESTAL,40HJNZK6STOP:JMPOUT1K0:MOVBL,10H;00010000BSAM:TESTAL,80H;K7是否為1JZZX0JMPNX0K1:MOVBL,18H;00011000BJMPSAMK2:MOVBL,20H;00100000BJMPSAMK3:MOVBL,40H;01000000BJMPSAMK4:MOVBL,80H;10000000BJMPSAMK5:MOVBL,0C0H;11000000BJMPSAMK6:MOVBL,0FFH;11111111BJMPSAMZX0: