四相单四拍步进电机控制系统设计Word文件下载.doc

四相单四拍步进电机控制系统设计Word文件下载.doc

《四相单四拍步进电机控制系统设计Word文件下载.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《四相单四拍步进电机控制系统设计Word文件下载.doc（15页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

指导教师:

系主任:

下达任务书日期:

2011年12月26日课程设计任务书

1．设计目的：

设计一个计算机步进电机程序控制系统，可以对步进电机的转速、转向以及位置进行控制。

通过设计，掌握步进电机的工作原理、掌握步进电机控制系统的设计原理、设计步骤，进一步提高综合运用知识的能力。

2．设计内容和要求（包括原始数据、技术参数、条件、设计要求等）：

（1）选择步进电机，设计接口电路和驱动电路，对步进电机进行控制。

（2）选择控制算法，编写控制程序，实现四相步进电机在单四拍工作方式下先正转90度，然后再反转60度，要求其速度可调，转向可控。

（3）写出设计说明书。

3.设计工作任务及工作量的要求（包括课程设计计算说明书、图纸、实物样品等）：

（1）查阅资料，确定设计方案

（2）选择器件，设计硬件电路，并画出原理图和PCB图

（3）画出流程图，编写控制程序

（4）撰写课程设计说明书

课程设计任务书

4．主要参考文献：

1张艳兵，王忠庆。

计算机控制技术。

国防工业出版社

2顾德英，张健，马淑华.计算机控制技术【M】.北京：

北京邮电大学出版社，2006.

3华张家生.电机原理与拖动基础【M】.北京：

北京邮电大学出版社，2006.成英，

4张家生.电机原理与拖动基础【M】.北京：

5.设计成果形式及要求：

课程设计说明书1份

原理图和PCB图各1份

程序清单1份

6．工作计划及进度：

起迄日期

工作内容

11年12月26日~12月27日

12月28日~12月31日

12年1月2日~1月3日

1月3日~1月4日

1月5日~1月6日

查阅资料，确定设计方案

设计硬件电路

画出流程图，编写控制程序

撰写课程设计说明书

课程设计答辩

系主任审查意见：

签字：

年月日

目录

1 系统概述 -1-

2 系统硬件设计 -1-

2.1 系统硬件原理图 -1-

2.2 各硬件单元功能说明及I/O口、功能键分配 -1-

2.3 硬件连接图 -2-

3 系统软件设计 -3-

3.1 工作方式下的控制模型 -3-

3.2 流程图 -6-

4 结束语 -6-

系统概述

步进电动机是一种将电脉冲信号转换相应的角位移的特种电动机。

是工业过程控制及仪表中的主要控制元件之一。

步进电动机具有快速起动能力，而且精度高，在数字控制系统中可以直接接受来自计算机的数字信号，不需要进行数/模转换，所以步进电动机在定位场合得到了广泛应用。

本次课程设计通过键盘控制四相电动机的起动，单四拍、双四拍、四相八拍三种

工作方式及正反转的选择。

并通过七段数码管显示剩余工作步数。

从而达到手动控制与直观显示的结合。

本系统应用芯片8255，LED显示单元，键盘模拟控制键，四相步进电动机及其驱动电路，接线较为简单。

软件编程采用的是汇编语言，程序中包括主程序，显示子程序，延时子程序。

系统硬件设计

1.1系统硬件原理图

系

统

总

线

数码管显示

芯片8255

驱动电路

步进电机

LED显示

图1系统硬件原理图

1.2各硬件单元功能说明及I/O口、功能键分配

（1）8255芯片：

8255作为整个系统的主控单元，与系统总线连接，接受外部控制信息，并通过设定的I/O口将控制信息输出到数码管显示单元，LED显示单元及驱动电路。

系统设置8255工作方式0，A、B、C口均为输出，PA0—PA7与数码管相连显示剩余工作步数，PB0—PB3连接电动机的A、B、C、D四相控制电动机的运转，PC0，PC1分别与LED0、LED1连接，PB4—PB7及PC3—PC7不用。

（2）键盘模拟功能键：

“0”键控制起动，“1”键控制选择单四拍正转工作方式，“2”健控制选择单四拍反转工作方式，“3”键控制选择双四拍正转工作方式，“4”键控制选择双四拍反转工作方式，“5”键控制四相八拍正转工作方式，“6”键控制选择四相八拍反转工作方式，“7”键控制选择停止退出程序。

（3）驱动电路:

驱动步进电机。

I/O及功能键分配表如表1所示

表1I/O及功能键分配表

I/O口及功能键

PA0—PA7

PB0—PB3

PC0

PC1

0键

1键

2键

分配

数码管控制接口

步进电机驱动接口

反转指示

正转指示

起动

单四拍正转

单四拍反转

3键

4键

5键

6键

7键

--

双四拍正转

双四拍反转

四相八拍正转

四相八拍反转

退出

1.3硬件连接图

系统软件设计

1.4工作方式下的控制模型

单四拍正转、单四拍反转、双四拍正转、双四拍反转、四相八拍正转及四相八拍反转六种工作方式下的控制模型分别如表2、3、4、5、6、7所示。

表2单四拍正转控制数字模型

步序

D相

C相

B相

A相

字模

PB3

PB2

PB1

PB0

1

01H

2

02H

3

04H

4

08H

表3单四拍反转控制数字模型

表4双四拍正转控制模型

03H

06H

0CH

09H

表5双四拍反转控制模型

1.5流程图

图3程序流程图

结束语

计算机控制技术的课程设计是一个综合运用知识的过程，它不仅需要计算机控制理论、程序设计方面的基础知识，而且还需要具备一定的生产工艺知识。

设计包括确定控制任务、系统总体方案设计、硬件系统设计、控制软件的设计等，以便使学生掌握计算机控制系统设计的总体思路和方法。

此次课程设计选作的是步进电机控制系统设计，设计要求1.通电方式选择键三个，分别为单四拍、双四拍和四相八拍；

2.启动键和方向控制键；

3.正反转指示灯；

4.剩余工作步数LED显示。

此次课程设计经过前期查找资料，设计硬件电路，自编初步程序，设计期间在实验室调试程序，最终实现了以上基本功能，并且还实现了在不同工作方式之间的切换，屏幕显示剩余拍数两项功能，对步进电机的控制有了初步了解，同时也对芯片8255，数码管显示部分加强了运用。

通过此次设计，将所学的专业理论知识与实际开发实际结合起来，理论联系实际，提高了专业技能。

在设计过程中得到了同学的帮助，老师的指导，在此一并感谢！

;

源程序如下：

***************根据CHECK配置信息修改下列符号值*******************

IOY0EQU9800H;

片选IOY0对应的端口始地址

*****************************************************************

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的控制寄存器地址

STACK1SEGMENTSTACK

DW256DUP（?

）

STACK1ENDS

DATASEGMENT

KEQU09H;

工作步数

TABSHZDB03H,06H,0CH,09H ;

双四拍正转模型

TABSHFDB09H,0CH,06H,03H ;

双四拍反转模型

TABLE1DB3FH,06H,5BH,4FH,66H,6DH,7DH,07H,7FH,6FH;

七段数码管字模

DATAENDS

CODESEGMENT

ASSUMECS:

CODE,DS:

DATA,SS:

STACK1

START:

MOVAX,DATA

MOVDS,AX

MOVAL,80H;

初始化8255，工作方式0，A,、B、C口均为输出

MOVDX,MY8255_MODE

OUTDX,AL

WAIT1:

MOVAH,08H;

等待启动键“0”按下

INT21H

CMPAL,30H

JEMAIN

JMPWAIT1

MAIN:

MOVAH,08H;

判断工作方式控制键是否按下

INT21H;

若键按下转到相应的程序，否则循环等待.

CMPAL,33H

JESHUANGSI;

转双四拍正转

CMPAL,34H

JESHUANGSI1;

转双四拍反转

CMPAL,35H

JEQUIT1

JMPMAIN

ZHENGSI:

MOVAL,02H;

点亮正转指示灯

MOVDX,MY8255_C

OUTDX,AL

MOVCL,K

ZHENGSI