微机接口课设步进电机控制系统设计文档格式.docx
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步进电机控制系统设计
二、课程设计的内容与基本要求
内容:
1.步进电机采用三相双八拍运行方式;
2.用1个开关控制步进电机起停,分别用2/4个开关控制步进电机四种工作模式:
1)正向慢速旋转2)正向快速旋转3)反向慢速旋转4)反向快速旋转
3.送电时和步进电机停止时,七段码显示器显示数字“0”;
运行时,分别显示对应四种工作模式的序号1、2、3、4;
*4.使用硬件延时实现步进电机的快、慢旋转控制。
(选做)
要求:
1.画出硬件原理图(接口芯片和外设部分)和实验连线图;
2.掌握计算机控制系统的软硬件的调试方法和步骤;
3.设计报告撰写格式要求(按提供的设计报告统一格式撰写)
具体内容如下:
①设计任务与要求
②总体方案与说明
③硬件原理图与说明
④实验电路图与说明
⑤系统流程图
⑥软件主要功能模块及流程图
⑦问题分析与解决方案(包括调式记录、调式报告,即在调式过程中遇到的主要问题、解决方法及改进设想);
⑧小结与体会
⑨参考文献
提供附录:
①源程序(必须有简单注释)
②使用说明
③参考资料
1需求分析
1.1课程设计题目
1.2课程设计任务与要求
任务
1.用一个开关控制步进电机的起停,用两个开关控制步进电机四种工作模式:
正向慢速旋转、正向快速旋转、反向慢速旋转、反向快速旋转
2.送电时和步进电机停止时,七段码显示器显示数字“0”;
1.3软硬件运行环境及开发工具
实验设备:
TDN86/88教学系统一台
电脑配置:
windowsxp
软件开发工具:
wmd86
2概要设计
2.1设计原理及实现方法
2.1.1步进电机控制原理
步进电机是将电脉冲信号转换成角位移的一种机电式数模转换器。
步进电机旋转的角位移与输入脉冲的个数成正比;
步进电机的转速与输入脉冲的频率成正比;
步进电机的转动方向与输入的脉冲对绕组加电的顺序有关。
因此,步进电机旋转的角位移、转速以及方向均受输入脉冲的控制。
2.1.2驱动步进电机的方法
1.运行方式:
双八拍:
BA->
CBA->
CB->
DCB->
DC->
DCA->
DA->
DBA
2.相序表
表2.1相序表
D
C
B
A
编码
PC3
PC2
PC1
PC0
BA
1
03H
CBA
07H
CB
06H
DCB
0EH
DC
0CH
DCA
0DH
DA
09H
0BH
3.方向控制:
…->
DBA,电机正转
DBA->
BA,电机反转
4.步进电机速度控制:
将步进电机的绕组轮流通电,控制脉冲周期,脉冲周期长,运行速度慢;
脉冲周期短,运行速度快。
2.2主要芯片说明
8255芯片:
PA口设置为输入方式,用于检测开关的状态;
PB口设置成输出,用于数码管的显示;
PC口设置为输出,用于控制电机。
ULN2803A:
用于驱动电机。
八个输入,八个输出。
第十号引脚口接+12V电源,第九号引脚口接地。
3详细设计
3.1硬件设计与实现
1.硬件电路图
图3.1硬件电路图
2.硬件接线图
3.2程序流程图
3.2.1系统流程图
3.2.2功能模块流程图
1.数码管显示开关编码流程图
2.电机驱动流程图
3.3软件设计
3.2.1正转子程序
;
---------正转------------------------------
--入口地址BX,用来调节电机的速度;
BX越小,正转越快;
BX越大,正转越慢--
FRONTPROC
PUSHAX
PUSHCX
MOVCX,08H
MOVSI,OFFSETTABLE2
FRONT1:
MOVAL,[SI]
OUT62H,AL
MOVAX,BX
CALLDELAY
INCSI
LOOPFRONT1
POPCX
POPAX
RET
FRONTENDP
3.2.1反转子程序
---------反转------------------------------
--入口地址BX,用来调节电机的速度。
BX越小,反转越快;
BX越大,反转越慢--
REVERSEPROC
MOVSI,OFFSETTABLE2+7
REVERSE1:
MOVAL,[SI]
OUT62H,AL
MOVAX,BX
CALLDELAY
DECSI
LOOPREVERSE1
POPCX
POPAX
RET
REVERSEENDP
3.2.5延时子程序
----------延时程序,传递参数是AX-------------
----------AX越大,延时越长;
AX越小,延时越短----------
DELAYPROC
PUSHCX
MOVCX,AX
T1:
LOOPT1
POPCX
DELAYENDP
---------延时程序,传递参数是AX------------
4系统调试与操作说明
4.1系统调试
1.数码管测试:
将数字电表打到蜂鸣档,黑表笔接到数码管的第三或第八引脚,将红表笔一个一个测试数码的其它引脚,如果数码管相应的段位亮,则说明此引脚是好的,否则是坏的。
调试结果:
数码管完好。
2.8255芯片测试:
将PA、PB和PC口引脚全部输出为高电平,用电表一个个测试引脚,如果电压在3V~5V之间则表明引脚是好的,否则是坏的。
8255芯片完好。
3.数码管软件调试:
首先将数码管的每个段位对应的8255的引脚口全部输出为1,观察数码管的每个段位是否全部点亮。
数码管每个段位全部亮。
4.拨动开关数码管显示数字:
将开关K2拨到位置0,观看数码管是否为0。
拨动K1和K2开关,数码管无变化,显示为0.将开关K2拨打位置1,将K1和K2拨打不同位置,观看数码管是否显示为1~4。
表4.1拨动开关数码管显示调试结果
K2K1K0
数码管显示
0XX
100
101
2
110
3
111
4
5.电机运行工作方式:
拨动开关数码管显示数字,电机进行不同的运行方式。
在第四行的调试下,数码管显示0,步进电机不转;
数码管显示1,步进电机正向慢转;
数码管显示2,步进电机正向快转;
数码管显示2,步进电机反向慢转;
数码管显示4,步进电机反向快转;
表4.2电机运行工作方式调试结果
步进电机工作方式
停止
正向慢速旋转
正向快速旋转
反向慢速旋转
反向快速旋转
4.2操作说明
1.按图3-2接线
2.输入程序并检查无误,经汇编、连接后装入系统。
3.运行程序。
4.拨动开关K2到位置0,K1和K0置任意状态,数码管显示为0,步进电机停止运行。
5.拨动开关K2到位置1,K1置0,K1值0,数码管显示1,步进电机正向慢速运行。
6.拨动开关K2到位置1,K1置0,K1值1,数码管显示2,步进电机正向快速运行。
7.拨动开关K2到位置1,K1置1,K1值0,数码管显示3,步进电机反向慢速运行。
8.拨动开关K2到位置1,K1置1,K1值1,数码管显示4,步进电机反向快速运行。
5课程设计总结与体会
微机原理与接口技术是一门综合性比较强的学科,它综合了汇编和计算机组成原理的一些知识。
在微机原理与接口技术的第一章讲到了计算机基础知识,比如十进制、二进制和十六进制之间的相互转换。
第二章讲到了8086的系统结构,包括8086CPU的内部结构、寄存器结构、引脚及其功能和最大与最小系统等等。
第三、四章讲到了汇编语言的运用。
后面的几章主要讲到了8255、8253、8251、8259和0809芯片的使用与编程,还有一些方波、中断、串口、A/D、D/A的概念与原理。
在课设设计中我学会了汇编语言的编程、8055的使用、一位数码管的连接方式和步进电机的驱动方式。
在编程过程中,锻炼了我的逻辑思维的能力。
在编写程序前,我首先的画好连接电路图以及程序流程图,这样才能有效快速的编程编程速度较快。
我虽然编程和调试速度较快,但没有考虑高效的编程方式,导致程序比较复杂。
在老师的指点后,我优化了程序,代码量大大减少,代码通熟易懂。
在以后的学习中我一定要加强逻辑思维的培养和加大我的调试能力。
努力把课堂上学到的芯片移植到C51、AVR和ARM这些处理功能比较强的处理器中。
学会C与汇编混合编程,能够写出高效简洁的程序。
参考文献
[1]张晓明,等.汇编语言程序设计.北京:
国防工业出版社,2009.
[2]彭虎,周佩玲,傅忠谦.微机原理与接口技术(第三版).北京:
电子工业出版社,2008.
附录:
步进电机控制程序
DATASEGMENT
TABLE1DB06H,5BH,4FH,66H
TABLE2DB03H,07H,06H,0EH,0CH,0DH,09H,0BH
DATAENDS
STACK1SEGMENTSTACK
DW64DUP(?
)
STACK1ENDS
CODESEGMENT
ASSUMEDS:
DATA,CS:
CODE,SS:
STACK1
START:
MOVAX,DATA
MOVDS,AX
MOVAL,90H;
--------设置A口方式0输入,B口方式0输出,C口低四位为输出
OUT63H,AL;
-----初始化
-------主程序
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 微机 接口 步进 电机 控制系统 设计