自动控制系统.docx
- 文档编号:27510734
- 上传时间:2023-07-02
- 格式:DOCX
- 页数:22
- 大小:164.04KB
自动控制系统.docx
《自动控制系统.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《自动控制系统.docx(22页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
自动控制系统
《电力拖动自动控制系统》课程设计
设计报告
题目:
基于Matlab的双闭环直流调速系统设计
学院信息工程学院
专业自动化
班级1班
学号F0956125
学生姓名朱小龙
目录
1、课程设计的目的........................................1
2、设计任务..............................................1
3、双闭环直流调速系统工作原理............................2
3.1双闭环直流调速系统的组成与原理.............................2
3.2双闭环直流调速系统的数学模型..........................2
3.3电流调节器设计......................................3
3.4节器设计............................................5
4、系统仿真..............................................6
4.1理论计算参数仿真分析..................................6
4.2仿真结果分析.........................................7
5、设计体会.............................................8
参考文献................................................9
摘要
本文通过对一个基于计算机能实现定时,秒表,万年历,闹钟等功能的多功能电子时钟的设计学习,详细介绍了单片机应用中的数据转换显示,液晶显示原理,键盘扫描原理,微机的定时中断原理。
从而达到学习、了解单片机相关指令在各方面的应用。
系统由AT89S52、温度检测芯片、时钟芯片、液晶显示器、存储器、稳压电源等部分构成,能实现时钟日历显示的功能,能进行时、分、秒的显示和实时温度显示。
也具有日历计算和时钟、日历的校准,定时时间的设定和闹铃等功能。
数字钟是采用数字电路实现对“时”,“分”,“秒”的数字显示计时装置。
总体方案设计由主体电路和扩展电路两大部分组成。
其中主体电路完成数子钟的基本功能,扩展电路完成数字钟的扩展功能,进行了各单元的设计,总体调试,以实现它的计时周期。
关键字:
定时秒表闹钟计时数字电子钟
Abstract
Thispaperbasedonacomputercanachievetiming,astopwatch,calendar,thealarmclockfunctionofthedesignofelectronicmultifunctionalclockstudy,detailedintroducesthedatatransferMCUapplication,accordingtoprincipleofliquidcrystaldisplay,keyboardscanprinciple,themicrocomputertiminginterruptprinciple.Soastostudy,andaboutthesinglechipmicrocomputerrelatedinstructionsinallaspectsofapplication.ByAT89S52devices,temperaturetestingsystemchips,clockchip,LCDmonitor,memory,manostat,part,canrealizethefunctionofthecalendardisplaysclock,can,minutesandsecondswhenthedisplayandreal-timetemperaturedisplay.Alsohasthecalendarcalculationandclock,calendarofcalibration,thetimingofthetimesetandalarmetc.Function.Adigitalclockisthedigitalcircuitimplementationof"time",and"points",the"second"digitaldisplaytimingdevice.Thegeneralschemedesignofmaincircuitandextendedbythecircuitcomposedoftwo.Amongthemmaincircuitcompleteseveralsonthebasicfunctionsoftheclock,expandtheexpansionofthedigitalclockcircuitcompletefunctions,toeachunitdesign,overalldebugging,inordertorealizeitstimingcycle.
Keyword:
timing;stopwatch;alarmclock;Timedigital;electricclock
引言
嵌入式计算机系统的出现是现代发展上的里程碑截至今日,微型计算机应用技术飞速发展,用到生活各个领域,从导弹到飞机仪表的控制,从计算机网络通讯与数据传输到工业自动化过程的实时控制和数据处理以及我们生活中各种功能IC卡、电子宠物等,这些都离不开微机原理,数字钟是用数字集成电路做成的现代计数器,与传统的机械钟相比,它具有走时准确,显示直观、无机械传动装置等有点。
而且钟表的数字化给人们的生产生活带来了极大方便,大大地扩展了中变原先的报时功能诸如定时自动报警、按时自动打铃、时间程序自动控制、定时广播、定时启闭电路、定时开关烘箱、通断动力设备,甚至各种定时电气的自动启用等。
所有这些都是以钟表数字化为基础的。
因此研究数字钟的应用原理及扩大应用,有着非常现实的意义。
1设计目的
《微型计算机原理及应用》是学习和掌握计算机硬件知识和汇编语言程序设计的入门教材,其任务是使学生从理论和实践上掌握微型机的基本组成、工作原理、接口技术和汇编语言程序设计方法,使学生初步具有应用微机开发的能力。
要求学生对微机原理中的基本概念有较深入的了解,能够系统地掌握微型计算机的结构、8086微处理器和指令系统、汇编语言程序设计方法、微机系统的接口电路设计及编程方法等。
综合了模拟电子线路、数字电子技术等多门专业基础课程的知识,是使学生对以计算机为核心的通信、测量或控制系统有个全面了解和实践的过程;综合应用各种微机接口和其他单元电路构成小规模“原理”型的微机应用系统,体现了既强化本学科内容,又扩展知识面的特点。
让学生体验分析问题、提出解决方案、通过编程等手段实现解决方案、不断调试最终达到设计要求的全过程。
2方案设计
2.1.1程序设计原理
首先利用调用BIOS的中断10的0号功能创建显示窗口,选择适当的背景和前景等,使屏幕显示更加完美。
在数据段开辟两个显示缓冲区,分别用来存储系统时间及日期。
根据键盘输入的字符显示相应的内容。
假如输入的是T,则进入时间显示子程序,调用DOS中断21H的2CH号系统功能返回系统时间,再调用字符转换成ASCII码的子程序分别将二进制小时数、分钟数、秒数转换成ASCII码并存入显示缓冲区,方便时间显示时的调用。
调用BIOS的中断10的13号功能,定位光标的开始位置,结合着将时间显示在我们预先定义好的位置上。
由于获取了的系统时间不会自动刷新,而我们要设计成刷新的方式来不断获取系统的时间,故需调用BIOS的中断16的1号功能,这样才能形成会跳动的电子钟,将不间断地显示时间。
假如输入的是D,则进入日期显示子程序,调用DOS中断21H的2AH号系统功能返回系统日期,再调用字符转换成ASCII码的子程序分别将二进制年数、月数、日数转换成ASCII码并存入显示缓冲区,方便年月日显示时的调用。
调用BIOS的中断10的13号功能,定位光标的开始位置,结合着将日期显示在我们预先定义好的位置上。
由于获取了的系统日期不会自动刷新,而我们要设计成刷新的方式来不断获取系统的日期,故需调用BIOS的中断16的1号功能,这样才能形成会跳动的电子钟,将不间断地显示日期。
要想程序停止运行,可在键盘按下Q键,这样就可以返回DOS系统。
2.1.2用到的DOS系统功能
A:
中断21H:
1)键盘输入单字符——1号功能的调用
调用格式:
MOVAH,1
INT21H
功能:
调用无入口参数,执行时系统首先等待键盘输入,待程序员按下任何一键,系统先检查是否是Ctrl-Break键。
如果是则退出,否则将键入的字符ASCII码置入寄存器,并在屏幕上显示该字符。
2)取日期——2AH号系统功能调用
入口参数:
AH=2AH
出口参数:
CX=年份(1980~2099)
DH=月份(1~12)
DL=日(1~31)
AL=星期(0~6,0代表星期天)
功能:
调用取出由DOS保持的年、月、日及星期。
CX、DH、DL、AL中都是二进制数,要想在屏幕上显示出来必须变成ASCII码才行。
3)取时间——2CH号系统功能调用
入口参数:
AH=2CH
出口参数:
CH=小时(0~23)
CL=分钟(0~59)
DH=秒(0~59)
DL=1/100秒(0~99)
功能:
调用取出由DOS保存的时间。
CX与DX中都是二进制数,要想在屏幕上显示出来必须变成ASCII码才行
4)返回操作系统——4CH号系统功能调用
调用格式:
MOVAH,4CH
INT21H
功能:
调用无入口参数,执行结果是结束当前正在执行的程序,并返回DOS操作系统。
2.1.3用到的BIOS系统功能
A:
中断10H:
1)设置显示方式——0号功能调用
入口参数AL=显示方式值0040×25黑白文本方式
0140×25彩色文本方式
0280×25黑白文本方式
0380×25彩色文本方式
04320×320彩色图形方式
功能:
无出口参数,将显示方式设置为指定形式
2)置光标位置——2号功能调用
入口参数DH=行号
DL=列号
BH=页号
功能:
无出口参数,将光标设置在指定的位置
3)显示字符串——13号功能调用
ES:
BP=串地址
CX=申长度
DH,DL=起始行,列
BH=页号
AL=0,BL=属性串:
char,char,…
AL=1,BL=属性串:
char,char,…
AL=2
串:
char,char,char,attr,…
AL=3
串:
char,char,char,attr,…
功能:
显示字符串并设置显示的属性
B:
中断16H:
1)读键盘缓冲区字节——1号功能调用
调用格式:
MOVAH,01H
INT16H
功能:
用来查询键盘缓冲区,对键盘扫描但不等待,并设置ZF标志。
若有按键操作(即键盘缓冲区不空),则ZF=0,AL中存放的是输入的ASCII码,AH中存放输入字符的扩展码。
若无键按下,则标志位ZF=1。
2.1.4设计所用设备
PC机,DOS系统
2.2系统硬件功能
2.2.1概述
电子钟以8086微处理器作为CPU,用8254做定时计数器产生时钟频率,8255做可编程并行接口显示时钟和键盘电路,8259做中断控制器产生中断。
在此系统中,8254的功能是定时,接入8254的CLK信号为周期性时钟信号。
8254采用计数器0,工作于方式2,使8254的OUT0端输出周期性的负脉冲信号。
即每隔20ms,8254的OUT0端就会输出一个负脉冲的信号,此信号接8259的IR2,当中断到50次数后,CPU即处理,使液晶显示器上的时间发生变化。
程序由以下模块组成:
系统共有5个功能模块:
主控模块,显示模块,定时模块,中断模块,小键盘模块。
2.2.2程序设计原理
本系统设计的电子时钟,用8254做定时计数器产生时钟频率,以8086微处理器作为CPU,8255做可编程并行接口显示时钟和键盘电路,8259做中断控制器产生中断。
在此系统中,8254的功能是定时,接入8254的CLK信号为周期性时钟信号。
8254采用计数器0,工作于方式2,使8254的OUT0端输出周期性的负脉冲信号。
即每隔20ms,8254的OUT0端就会输出一个负脉冲的信号,此信号接8259的IR2,当中断到50次数后,CPU即处理,使液晶显示器上的时间发生变化。
其中8259只需初始化ICW1,其功能是向8259表明IRx输入是电平触发方
式还是上升沿触发方式,是单片8259还是多片8259。
8259接收到信号后,产生中断信号送CPU处理。
2.2.3设计所用硬件设备
(1)8253定时器:
用于产生秒脉冲
(2)8255并口:
用做接口芯片,和小键盘相连。
(3)8259中断控制器:
用于产生中断。
2.2.4硬件芯片显示及个引脚功能
8259A芯片的内部结构及引脚
中断控制器8259A它将中断源优先排列、辨识中断源以及提供中断矢量的电路集中于一片中。
8259引脚如图2,主要引脚功能如下:
D7~D0——双向数据线;
WR’(低电平有效)——写输入信号;
RD’(低电平有效)——读输入信号;
CS’(低电平有效)——片选输入信号;
INT----中断请求信号;
INTA’(低电平有效)——中断响应信号;
IR0~IR7----外部中断请求输入线。
要求输入中断请求信号是由低
电平到高电平的上升沿。
图18259引脚图
8255芯片的内部结构及引脚
8255可编程外围用引脚芯片它具有A、B、C三个并行接口,用+5V单电源供电,能以下三种工作方式下工作:
方式0——基本输入/输出方式
方式1——选通输入/输出方式
方式2——双向选通输入/输出方式
D7~D0——与CPU侧连接的八条双向数据线;
A0、A1——片选寄存器选择输入信号;
PA7~PA0——A口外设双向数据线;
PB7~PB0——B口外设双向数据线;
PC7~PB0——C口外设双向数据线;
图28255引脚图
8253的引脚和功能
数据总线(8位、三态、双向)
读/写控制逻辑;
CS’:
片选信号,低电平有效
RD’:
读信号,低电平有效
WR’:
写信号,低电平有效
A1A0:
端口选择信号
当A1A0分别为00011011时分别选中三个通道和控制字寄存器在8088系统中,通常将8253的8位数据线与8086的低8位相连,即使用偶地址,所以8086的A2A1分别与8253的A1A2相连Intel8253是一片具有三个独立的16位计数器通道的可编程定时器/计数器芯片。
图38253的引脚图
3‘电子钟’流程图
DOS系统‘电子钟’流程见图4所示
图4显示日期子程序
对8253、8255A进行初始化,设置中断向量,扫描键盘根据按键值作相应的处理。
主要由软件实现。
主要功能是调用其它模块对系统工作进行协调,它的主要功能是读小键盘输入键值并执行要做的工作,如果键值为C则将显示初始值00:
00:
00置入显示缓冲,并调用显示模块显示。
如果键值为G则开中断如果键值为D则关中断,停止动态显示。
如健值为P则连续六次调用小键盘模块,将键值依次存入显示缓冲。
并调用显示模块显示。
如果健值为E,则终止程序,返回DOS。
4硬件设计‘电子钟’系统框图
图5系统框图
系统共有5个功能模块,分别为:
主控模块即8086,显示模块,定时模块,中断模块,小键盘模块。
主模块是整个‘电子钟’设计的中心,对8254、8255A进行初始化,设置中断向量,扫描键盘根据按键值作相应的处理,通过小键盘的控制,将控制信息传入8086中,用8254做定时计数器产生时钟频率,其中8255做可编程并行接口显示时钟和键盘电路,8259做中断控制器产生中断。
在此系统中,接入8254的CLK信号为周期性时钟信号。
使得周期性的时钟信号在现实模块中显示,从而实现小键盘控制显示时间的功能。
硬件的系统框图如图5所示
功能显示
(1)8253定时器:
用于产生秒脉冲,定时计数器。
(2)8255并口:
用做接口芯片,和小键盘相连。
6
(3)8259中断控制器:
用于产生中断。
(4)LED:
六个LED用于显示时:
分:
秒值。
5程序设计
5.1DOS系统的代码设计
STACKSEGMENTSTACK;堆栈段
DW200DUP(?
)
STACKENDS
DATASEGMENT;数据段
SPACEDB1000DUP('');定义25*40个空格
PATTERNDB3DUP('*'),0C9H,26DUP(0CDH),0BBH,3DUP('*');定义显示区图形
DB3DUP('*'),0BAH,1DUP('DATE:
'),21DUP(20H),0BAH,3DUP('*')
DB3DUP('*'),0BAH,1DUP('TIME:
'),21DUP(20H),0BAH,3DUP('*')
DB3DUP('*'),0BAH,1DUP('WEEK:
'),21DUP(20H),0BAH,3DUP('*')
DB3DUP('*'),0C8H,26DUP(0CDH),0BCH,3DUP('*')
DBUFFERDB'',7DUP(':
'),12DUP('');时间缓冲区
DBUFFER1DB'',10DUP('/'),9DUP('');日期缓冲区
DBUFFER2DB'Sun.Mon.Tue.Wed.Thu.Fri.Sat.';星期缓存区
STRDB0DH,0AH,'PLEASEINPUTDATE(D)ORTIME(T)ORQUIT(Q),$'
;提示信息
DATAENDS
CODESEGMENT;代码段
ASSUMECS:
CODE,DS:
DATA,ES:
DATA,SS:
STACK
START:
MOVAX,DATA;装填数据段、附加段
MOVDS,AX
MOVES,AX
MOVAX,0001H;设置显示方式为彩色文本方式
INT10H
MOVBP,OFFSETSPACE;显示25*40空格
MOVDX,0B00H;起示位置是0B行00列
MOVCX,1000;串长为1000
MOVBX,0040H;文本底色为红色
MOVAX,1300H
INT10H
MOVBP,OFFSETPATTERN;显示矩形条
MOVDX,0B00H;起示位置是0B行00列
MOVCX,200;串长为200
MOVBX,003EH;设置矩形条为黄色
MOVAX,1301H
INT10H
LEADX,STR;显示提示信息
MOVAH,9
INT21H
MOVAH,1;从键盘输入单字符
INT21H
CMPAL,44H;AL='D'?
JNESHIJIAN
CALLDATE;显示日期
SHIJIAN:
CMPAL,54H;AL='T'?
JNEEXIT
CALLTIME;显示时间
EXIT:
CMPAL,51H
JNESTART
MOVAH,4CH;返回DOS状态
INT21H
DATEPROCNEAR;显示日期子程序
DISPLAY:
MOVAH,2AH;取日期,CX:
年份;DH:
月份;DL:
日期;AL:
星期
INT21H
MOVDI,AX
MOVSI,0;SI日期缓存区指针
MOVAX,CX
MOVBX,100
DIVBL
MOVBL,AH
CALLBCDASC1;年份高两位转换成ASCII存入缓存
MOVAL,BL
CALLBCDASC1;年份低两位转换成ASCII存入缓存
INCSI
MOVAL,DH
CALLBCDASC1;月份转换成ASCII存入缓存
INCSI
MOVAL,DL
CALLBCDASC1;日期转换成ASCII存入缓存
MOVBP,OFFSETDBUFFER1;系统日期为黄色
MOVDX,0C0DH
MOVCX,20
MOVBX,004EH
MOVAX,1301H
INT10H
MOVAX,DI;恢复AX
XORAH,AH;偏移星期地址
SHLAL,1
SHLAL,1
LEADI,DBUFFER2
ADDDI,AX
MOVBP,DI;系统星期为黄色
MOVDX,0E0DH
MOVCX,4
MOVBX,004EH
MOVAX,1301H
INT10H
MOVAH,02H设置光标位置位03*00
MOVDX,0300H
MOVBH,0
INT10H
CALLDELAY;调用延时程序
MOVAH,01H;读键盘缓冲区字符到AL寄存器
INT16H
JEDISPLAY;键盘缓冲区AL不变跳至DISPLAY循环
JMPSTART
MOVAX,4C00H
INT21H
RET
DATEENDP
TIMEPROCNEAR;显示时间子程序
DISPLAY1:
MOVSI,0
MOVAH,2CH;取时间,CH:
小时;CL:
分钟;DH:
秒;DL:
1/100秒
INT21H
MOVAL,CH
CALLBCDASC;小时转换成ASCII存入时间缓存
INCSI
MOVAL,CL
CALLBCDASC;分钟转换成ASCII存入时间缓存
INCSI
MOVAL,DH
CALLBCDASC;秒转换成ASCII
- 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:
- 自动控制系统