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步进电机实验微机原理
大连理工大学本科设计报告
(计算机原理接口实验综合设计)
题目:
步进电机控制系统设计
课程名称:
计算机原理实验
学院(系):
电信
专业:
自动化
班级:
电自1301
学号:
201382062
学生姓名:
宁博
成绩:
2015年12月26日
题目:
步进电机
1.设计要求
利用实验台上的开关K7控制步进电机的转向,利用电位器控制步进电机的转速。
具体要求如下:
1.利用D8255A的PA0-PA3做输出,输出步进电机的相序、驱动步进电机工作,相序之间的时间决定着步进电机的转速,而间隔时间由延时程序中的CX寄存器的初值决定。
2.利用D8255A的PB7做输入控制转向,与K7连接。
其中K7做步进电机的转向控制,用ADC0809实现AD转换,利用电位器控制转速,程序运行时通过K7和电位器对步进电机实施动态控制;
3.利用8253做秒脉冲发生器,产生约2秒的周期性方波信号。
其中CNT0做分频器:
将1MHZ信号分频为100HZ;CNT1做秒脉冲输出(0.5HZ);
4.利用386模块的主8259的MIR5做中断请求输入,将CNT1的OUT1秒信号方波作为中断请求信号,引发中断服务ISR;
5.在中断服务程序中实现对步进电机的转速、转向实时控制。
方法如下:
在ISR中,对D8255A的PB口进行一次输入操作,并根据输入的数据:
1)对D7(与K7对应)位的数据为步进电机的转向控制;
2)ADC0809读入的数据为步进电机的转速控制。
2.设计分析及系统方案设计
1.使用“寄存器间接寻址”的方式输出相序信号:
将步进电机的相序数据定义在数据段当中,使用SI查表(间接寻址)获取相序数据。
其中查表顺序决定着电机转动方向;
2.对8253进行编程,使OUT1输出2秒周期的脉冲方波信号。
为了便于调试,建议使用逻辑笔监测OUT1的输出;
3.编制与中断相关的程序。
包括中断屏蔽字的设定、中断向量表的创建以及开中断的操作。
上述这些操作都应当加到程序的初始化中;
4.编写中断服务程序ISR。
在ISR中读取D8255A的PB口数据和AD转换的数据,然后进行数据分析、根据数据来调整CX寄存器中的数据,因而改变步进电机的转速和转向。
3.系统电路图
图1.1实验参考逻辑电路
4.外围接口模块硬件电路功能描述
8253具有三个独立的16位减法计数器,每个计数器可按照二进制或十进制计数,每个通道都有六种不同的工作方式。
8255有3个8位并行I/O口。
具有3个通道3种工作方式的可编程并行接口芯片(40引脚)。
其各口功能可由软件选择,使用灵活,通用性强。
8255可作为主机与多种外设连接时的中间接口电路。
ADC0809是8位逐次逼近式A/D模数转换器。
其内部有一个8通道多路开关,它可以根据地址码锁存译码后的信号,只选通8路模拟输入信号中的一个进行A/D转换,具有转换起停控制端。
模拟输入电压范围0~+5V,不需零点和满刻度校准。
5主程序中主要变量说明
变量名称
内存单元
功能
FLAG
AX
转向标志
SPEED
SI
可调转速
SD
AL
默认转速
6.系统软件中各个子程序的功能描述
子程序名称
入口参数
出口参数
功能描述
service
io8255_BADC0809
SD
中断服务
DELAY
无
无
延时
speedin
无
无
电机按照一定参数转起来
7.主程序程序流程图
8.程序清单
IO_ADDRESSequ200h
timeequ210h
ad_ioequ220h
datasegment
order1db01h,03h,02h,06h,04h,0ch,08h,09h
order2db09h,08h.0ch,04h,06h,02h,03h,01h
FLAGdb?
speeddw0300h,0380h,0480h,0580h,0680h,0780h,0880h
SDdw0280h;默认转速
dataends
codesegment
assumecs:
code,ds:
data
start:
movax,data
movds,ax
movdx,IO_ADDRESS
adddx,03
moval,82h;B端口输入,A、C输出,方式0
outdx,al
cli
movFLAG,00h;标志位置0
inal,021h;设置中断屏蔽字
andal,11011111b;IR5
out021h,al
pushds;设置中断向量表
movax,0
movds,ax
movsi,35h
addsi,si
addsi,si
movax,offsetservice
mov[si],ax
pushcs
popax
mov[si+2],ax
popds
movdx,time;分频得到0,5s脉冲
adddx,03
moval,37h;计数器0,方式3,BCD码计数,先低后高
outdx,al
movdx,time;计数器0设初值
moval,0
outdx,al
outdx,al;写初值10000
movdx,time
adddx,03
moval,56h;计数器1,方式3,二进制计数,低8位
outdx,al
movdx,time;设计数器1初值为200
incdx
moval,200;产生0.5s脉冲
outdx,al
sti
speedin:
cmpFLAG,01h;转向,转速
jzccc
movdx,IO_ADDRESS
movcx,08
leasi,order1
aaa:
moval,[si]
outdx,al
calldelay
incsi
loopaaa
jmpspeedin
ccc:
movdx,IO_ADDRESS
movcx,08
leasi,order2
ddd:
moval,[si]
outdx,al
calldelay
incsi
loopddd
jmpspeedin
serviceprocfar;中断服务子程序
pushax
pushdx
pushsi
pushbx
movdx,IO_ADDRESS
incdx
inal,dx
movbl,al
shlbl,1
jncmmm;CF=0,则跳转
movFLAG,01H
movdx,ad_io;ADC启动转换地址
outdx,al;启动ADC
movdx,ad_io;获取ADCEOC状态地址
adddx,2
L1:
inal,dx
testal,01h;测试EOC=1?
jzL1
movdx,ad_io;读数据地址
incdx
inal,dx
cmpal,00H
jnzcmp11
movSD,0280h
jmpendser
cmp11:
cmpal,10H
jnccmp12
movsi,WORDPTRspeed[0]
movSD,si
jmpendser
cmp12:
cmpal,20H
jnccmp13
movsi,WORDPTRspeed[2]
movSD,si
jmpendser
cmp13:
cmpal,30H
jnccmp14
movsi,WORDPTRspeed[4]
movSD,si
jmpendser
cmp14:
cmpal,40H
jnccmp15
movsi,WORDPTRspeed[6]
movSD,si
jmpendser
mmm:
jmpcmp20
cmp15:
cmpal,50H
jnccmp16
movsi,WORDPTRspeed[8]
movSD,si
jmpendser
cmp16:
cmpal,60H
jnccmp17
movsi,WORDPTRspeed[10]
movSD,si
jmpendser
cmp17:
movsi,WORDPTRspeed[12]
movSD,si
jmpendser
cmp20:
movdx,ad_io
outdx,al
movdx,ad_io
adddx,2
L2:
inal,dx
testal,01h
jzL2
movdx,ad_io
incdx
inal,dx
movFLAG,00H
cmpal,00H
jnzcmp21
movSD,0280H
jmpendser
cmp21:
cmpal,10H
jnccmp22
movsi,WORDPTRspeed[0]
movSD,si
jmpendser
cmp22:
cmpal,20H
jnccmp23
movsi,WORDPTRspeed[2]
movSD,si
jmpendser
cmp23:
cmpal,30H
jnccmp24
movsi,WORDPTRspeed[4]
movSD,si
jmpendser
cmp24:
testal,40H
jnccmp25
movsi,WORDPTRspeed[6]
movSD,si
jmpendser
cmp25:
cmpal,50H
jnccmp26
movsi,WORDPTRspeed[8]
movSD,si
jmpendser
cmp26:
cmpal,60H
jnccmp27
movsi,WORDPTRspeed[10]
movSD,si
jmpendser
cmp27:
movsi,WORDPTRspeed[12]
movSD,si
endser:
;发EOI命令
moval,20h
out20h,al
popbx
popsi
popdx
popax
sti
iret
serviceendp
delayproc;延时程序
pushax
pushcx
pushdx
movdh,6
x1:
movcx,SD
x2:
loopx2
decdh
jnzx1
popdx
popcx
popax
ret
delayendp
codeends
endstart
9.系统调试运行结果说明、分析所出现得问题,设计体会与建议
运行结果说明:
基本完成了任务要求,可以控制步进电机的转速和旋转方向。
问题:
通过寄存器间接寻址的方法使电机旋转,在此程序中电机运行状态的改变稍有延迟,原因是在主程序中,状态的改变是在一个完整的相序周期结束后才发生的,可能需要等待循环的过程,稍有延迟。
结论及设计体会:
微机原理实验的学习使我对对汇编语言有更加进一步的了解,从理论到实际的应用。
并且通过本实验让我对汇编语言产生很大的兴趣,让我掌握了汇编编程的总体思路。
课程设计对我是一次很好的锻炼,综合运用所学的芯片,我进一步的掌握了对8255A,8253以及ADC0809的编程方法,对我们以后的工作和学习起到的积极的作用。
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- 步进 电机 实验 微机 原理