微机原理与接口技术课程设计报告.docx
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微机原理与接口技术课程设计报告
摘要
步进电机是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制元件。
在非超载的情况下,电机的转速、停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数,而不受负载变化的影响,即给电机加一个脉冲信号,电机则转过一个步距角。
步进电机控制系统以8088作为控制的核心元件,利用8255的A口控制步进电机, C口连接K0-K7,以选取不同档的移动速度,同时获取控制转动方向(即正转和反转).
本课程设计报告通过步进电机的基本介绍、系统的软硬件设计(包括最小系统介绍、接口电路设计、延时程序设计、步进电机的驱动程序设计等几个主要模块)、完整的汇编语言程序等,我们完成了对步进电机系统的设计,并完成了相应的任务,如正转、反转、正向加速、反向加速等,使我们进一步掌握了汇编语言,也使我们能很好的把书本上的知识与实践相结合,大大提高了我们的动手能力
关键字:
步进电机;8086CPU;8255可编程I/O接口芯片;汇编语言
摘要………………………………………………………………1
1.1步进电机转动控制的设计要求与设计方案
1.2步进电机转动控制的要求与功能....................3
1.3总体设计方案.................................3
一、步进电机转动控制设计的硬件设计
二、2.1步进电机转动控制的硬件框图………………………………4
2.2步进电机驱动原理……………………………………………4
三、步进电机转动控制软件设计
3.1主程序流程图…………………………………………………6
3.28255初始化……………………………………………………7
四、步进电机硬/软件的调试
4.1硬件调试…………………………………………………………8
4.2软件调试…………………………………………………………8
4.3调试过程…………………………………………………………8
五、设计总结……………………………………………………9
附录一……………………………………………………………10
一、步进电机控制的设计要求与设计方案
1.1步进电机转动控制的要求与功能
使用汇编语言外加K0-K7等一系列的开关实现对步行电机转速与方向的控制(实现两个以上功能)
1.启动与停止控制:
用户拨动某一指定键后可以实现电机的启动与停止的控制
2.方向的控制:
用户将某一指定键拨向上可以实现电机的正转,拨向下实现电机的反转
3.速度的控制:
用户将另一指定键拨向上可以实现电机的加速转动,拨向下实现电机的减速转动
4.综合控制:
用户一起拨动上述的按键后可以实现电机的加速正转,减速反转等操作;
1.2总体设计方案
选用TN88\86实验箱与微机,通过在实验箱构造硬件电路,主要是利用8255A芯片单元模块、步进电机单元模块。
通过微机编程与下载到实验箱上。
实现软硬结合控制步进电机的转动
二、步进电机转动控制设计的硬件设计
2.1步进电机转动控制的硬件框图
1、按图2-1连接线路,用8255输出脉冲序列,开关K0~K6 控制步进电机转速,K7控制步进电机转向。
2、PA0~PA3 接电机的驱动端;PC0~PC7 接K0~K7。
3、编写程序实现步进电机的顺时针旋转控制。
当K0中任一开关为“1”向上拨时步进电机启动,全部为“0”时步进电机停止,其中K0为“1”时速度最慢,K6为“1”时速度最快。
K7为“1”(向上拨)时步进电机顺时针转动,为“0”(向下拨)时逆时针转动。
图2.1
2.2步进电机驱动原理
步进电机驱动原理:
如图2-2-1是通过对每相线圈中的电流的顺序切换来使电机作步进式旋转。
线圈的通电顺序决定了步进电机的旋转方向(顺时针或逆时针)。
驱动电路由脉冲信号来控制,所以,调节脉冲信号的频率便可改变步进电机的转速。
如图2-2-1所示:
本实验使用的步进电机用直流+5V 电压,每相电流0.16A电机线圈 由四相组成:
即:
φ1(BA)
φ2(BB)
φ3(BC)
φ4(BD
图2-2-1
驱动方式为二相激磁方式,各线圈通电顺序如下表:
表2-2-2
表2-2-2中首先向1和2线圈输入驱动电流,接着依次向2和3,3和4,4和1输入驱动电流,最后再返回到1和2,按这种顺序切换可使步进电机实现顺时针方向旋转。
实验中可通过不同的时间延时来得到不同频率的步进电机输入脉冲,从而得到各种不同的电机转速。
三、步进电机转动控制软件设计
3.1主程序流程图
Y
NY
N
N
图3.1主程序流程图
选用8255的A口做输出,C口做输入。
BUF输出给电机驱动端,通过检测开关,赋给不同的延时值和不同的移位命令,改变转速转向。
不停的循环输出,使得电机转动。
通过改变CX的赋值来控制电动机的转动速度。
CX越小电动机的转动速度越大。
也可以通过改变BL的值来改变单个开关的速度。
我们把CX称为总开关,BL成为分开关。
从而达到从K0到K6速度逐渐变快,而K7控制电动机的反转。
当K7闭合时电动机反转。
3.28255初始化
8255的片选信号CS接288H~28FH。
PA0~PA3接电机的驱动端;PC0~PC7接K0~K7。
8255A芯片一般占用四个连续的口地址,按照从高到低分别为:
控制口、C口、B口、A口。
8255共有三种工作方式:
方式0:
基本输入输出;方式1:
中断工作方式;方式2:
双通输入输出,仅有A口。
D7—D0:
10001001 A口输出,C口输入。
图3.28255引脚分析
四、步进电机硬/软件的调试
4.1硬件调试
4.1.1 断电调试
为了安全,首先进行断电调试,用万用表检测系统是否有短路现象,再检查严原理是否正确。
经检测,原理正确也没有短路现象。
4.1.2 通电调试
打开电源,下载程序,看是否正常
4.2软件调试
将写好的源程序在软件上编译连接,直接下载到实验箱,观察现象。
经过多次调试后达到了设计要求
4.3总调试过程
在第一次下载后运行时,电机不转动,查找原因,发现电源接口没有接对,经修改后运行正确。
五、设计总结
通过本次课程设计,使自己的动手实践与所学知识结合应用的能力有了很大的提高,让我认识到实践的重要性,但同时要实际应用过和当中,也发现理论知识的重要性,没有理论知识的支撑,是不能很好的完成本次课程设的。
在设计实验的过程中,不断的让理论与实践结合,讲课堂上所学的知识转化为在实践中所需的过程,这个过程对我学习很宝贵。
本次设计步进电机转动控制,通过我掌握了的微机原理与接口技术知识,查资料、XX、请教同学老师等等。
虽然,知识固然重要,但废寝忘食般的研究态度和乐于助人的品格更需要提倡。
通过利用8255A芯片来实现步进电机控制转动的设计应用,不仅为以后的学习实践打下了基础,并且很好的消化了所学知识的难点、问题。
在设计过程当中也发现了自己经验的不足。
首先是对试验箱的认识和应用,很多模块的使用存在误解。
然后就是在编程序方面的,有好多程序只是一知半懂,不能熟练地操作,需要提示和看书,需要大量的练习,为以后的学习指明方向。
在完成自己所涉及项目后参与到其他同学的项目里,共同研究学习,互相帮助不仅帮助了他人,还扩展了自己的实践能力。
感谢老师提供给我们实践课本知识的机会,并且认真地陪同学生一起设计课程设计,奠基了以后自主研究设计项目的能力
附录一源程序
P55A EQU 60H 8255A口输出P55C EQU 62H 8255C口输入P55CTRL EQU 63H 8255控制口
DATA SEGMENT
BUF DB 0
DATA ENDS
CODE SEGMENT
ASSUME CS:
CODE,DS:
DATA
START :
MOV DX,P55CTRL
MOV AL,89H
OUT DX,AL ;8255C输入,A输出
MOV BUF,33H
OUT1:
MOV AL,BUF
MOV DX, P55A
OUT DX,AL IN1
MOV DX,P55C
IN AL,DX ;读开关状态
TEST AL,01H
JNZ K0
TEST AL,02H
JNZ K1
TEST AL,04H
JNZ K2
TEST AL,08H
JNZ K3
TEST AL,10H JNZ K4
TEST AL,20H JNZ K5
TEST AL,40H JNZ K6
STOP:
JMP OUT1
K0:
MOV BL,10H
SAM:
TEST AL,80H
JZ ZX0
JMP NX0
K1:
MOV BL,18H JMP SAM
K2:
MOV BL,20H;
JMP SAM
K3:
MOV BL,40H;
JMP SAM
K4:
MOV BL,80H; JMP SAM
K5:
MOV BL,0C0H;
JMP SAM
K6:
MOV BL,0FFH; JMP SAM
ZX0 :
CALL DELAY
MOV AL,BUF
ROR AL,01H ;循环右移
MOV BUF,AL
JMP OUT1
NX0 :
CALL DELAY
MOV AL,BUF
ROL AL,01H ;循环左移
MOV BUF,AL
JMP OUT1 DELAY PROC NEAR
DELAY1:
MOV CX,0100H
DELAY2:
LOOP DELAY2
DEC BL ;减1指令
JNZ DELAY1 ;ZF位标志是否为1
RET
DELAY ENDP
CODE ENDS
END STAR
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