微控课设 步进电机.docx

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微控课设步进电机

计算机控制技术课程设计指导书

计算机控制技术

课程设计报告

设计题目：

步进电机控制系统设计

班级：

学号：

姓名：

时间：

目录

1系统概述-

2系统硬件设计-

2.1系统硬件原理图-

2.2各硬件单元功能说明及I/O口、功能键分配-

2.3硬件连接图-

3系统软件设计-

3.1工作方式下的控制模型-

3.2流程图-

4结束语-

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。

设计目的

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。

系统硬件设计

1系统硬件原理图

系

统

总

线

图1系统硬件原理图

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—LED7连接，PB4—PB7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”键控制选择是否按要求转动，“8”

键控制选择是否按要求转动的正转或者反转。

“9”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

I/O口及功能键

3键

4键

5键

6键

7键

8键

9jian

分配

双四拍正转

双四拍反转

四相八拍正转

四相八拍反转

按要求转动

按要求转动的正/反转

退出

硬件连接图

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

控制模型

PB3

PB2

PB1

PB0

1

0

0

0

1

01H

2

0

0

1

0

02H

3

0

1

0

0

04H

4

1

0

0

0

08H

表3单四拍反转控制数字模型

步序

D相

C相

B相

A相

控制模型

PB3

PB2

PB1

PB0

1

1

0

0

0

08H

2

0

1

0

0

04H

3

0

0

1

0

02H

4

0

0

0

1

01H

表4双四拍正转控制模型

步序

D相

C相

B相

A相

控制模型

PB3

PB2

PB1

PB0

1

0

0

1

1

03H

2

0

1

1

0

06H

3

1

1

0

0

0CH

4

1

0

0

1

09H

表5双四拍反转控制模型

步序

D相

C相

B相

A相

控制模型

PB3

PB2

PB1

PB0

1

1

0

0

1

09H

2

1

1

0

0

0CH

3

0

1

1

0

06H

4

0

0

1

1

03H

表6四相八拍正转模型

步序

D相

C相

B相

A相

控制模型

PB3

PB2

PB1

PB0

1

0

0

0

1

01H

2

0

0

1

1

03H

3

0

0

1

0

02H

4

0

1

1

0

06H

5

0

1

0

0

04H

6

1

1

0

0

0CH

7

1

0

0

0

08H

8

1

0

0

1

09H

表7四相八拍正转模型

步序

D相

C相

B相

A相

控制模型

PB3

PB2

PB1

PB0

1

1

0

0

1

09H

2

1

0

0

0

08H

3

1

1

0

0

0CH

4

0

1

0

0

04H

5

0

1

1

0

06H

6

0

0

1

0

02H

7

0

0

1

1

03H

8

0

0

0

1

01H

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。

令加入可以按照需要转动的方式选择键和可中途改变转动方式。

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

IOY0EQU0D200H

;*****************************************************************

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

CHUDB'0ISQIDONG'

DB0AH,0DH

DB'1ISDANSIPAIZHENGZHUAN'

DB0AH,0DH

DB'2ISDANSIPAIFANZHUAN'

DB0AH,0DH

DB'3ISSHUANGSIPAIZHENGZHUAN'

DB0AH,0DH

DB'4ISSHUANGSIPAIFANZHUAN'

DB0AH,0DH

DB'5ISSIXIANGBAPAIZHENGZHUAN'

DB0AH,0DH

DB'6ISSIXIANGBAPAIFANZHUAN'

DB0AH,0DH

DB'7ISANYAOQIUZHUANDONG'

DB0AH,0DH

DB'8ISANYAOQIZHUANDONGXIANZHENGZHUANORXIANFANZHUAN'

DB0AH,0DH

DB'9ISTUICHU'

DB0AH,0DH；屏幕显示功能按键

HANGDB'',0DH,0AH,'$'；换行

CW_TABLEDB3FH,06H,5BH,4FH,66H,6DH,7DH,07H,7FH,67H；七段数码管字模

CW_TABLE1DB01H,02H,04H,08H；单四拍正转模型

CW_TABLE2DB01H,08H,04H,02H；单四拍反转模型

CW_TABLE3DB03H,06H,0CH,09H；双四拍正转模型

CW_TABLE4DB03H,09H,0CH,06H；双四拍反转模型

CW_TABLE5DB01H,03H,02H,06H,04H,0CH,08H,09H；四相八拍正转模型

CW_TABLE6DB01H,09H,08H,0CH,04H,06H,02H,03H；四相八拍反转模型

SAMP1DB04H；单四拍，双四拍步序数

SAMP2DB08H；四相八拍步序数

KEQU09H；工作步数

MEQU0AH；按要求反转的步数

CNTDB09H；工作步数

CNT1DW09H；按要求正转的步数

CNT2DW0AH；按要求反转的步数

CNT3DB09H；工作步数

CNT4DW09H；按要求正转的步数

CNT5DW0AH；按要求反转的步数

DATAENDS

CODESEGMENT

ASSUMECS:

CODE,DS:

DATA

START:

MOVAX,DATA

MOVDS,AX

LEADX,CHU；屏幕显示数字功能按键

MOVAH,09H

INT21H

CALLDELAY

MOVAL,80H

MOVDX,MY8255_MODE

OUTDX,AL；;初始化8255，工作方式0，A,、B、C口均为输出

MOVAL,CNT

MOVAH,00H

MOVBP,AX

WAIT1:

MOVAH,08H

INT21H

CMPAL,30H；等待启动键“0”按下

JEA1

JMPWAIT1

A1:

PUSHAX；换行

PUSHDX

LEADX,HANG

MOVAH,09H

INT21H

POPDX

POPAX

MOVAL,80H

MOVDX,MY8255_C

OUTDX,AL；LED7亮

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,31H

JEG1；转单四拍正转

CMPAL,32H

JEG2；转单四拍反转

CMPAL,33H

JNEY1

JMPG3；转双四拍正转

Y1:

CMPAL,34H

JNEY2

JMPG4；转双四拍反转

Y2:

CMPAL,35H

JNEY3

JMPG5；转四相八拍正转

Y3:

CMPAL,36H

JNEY4

JMPG6；转四相八拍反转

Y4:

CMPAL,37H

JNEY5

JMPG7；转按要求转动

Y5:

CMPAL,39H

JNEY6

JMPA8；转结束

Y6:

JMPWAIT1

G1:

MOVAL,85H

MOVDX,MY8255_C

OUTDX,AL

CALLXIAN1；调用显示1子程序

CALLXIAN3；调用显示3子程序

J1:

MOVBX,OFFSETCW_TABLE1；单四拍正转

MOVCX,0004H

A2:

MOVAL,[BX]

MOVDX,MY8255_B

OUTDX,AL

CALLDELAY；调用延时子程序

INCBX；判断是否工作完所有拍数，有则退出等待重选工作方式，否则继续循环

CALLXIAN1；调用显示1子程序

PUSHAX；判断是否切换其他工作方式

MOVAH,0BH

INT21H

INCAL

JNZT1

MOVCNT,K

JMPA1

POPAX

T1:

LOOPA2

DECBP

CALLXIAN3；调用显示3子程序

JNZJ1

PUSHAX；换行

PUSHDX

LEADX,HANG

MOVAH,09H

INT21H

POPDX

POPAX

JMPA1；跳回A1等待下次运行

G2:

MOVAL,86H

MOVDX,MY8255_C

OUTDX,AL

CALLXIAN1

CALLXIAN3

J2:

MOVBX,OFFSETCW_TABLE2；单四拍反转

MOVCX,0004H

A3:

MOVAL,[BX]

MOVDX,MY8255_B

OUTDX,AL

CALLDELAY

INCBX

CALLXIAN1

PUSHAX

MOVAH,0BH

INT21H

INCAL

JNZT2

MOVCNT,K

JMPA1

POPAX

T2:

LOOPA3

DECBP

CALLXIAN3

JNZJ2

PUSHAX

PUSHDX

LEADX,HANG

MOVAH,09H

INT21H

POPDX

POPAX

JMPA1

G3:

MOVAL,89H

MOVDX,MY8255_C

OUTDX,AL

CALLXIAN1

CALLXIAN3

J3:

MOVBX,OFFSETCW_TABLE3；双四拍正转

MOVCX,0004H

A4:

MOVAL,[BX]

MOVDX,MY8255_B

OUTDX,AL

CALLDELAY

INCBX

CALLXIAN1

PUSHAX

MOVAH,0BH

INT21H

INCAL

JNZT3

MOVCNT,K

JMPA1

POPAX

T3:

LOOPA4

DECBP

CALLXIAN3

JNZJ3

PUSHAX

PUSHDX

LEADX,HANG

MOVAH,09H

INT21H

POPDX

POPAX

JMPA1

G4:

MOVAL,8AH

MOVDX,MY8255_C

OUTDX,AL

CALLXIAN1

CALLXIAN3

J4:

MOVBX,OFFSETCW_TABLE4；双四拍反转

MOVCX,0004H

A5:

MOVAL,[BX]

MOVDX,MY8255_B

OUTDX,AL

CALLDELAY

INCBX

CALLXIAN1

PUSHAX

MOVAH,0BH

INT21H

INCAL

JNZT4

MOVCNT,K

JMPA1

POPAX

T4:

LOOPA5

DECBP

CALLXIAN3

JNZJ4

PUSHAX

PUSHDX

LEADX,HANG

MOVAH,09H

INT21H

POPDX

POPAX

JMPA1

G5:

MOVAL,91H

MOVDX,MY8255_C

OUTDX,AL

CALLXIAN2

CALLXIAN3

J5:

MOVBX,OFFSETCW_TABLE5；四相八拍反转

MOVCX,0008H

A6:

MOVAL,[BX]

MOVDX,MY8255_B

OUTDX,AL

CALLDELAY

INCBX

CALLXIAN2；调用显示2子程序

PUSHAX

MOVAH,0BH

INT21H

INCAL

JNZT5

MOVCNT,K

JMPA1

POPAX

T5:

LOOPA6

DECBP

CALLXIAN3

JNZJ5

PUSHAX

PUSHDX

LEADX,HANG

MOVAH,09H

INT21H

POPDX

POPAX

JMPA1

G6:

MOVAL,92H

MOVDX,MY8255_C

OUTDX,AL

CALLXIAN2

CALLXIAN3

J6:

MOVBX,OFFSETCW_TABLE6；四相八拍反转

MOVCX,0008H

A7:

MOVAL,[BX]

MOVDX,MY8255_B

OUTDX,AL

CALLDELAY

INCBX

CALLXIAN2

PUSHAX

MOVAH,0BH

INT21H

INCAL

JNZT6

MOVCNT,K

JMPA1

POPAX

T6:

LOOPA7

DECBP

CALLXIAN3

JNZJ6

PUSHAX

PUSHDX

LEADX,HANG

MOVAH,09H

INT21H

POPDX

POPAX

JMPA1

G7:

PUSHAX

PUSHDX

LEADX,HANG

MOVAH,09H

INT21H

POPDX

POPAX

MOVAL,0A0H

MOVDX,MY8255_C

OUTDX,AL

B1:

MOVAH,08H

INT21H

CMPAL,38H；判断按要求转动是先正传还是反转

JEB2；先正传

JMPB3；先反转

B2:

CALLXIAN4；调用显示4子程序

MOVAL,08H；判断用哪种方式转动

INT21H

CMPAL,31H

JEG8；单四拍

CMPAL,33H

JNEY7

JMPG9；双四拍

Y7:

CMPAL,35H

JNEY8

JMPG10；四相八拍

Y8:

JMPA1；返回A1，等待下次运行

B3:

CALLXIAN5；调用显示5子程序

MOVAH,08H

INT21H；判断用哪种方式转动

CMPAL,31H

JNEY9

JMPG11；单四拍

Y9:

CMPAL,33H

JNEY10

JMPG12；双四拍

Y10:

CMPAL,34H

JNEY11

JMPG13；四相八拍

Y11:

JMPA1

G8:

MOVAL,0E5H

MOVDX,MY8255_C

OUTDX,AL

CALLXIAN1

AA:

MOVBP,CNT1；先正转的步数

AA1:

MOVBX,OFFSETCW_TABLE1；单四拍正转

MOVCX,0004H

AA2:

MOVAL,[BX]

MOVDX,MY8255_B

OUTDX,AL

CALLDELAY

INCBX

CALLXIAN1

PUSHAX

MOVAH,0BH

INT21H

INCAL

JNZT7

MOVCNT1,K

JMPA1

POPAX

T7:

LOOPAA2

DECBP

CALLXIAN4

JNZAA1

MOVBP,CNT2；后反转的步数

PUSHAX

PUSHDX

LEADX,HANG

MOVAH,09H

INT21H

POPDX

POPAX

CALLXIAN5

CALLXIAN1

MOVAL,0E6H

MOVDX,MY8255_C

OUTDX,AL

AA3:

MOVBX,OFFSETCW_TABLE2；单四拍反转

MOVCX,0004H

AA4:

MOVAL,[BX]

MOVDX,MY8255_B

OUTDX,AL

CALLDELAY

INCBX

CALLXIAN1

PUSHAX

MOVAH,0BH

INT21H

INCAL

JNZT8

MOVC