1、華夏學(xué)院微機(jī)原理與接口技術(shù)課程設(shè)計(jì)題 目： 步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)控制的設(shè)計(jì) 學(xué)院（系）：信息工程系自動(dòng)化1083班王鑫 周立群年級(jí)專業(yè)： 學(xué) 號(hào)： 學(xué)生姓名： 指導(dǎo)教師：摘要步進(jìn)電機(jī)是將電脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)榻俏灰苹蚓€位移的開(kāi)環(huán)控制元件。 在非超載 的情況下，電機(jī)的轉(zhuǎn)速、 停止的位置只取決于脈沖信號(hào)的頻率和脈沖數(shù)， 而不受 負(fù)載變化的影響,即給電機(jī)加一個(gè)脈沖信號(hào), 電機(jī)則轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)步距角。步進(jìn)電機(jī) 控制系統(tǒng)以8088作為控制的核心元件，利用 8255的A 口控制步進(jìn)電機(jī)，C 口 連接K0-K7,以選取不同檔的移動(dòng)速度,同時(shí)獲取控制轉(zhuǎn)動(dòng)方向（即正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)）.本課程設(shè)計(jì)報(bào)告通過(guò)步進(jìn)電機(jī)的基本介紹、系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計(jì)

2、（包括最小 系統(tǒng)介紹、接口電路設(shè)計(jì)、 延時(shí)程序設(shè)計(jì)、 步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)程序設(shè)計(jì)等幾個(gè)主要 模塊）、完整的匯編語(yǔ)言程序等,我們完成了對(duì)步進(jìn)電機(jī)系統(tǒng)的設(shè)計(jì),并完成了 相應(yīng)的任務(wù),如正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、正向加速、反向加速等,使我們進(jìn)一步掌握了匯編 語(yǔ)言,也使我們能很好的把書本上的知識(shí)與實(shí)踐相結(jié)合, 大大提高了我們的動(dòng)手 能力。關(guān)鍵字：步進(jìn)電機(jī)；8086CPU 8255可編程I/O接口芯片；匯編語(yǔ)言前言第一章 步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)控制的設(shè)計(jì)要求與設(shè)計(jì)方案步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)控制的功能與要求設(shè)計(jì)方案的確定第二章 步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)控制的硬件設(shè)計(jì)步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)控制的硬件框圖 步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)原理主程序流程圖第三章 步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)控制的軟件設(shè)計(jì)1

3、08255 工作方式第四章 步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)控制的安裝與調(diào)試13硬件調(diào)試軟件調(diào)試調(diào)試過(guò)程第五章 設(shè)計(jì)體會(huì)與小結(jié)14參考文獻(xiàn)15附錄16、系統(tǒng)硬件原理圖、源程序z前言微機(jī)原理與接口課程設(shè)計(jì)是電子技術(shù)學(xué)習(xí)中非常重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，是將理論知識(shí)和實(shí)踐能力相統(tǒng)一的一個(gè)環(huán)節(jié)， 是真正鍛煉學(xué)生能力的一個(gè)環(huán)節(jié)。步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)控制具有設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單應(yīng)用廣泛的特點(diǎn)，非常適合作為課程設(shè)計(jì)課題。步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)控制是通過(guò)操作實(shí)現(xiàn)電機(jī)的加速減速正轉(zhuǎn)與反轉(zhuǎn) , 廣泛用于現(xiàn)實(shí)社會(huì)生活生產(chǎn)中，如高樓中的電梯，工廠中的機(jī)床。因此，研究步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)控制，有著非?，F(xiàn)實(shí)的意義。通過(guò)本次課程設(shè)計(jì)， 我提高如何綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決時(shí)間問(wèn)題的能力，及獲得有

4、關(guān)項(xiàng)目管理和團(tuán)隊(duì)合作等等眾多方面的具體經(jīng)驗(yàn)， 增強(qiáng)對(duì)相關(guān)課程內(nèi)容的理解和掌握能力，培養(yǎng)對(duì)整體課程知識(shí)綜合運(yùn)用和融會(huì)貫通的能力。此次步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)控制利用8255A芯片，以8088微處理器作為CPU A口為輸出，C口為輸入來(lái)控制步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，撥動(dòng)開(kāi)關(guān)來(lái)調(diào)節(jié)速度。微機(jī)原理與接口技術(shù)實(shí)現(xiàn)的功能與要求使用匯編語(yǔ)言外加 K0-K7 等一系列的開(kāi)關(guān)實(shí)現(xiàn)對(duì)步行電機(jī)轉(zhuǎn)速與方向的控第一章 步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)控制的設(shè)計(jì)要求與設(shè)計(jì)方案制（實(shí)現(xiàn)兩個(gè)以上功能） ：1. 啟動(dòng)與停止控制：用戶撥動(dòng)某一指定鍵后可以實(shí)現(xiàn)電機(jī)的啟動(dòng)與停止的控制；2. 方向的控制：用戶將某一指定鍵撥向上可以實(shí)現(xiàn)電機(jī)的正轉(zhuǎn)，撥向下實(shí) 現(xiàn)電機(jī)的反轉(zhuǎn)；3. 速

5、度的控制：用戶將另一指定鍵撥向上可以實(shí)現(xiàn)電機(jī)的加速轉(zhuǎn)動(dòng)，撥向 下實(shí)現(xiàn)電機(jī)的減速轉(zhuǎn)動(dòng)；4. 綜合控制：用戶一起撥動(dòng)上述的按鍵后可以實(shí)現(xiàn)電機(jī)的加速正轉(zhuǎn)，減速 反轉(zhuǎn)等操作；設(shè)計(jì)方案的確定選用TN8886實(shí)驗(yàn)箱與微機(jī)，通過(guò)在實(shí)驗(yàn)箱構(gòu)造硬件電路，主要是利用8255A 芯片單元模塊、步進(jìn)電機(jī)單元模塊。通過(guò)微機(jī)編程與下載到實(shí)驗(yàn)箱上。 實(shí)現(xiàn)軟硬 結(jié)合控制步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)。步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)控制的元件框圖第二章 步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)控制的硬件設(shè)計(jì)1、按圖2-1連接線路，用8255輸出脈沖序列，開(kāi)關(guān)K0K6控制步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)速，K7控制步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)向。2、PA0PA3接電機(jī)的驅(qū)動(dòng)端；PC（PC7接K0K7。3、編寫程序?qū)崿F(xiàn)步進(jìn)電機(jī)的順

6、時(shí)針旋轉(zhuǎn)控制。當(dāng)K0 K6中任一開(kāi)關(guān)為“ 1”（向上撥）時(shí)步進(jìn)電機(jī)啟動(dòng)，全部為“ 0”時(shí)步進(jìn)電機(jī)停止，其中K0為“ 1”時(shí)速度最慢，K6為“ 1”時(shí)速度最快。K7為“ 1”（向上撥）時(shí)步進(jìn)電機(jī)順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng),C-DM1CSC為“ 0”（向下?lián)埽r(shí)逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。Ikj舵剤的（B二SC71?麗W-3CPRO °B I FU上 P時(shí) 朋4FHfi Fin purflPCO PCI 陀r p 戶匚斗pr.n PC?圖2-1步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)原理步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)原理：如圖2-2-1是通過(guò)對(duì)每相線圈中的電流的順序切換來(lái)使 電機(jī)作步進(jìn)式旋轉(zhuǎn)。線圈的通電順序決定了步進(jìn)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向 （順時(shí)針或逆時(shí) 針）。驅(qū)動(dòng)電路由

7、脈沖信號(hào)來(lái)控制，所以，調(diào)節(jié)脈沖信號(hào)的頻率便可改變步進(jìn)電 機(jī)的轉(zhuǎn)速。如圖2-2所示：本實(shí)驗(yàn)使用的步進(jìn)電機(jī)用直流+5V電壓，每相電流為，電機(jī)線由四相組成:即： © 1 ( BA)(BB（1）3(BC(BDABBewsA(b)AAa)sL HABBA仁）MlBB圖 2-2-1驅(qū)動(dòng)方式為二相激磁方式，各線圈通電順序如下表:表2-2-2表2-2-2中首先向1-2線圈輸入驅(qū)動(dòng)電流，接著依次向3-4，4-1輸入驅(qū)動(dòng)電流，最后再返回到1- 2，按這種順序切換可使步進(jìn)電機(jī)實(shí)現(xiàn)順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)。實(shí)驗(yàn)中可通過(guò)不同的時(shí)間延時(shí)來(lái)得到不同頻率的 步進(jìn)電機(jī)輸入脈沖，從而得到各種不同的電機(jī)轉(zhuǎn)速。第三章 步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)控

8、制的軟件設(shè)計(jì)3.1 主程序流程圖圖3-1主程序流程圖選用8255的A口做輸出，C口做輸入。BU輸出給電機(jī)驅(qū)動(dòng)端，通過(guò)檢測(cè)開(kāi)關(guān),賦給不同的延時(shí)值和不同的移位命令，改變轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)向。不停的循環(huán)輸出，使得電 機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)。通過(guò)改變CX的賦值來(lái)控制電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)速度。CXffi小電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)速度越大。也 可以通過(guò)改變BL的值來(lái)改變單個(gè)開(kāi)關(guān)的速度。我們把CX稱為總開(kāi)關(guān)，BL成為分開(kāi) 關(guān)。從而達(dá)到從K0到K6速度逐漸變快，而K7控制電動(dòng)機(jī)的反轉(zhuǎn)。當(dāng)K7閉合時(shí) 電 動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)8255工作方式8255的片選信號(hào)CS接288H- 28FH PAL PA3接電機(jī)的驅(qū)動(dòng)端；PC0-PC7接K0K7。8255A芯片一般占用四個(gè)連續(xù)

9、的口地址，按照從高到低分別為：控制口、口、B口、A口。8255共有三種工作方式:方式0:基本輸入輸出;方式1:中斷工作方式;方式2:雙通輸入輸出，僅有A口。D7 D0:10001001 A 口輸出，C口輸入。MOVDX, P55CTLMOVAL,89H ;OUTDX,AL（89H=B,為控制字）怦3 I PA*珂礙til"的-C-士豈L色吒J吃5-T莖一 虻fl 一Mil 皿一咖一1015?n 21. IP-陀費(fèi) 3-ha = SJ一 &a一誠(chéng)一 T起二-Mhi一 上i鮎i匹-1粧控制字D7C6DD3D2DlDa'f=r p="T-其控制字客式如下-DrC-

10、；D5r4D3C2 Dll DC =.；蛆低 4位;龍入B 口 IB 口方瓷選擇D J胡t 7T對(duì)7 口蒿啦0默A口 D輔岀aD有式選擇0 °輸出輔出輸入山?jīng)]育用位逛捋0復(fù)位1置誼圖 3-2 8255A 管腳分配圖第四章 步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)控制的安裝與調(diào)試硬件調(diào)試4.1.1 斷電調(diào)試為了安全， 首先進(jìn)行斷電調(diào)試，用萬(wàn)用表檢測(cè)系統(tǒng)是否有短路現(xiàn)象，再檢查 嚴(yán)原理是否正確。經(jīng)檢測(cè)，原理正確也沒(méi)有短路現(xiàn)象。4.1.2 通電調(diào)試打開(kāi)電源，下載程序，看是否正常。軟件調(diào)試將寫好的源程序在軟件上編譯連接， 直接下載到實(shí)驗(yàn)箱，觀察現(xiàn)象。經(jīng)過(guò)多 次調(diào)試后達(dá)到了設(shè)計(jì)要求。調(diào)試過(guò)程在第一次下載后運(yùn)行時(shí)，電機(jī)不轉(zhuǎn)動(dòng)

11、，查找原因，發(fā)現(xiàn)電源接口沒(méi)有接對(duì)， 經(jīng)修改后運(yùn)行正確。第五章 設(shè)計(jì)體會(huì)與小結(jié)通過(guò)本次課程設(shè)計(jì)， 使自己的動(dòng)手實(shí)踐與所學(xué)知識(shí)結(jié)合應(yīng)用的能力有了很大 的提高， 讓我認(rèn)識(shí)到實(shí)踐的重要性， 但同時(shí)要實(shí)際應(yīng)用過(guò)和當(dāng)中， 也發(fā)現(xiàn)理論知 識(shí)的重要性，沒(méi)有理論知識(shí)的支撐，是不能很好的完成本次課程設(shè)計(jì)的。本次設(shè)計(jì)步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)控制， 通過(guò)我掌握了的微機(jī)原理與接口技術(shù)知識(shí)， 查資料、百度、請(qǐng)教同學(xué)老師等等。雖然，知識(shí)固然重要，但廢寢忘食般的研究態(tài)度和樂(lè)于助人的品格更需要提倡。 通過(guò)利用 8255A 芯片來(lái)實(shí)現(xiàn)步進(jìn)電機(jī)控制轉(zhuǎn)動(dòng)的設(shè)計(jì)應(yīng)用， 不僅為以后的學(xué)習(xí)實(shí)踐打下了基礎(chǔ)， 并且很好的消化了所學(xué)知識(shí)的難點(diǎn)、問(wèn)題。在設(shè)計(jì)

12、過(guò)程當(dāng)中也發(fā)現(xiàn)了自己經(jīng)驗(yàn)的不足。首先是對(duì)試驗(yàn)箱的認(rèn)識(shí)和應(yīng)用，很多模塊的使用存在誤解。 然后就是在編程序方面的， 有好多程序只是一知半懂，不能熟練地操作，需要提示和看書，需要大量的練習(xí)，為以后的學(xué)習(xí)指明方向。在完成自己所涉及項(xiàng)目后參與到其他同學(xué)的項(xiàng)目里，共同研究學(xué)習(xí)，互相幫助，不僅幫助了他人，還擴(kuò)展了自己的實(shí)踐能力。感謝指導(dǎo)老師提供給我們實(shí)踐課本知識(shí)的機(jī)會(huì)， 并且認(rèn)真地陪同學(xué)生一起設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)，奠基了以后自主研究設(shè)計(jì)項(xiàng)目的能力參考文獻(xiàn)1. 彭虎. 微機(jī)原理與接口技術(shù)（第 2版）. 電子工業(yè)出版社 .2006.2. 馮博琴 , 吳寧 . 微型計(jì)算機(jī)原理與接口技術(shù)（第2版） . 清華大學(xué)出版社.20

13、073. 汪汝 , 夏帆 . 微機(jī)原理與接口技術(shù)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書武漢理工大學(xué)華夏學(xué)院計(jì)算機(jī)專業(yè)實(shí)驗(yàn)室 .2010.4. 楊全勝，胡友彬 . 現(xiàn)代微性計(jì)算機(jī)原理與接口技術(shù)國(guó)防工業(yè)出版社.1999.5. 宋杰，江敏 . 微機(jī)原理與接口技術(shù) 機(jī)械工業(yè)出版社 .2005附錄附錄一 系統(tǒng)硬件原理圖LUU2RE3F- Ma附錄二源程序PHO=01“U止口陰PRft口 urCF匚打pce丄戈遙慕嗟盞COM2ttJ1J，- r1ftIt工?p?Cir1 1'ic1令JCTm-J£*1斗in日日-L亠775H P1Zf.#1f 1uSiC,-AP55A EQU 60H ; 8255AP55C EQU

14、 62H ; 8255CP55CTRL EQU 63H ; 8255口輸出口輸入控制口DATA SEGMENTBUF DB 0DATA ENDSCODE SEGMENTASSUME CS:CODE,DS:DATASTART : MOV DX,P55CTRLMOV AL,89HOUT DX,AL ;8255C 輸入，A俞出MOV BUF,33HOUT1: MOV AL,BUFMOV DX, P55AOUT DX,ALIN1: MOV DX,P55C讀開(kāi)關(guān)狀態(tài)IN AL,DX ;TEST AL,01HJNZ K0TEST AL,02HJNZ K1TEST AL,04HJNZ K2TEST AL,0

15、8HJNZ K3TEST AL,10HJNZ K4TEST AL,20HJNZ K5TEST AL,40HJNZ K60001 0000BSTOP: JMP OUT1K0: MOV BL,10H;SAM: TEST AL,80H ;K7 是否為 1JZ ZX0JMP NX0K1:MOV BL,18H;JMP SAM0001 1000BK2:MOV BL,20H;JMP SAM0010 0000BK3:MOV BL,40H;JMP SAM0100 0000BK4:MOV BL,80H;JMP SAM1000 0000BK5:MOV BL,0C0H;JMP SAM1100 0000BK6:MOV BL,0FFH;JMP SAM1111 1111B