微机原理课程设计---基于80x86的步进电机控制系统

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1、江苏科技大学（张家港）《微机原理与接口技术》课程设计《微机原理与接口技术》课程设计姓名：唐亚男学号：0945533102班级：09电气1班专业：电气工程及其自动化学院：电气与信息工程学院江苏科技大学张家港校区2012年9月27江苏科技大学（张家港）《微机原理与接口技术》课程设计目录一理论部分21课题要求与内容22系统方案设计23系统硬件的设计44系统软件设计6二实践部分91系统硬件原理简介92系统硬件调试中出现的问题及解决措施113系统软件123.1软件设计123.2软件调试中出现的问题及解决措施13三附录1427江苏科技大学（张家港）《微机原理与接口技术》课程设计《基于80x8

2、6的步进电机控制系统》一理论部分1课题要求与内容（1）使用8255A控制步进电机的运转。（2）使用数码管LED显示速度的大小。（3）使用8253定时器调节速度的大小。（4）使用4个独立按键控制步进电机，即“正转”、“反转”、“停止”、“调速”。（5）使用8259A产生中断控制按键。（6）使用DAC0832速度的波形。拓展功能：（1）按键部分可以加“加速”、“减速”等功能；（2）考虑可以加蜂鸣器来区分“正转”和“反转”；（3）其他可以有自己特色的功能均可。2系统方案设计利用8255对四相步进电机进行控制。当对步进电机施加一系列连续不断的控制脉冲时，它可以连续不断地转动。每一个脉冲信

3、号对应步进电机的某一相或两相绕组的通电状态改变一次，也就对应转子转过一定的角度（一个步距角）。当通电状态的改变完成一个循环时，转子转过一个齿距。步进电机的驱动原理是通过它每相线圈的电流的顺序切换来使电机作步进式旋转，驱动电路由脉冲来控制，所以调节脉冲的频率便可改变步进电机的转速，微控制器最适合控制步进电机。另外，由于电机的转动惯量的存在，其转动速度还受驱动功率的影响，当脉冲的频率大于某一值（本实验为f.>100hz）时，电机便不再转动。27江苏科技大学（张家港）《微机原理与接口技术》课程设计实验电机共有四个相位（A,B,C,D），按转动步骤可分单4拍（A->B->C->D->A）

4、,双4拍（AB->BC->CD->DA->AB）和单双8拍（A->AB->B->BC->C->CD->D->DA->A）.此模块的主要功能是通过接收8255的C口输入信号来控制步进电机的转动，A,B,C,D分别代表不同的四个相位，分别接入到PC0,PC1,PC2和PC3,实现转动控制。步进电机控制模块如图1所示：图1步进电机模块本实验中步进电机工作方式为四相八拍，其相序表如表1所示：表1四相八拍步进电机相序表12345678Vcc++++++++A---B---C---D---驱动电路由工作在饱和区的NPN三极管9014构成，8255的输出端控制9014的基极电压，从而控制其导通

5、状态。步进电机的绕组和集电极10K电阻并联，来获取工作电压。实现对步进电机的控制,微机应能输出有一定周期的控制脉冲。27江苏科技大学（张家港）《微机原理与接口技术》课程设计步骤是:先输出一个高电平,延时一段时间后,再输入一个低电平,然后再延时。改变延时时间的长短,即可改变脉冲的周期,脉冲的周期由步进电机的工作频率确定。用软件形成环形脉冲的程序流程图。如图2所示：图2环形脉冲的程序流程图3系统硬件设计由8254作为频率发生器，输出给8259的IR4，产生延迟给8088系统，通过改变延迟时间改变步进电机转速。通过四个按键控制8259产生中断，KK2+接8259的IR0端口，当KK2+

6、键按下，步进电机正转；KK1+接8259的IR1端口，当KK1+键按下，步进电机反转；K14接8259的IR2端口，每按一次则减速一次；K15接8259的IR3端口，每按一次则加速一次。其中，各开关对应步进电机状态如表2所示。表2各开关对应步进电机状态表开关状态步进电机状态K15K14KK1+KK2+0001正转0010反转0101正转加速0110反转加速1001正转减速1010反转减速27江苏科技大学（张家港）《微机原理与接口技术》课程设计8254选择工作于方式2，即频率发生器，用于步进电机的调速。8255的A口作为输出控制段，C口作为输出控制位，A口和C口共同控制数码管LED

7、灯的显示，显示方式为动态显示。数码管LED灯前3位有效。8255的B口低4位工作于输出方式，接步进电机的驱动电路，控制步进电机的转动。其中8259，8254，8255A的地址如表3所示。表3输入/输出接口编码表电路名称信号线寄存器编址8259IOY0偶地址端口IOY0+00H奇地址端口IOY0+04H8254IOY20#计数器IOY2+00H*41#计数器IOY2+01H*42#计数器IOY2+02H*4控制寄存器IOY2+03H*48255AIOY1A口IOY1+00H*4B口