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、jiangsuuniversityofscienceandtechnology《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.2一理论部分1课题要求与内容.2系统方案设计....3"VI"44系统软件设计6二实践部分91系统硬件原理简介2系统硬件调试中出现的M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13三隱14《基于80x86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

2、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。每一个脉冲信号对应步进电机的某一和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(一个步跑角)。当通电状态的改变完成一

3、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，驱动电路屮脉冲来控制，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。实验电机共冇四个相位（A，B，C，D）,按转动步骤可分单4拍（A->B->C->D->A），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口输入倍号来控制步进电机

4、的转动，A，B，C，D分别代表不同的四个相位，分别接入到PCO,PC1，PC2和PC3,实现转动控制。步进电机控制模块如图1所示：阁1步进电机模块木实验屮步进电机工作方式为四相八扪，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，从而控制其导通状态。步进电机的绕组和集电极10K电附并联，来获取工作电压。实现对步进电机的控制，微机应能输出育一定周期的控制脉冲。步骤是:先输出一个高电平，延吋_段吋间后，再输入一个低电平，然后再延吋。改变延吋

5、吋间的长短，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阁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，通过改变延迟吋间改变步进电#L转速。通过四个按键控制8259产生屮断，KK2+接8259的IR0端U，当KK2+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）、V:步进电机状态表

6、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AU作为输出控制段，CU作为输出控制位，A口和C口共同控制数码管LED灯的敁示，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U编码表电路名称信号线寄存器编址8259IOYO偶地址端口IOYO+OOH奇地址端口IOY0+04H8254IOY20#

7、计数器IOY2+OOH*41#计数器IOY2+01HM2#计数器IOY2+02H*4控制寄存器IOY2+03H*48255AIOY1AHIOY1+OOH*4B□IOY1+01H*4cnIOY1+02H*4控制寄存器IOY1+03H*4根据之前的设计，将8255、8253、8259、0832按照系统连接图连接起来，构成一个完整的步进电机控制系统。硬件连接好之后再和软件配合，经过调试看设计是否满足要求。系统硬件连