实验计算机原理实验综合设计选题.doc

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1、5.2.1步进电机控制系统设计一、设计要求：利用实验台上的开关（K7-K0），实现步进电机的转速、转向控制。具体要求如下：1.利用D8255A的PA0-PA3做输出，输出步进电机的相序、驱动步进电机工作（使用四个LED监视步进电机的相序信号），相序之间的时间决定着步进电机的转速，而间隔时间由延时程序中的CX寄存器的初值决定（参见实验教材3.1.3章节）。2.利用D8255A的PB7-PB0做输入，与K7-K0连接。其中K7做步进电机的转向控制，其余位做步进电机的转速控制。程序运行时通过K7-K0对步进电机实施动态控制；3.利用

2、8253做秒脉冲发生器，产生约2秒的周期性方波信号。其中CNT0做分频器：将1MHZ信号分频为100HZ；CNT1做秒脉冲输出（0.5HZ）；4.利用386模块的主8259的MIR5做中断请求输入，将CNT1的OUT1秒信号方波作为中断请求信号，引发中断服务ISR;5.在中断服务程序中实现对步进电机的转速、转向实时控制。方法如下：在ISR中，对D8255A的PB口进行一次输入操作，并根据输入的数据：1)对D7（与K7对应）位的数据为步进电机的转向控制；2)对D6-D0（与K6-K0对应）位的数据为步进电机的转速控制。【提示】在

3、程序中建立一个“转向标志”，初始化时=1，并在后续中的中根据输入的K7来修改。回到主程序后，主程序根据该标志决定电机的旋转方向。二、设计步骤与方法1.首先参照实验教材第三章3.1.3的相关内容，将步进电机运转起来。在原有的参考程序中使用的是“输出立即数”方式来输出步进电机的相序，建议进行修改，以方便电机的转向控制。可采用下列方法之一：（1）使用“寄存器间接寻址”的方式输出相序信号：将步进电机的相序数据定义在数据段当中，使用SI或DI查表（间接寻址）获取相序数据。其中查表顺序决定着电机转动方向；（2）将初始相序存放在一个寄存器中

4、（原始相序数据位66H），然后利用对该寄存器“移位”的方式产生下一个相序。其中对寄存器中的数据移位方向决定着电机旋转地方向。注意此方法仅适用于“双---四拍”的相序信号。2.对8253进行编程，使OUT1输出2秒周期的脉冲方波信号。为了便于调试，建议使用逻辑笔监测OUT1的输出；3.编制与中断相关的程序。包括中断屏蔽字的设定、中断向量表的创建以及开中断的操作（参见教材3.3.3章节）。上述这些操作都应当加到程序的初始化中；4.编写中断服务程序ISR。在ISR中读取D8255A的PB口数据，然后进行数据分析、根据数据来调整CX寄

5、存器中的数据，因而改变步进电机的转速和转向。8253OUT1CLK1GATE1/CSOUT0CLK0GATE01MHZ脉冲K7输入K6输入……K0输入Vcc210H图1.1实验参考逻辑电路MIR58255APA3PA2PA1PA0D7··D0A1A0/CSPB7PB6....PB0LED3LED2LED1LED0200H步进电机5～12VBJ_IN4BJ_IN3BJ_IN2BJ_IN1系统总线K7………K00.5HZ方波从8255的B口输入数据中断结束命令PB7=1？N修改方向标志Flag=1Y根据D6-D0设定CX值ISRD

6、8255A的初始化PA、PB输出8253初始化CNT0方式3、初值CNT1方式2、初值主片8259初始化设置屏蔽字创建35H的中断向量表开中断开始（a）主程序流程图IRET修改方向标志Flag=0Flag=1？顺时驱动（等待中断）逆时驱动（等待中断）（b）中断服务程序流程图图1.2程序的参考流程图建立方向标志Flag=1YN【加分题】可以考虑：如何使用一个电位器（替代开关）实现对电机转速的控制。5.2.2基于“准PWM技术”的直流电机调速系统设计一、设计要求：利用实验台上的开关（K7-K0），实现3V直流电机的转速控制。利用8

7、253产生“准PWM”（占空比50%～0%）波形，不同的占空比影响着直流电机的转速。通过秒中断服务程序读取K7-0的数据、修改PWM的占空比，实现直流电机的转速控制。具体要求：1.以8253为核心，通过8253的OUT1输出方式2的方波经反相器后控制电机；a)设置8253的CNT0为方式三，将输入的1MHZ信号进行5000分频，在OUT0上得到200HZ对称方波，送CLK1使用；b)设置8253的CNT1为方式二，利用8253的CNT1的OUT1输出的不对称方波（参见图2.1），经一个反相器输出后，与直流电机连接、控制电机的转

8、速；2.利用D8255A的PA7-PA0做输入，与K7-K0连接。利用开关数据控制电机的转速。根据PA的数据设置CNT1的初值在10~2之间变化（共9档速度）、实现电机转速的控制；3.利用8253的CNT2做秒脉冲发生器（CLK2与OUT0连接以获取200HZ脉冲），在OUT