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1、蔑茂笊褂许养七itGuangDongPolytechnicNormalUniversity学生实训设计报告设计题目：步进电动机控制系统设计院另U：机电学院专业：机械设计制造及其自动化班级：姓名：学号:指导教师：教务处制二零一零年七月二日课程名称：微机原理与接口综合设计实训周数：1实训单位：机电学院课程代码：09402707学分：]实训地点：机电学院目录一、设计任务要求2二、方案比较及评论证22.1方案一22.2方案二22.3最终方案2三、系统工作理2四、硬件设计34.1硬件原理框图34.28086CP
2、U构成的最小模式系统44.3外设接口电路部分44.4步进电机模块54.5LED模块和8279键盘控制模块64.6系统编码7五、软件设计75.1主程序流程图85.2延时程序流程图9六、调试与测试106.1硬件泗!1试106.2软件测试106.3最终结果测试11七、芯片资料117.18279可编程芯片：117.28255并行接口芯片12入、课程设计总结14九、附录软件设计序15十、电路总图21H-一、参考文献22指导老师评语23一、设计任务及要求:设计内容：设计控制电路，要求：(1)用8255输出电机激励
3、脉冲。(2)可用电平开关实现转速的控制。(3)编写程序使步进电机正转10圈，反转5圈，再正转10圈，反转5圈。(4)调节延时参数，使步进电机的转速为每秒5转。二、方案比较及评估论证：2.1方案一：以8088CPU为核心，扩展8255A及相应的接口电路•产牛步进电机所需的脉冲系列•该脉冲系列经驱动电路后，直接驱动步进电机.实现速度调节,及方向控制.这个系统的特点就是：可设定三个固定常用的速度，和一个可无极调速的速度，操作简单可靠。2.2方案二:采用电机专用驱动数字芯片L297以及L298组合使用控制步进
4、电机。采用数字电路对单片机对步进电机控制信号进行处理，由于L297以及L298的组合使用，能有效减少单片机I/O接口的使用，并大幅提高单片机的带负载能力，但由于该课程设计可用的I/O充足，如果过多地使用数字芯片，这样必然带来高成本，电路负杂的缺点，因此本方案灵活性不高，效率低，不利于步进电机的性能。同时对各路信号处理也比较困难。2.3最终方案：比较以上两种方案的优缺点，方案一简洁、灵活、可扩展性好，能达到设计要求，因此本设计采用方案一实现。三、系统工作原理：木实验以8088CPU为核心、8279、82
5、53、8259、8251、8255、步进电机等主要的芯片。通过四个开关和一个外接电路的旋钮来控制步进电机的正反转及速度的调节，其中一个开关S1控制步进电机的开启，一个开关S2控制步进电机的正反转，剩下的两个开关S2,S3的前三种组合00,01,10控制三种不能调的预先设定好的三个速度，第四种组合11,通过8255A和ADC0809将由外接电路的旋钮控制的一个连续可调电压信号采样有这个数值的大小来控制延时的长短从而控制步进电机的速度來实现无极调速。四、硬件设计4.1硬件原理框图IN7545354321图
6、一系统的硬件原理框图4.28086CPU构成的最小模式系统图28086最小系统结构示意图根据使用目的的不同，8086/8088系统可以有最小模式和最大模式两种系统配置，两种方式的选择主要取决于硬件，当CPU引脚MM/MX端接高电平+5V时，构成最小系统。4.3外设接口电路部分本部分设计使用了ADC0809采样电路,8255A接口芯片,译码器74LS138等构成.ADCO8O9的数据输出端口接在8255A的A口上。同时ADC0809釆样的启动信号由定时器/计数器8253提供和时钟频率CLOCK由系统应用
7、时钟频率OPCLK提供。B口是分时复用的，有时输出，有时输入.输入是控制信号，输出的是电机驱动信号。其中8253,8255A的地址见系统编码表。输入/输岀接口编码电路名称信号线寄存器编址8253IOY20#计数器40H1#计数器41H2#计数器42H控制寄存器43H8255AI0Y3A口60HB口61HC口62H控制寄存器63H4.4步进电机模块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
8、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。实验电机共有四个相位(A,B,C,D),按转动步骤可分单4ft(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).此模块的主耍功能是通过接收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
