步进电机正反转

成绩 课程设计报告题 目 步进电动机正反转课程设计课 程 名 称 微机原理及应用 院 部 名 称 机电工程学院 专 业 电气工程及其自动化 班 级 10电气（1）班 学 生 姓 名 邢文韬 学 号 1004103019 课程设计地点 工科楼 C304 课程设计学时 20 指 导 教 师 李国利 金陵科技学院教务处制摘要：本次课程设计是对于步进电机的设计、仿真以及调试。步进电机是一种将电脉冲转变为角位移的执行机构，通俗一点讲：当步进驱动器接收到一个脉冲信号，它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度。可通过控制脉冲数来控制角位移量，从而达到准确的定位目的，也可通过控制脉冲的频率来控制电机的转速和加速度；从而达到调速的目的。本次设计中，要求使用8086CPU作为主控制器，通过与外部接口芯片的配合工作，以实现控制步进电机的启动、停止、正转、反转等功能。设计要求为，通过编写正确的汇编程序，并使用仿真软件PROTEUS进行该控制系统的仿真。关键字： 步进电机 正反转控制 8086CPU 目 录一 、概述3二、总体设计方案及说明3三 、系统硬件电路设计41.8086的工作原理42.8086的引脚介绍43.74LS273功能介绍54.74LS154功能表65.74LS244功能介绍76. 输入模块工作原理 87. 输出模块工作原理 88. 步进电动机工作原理简介 9四 、系统软件部分设计 10 1.系统软件流程图 10 2.系统源程序 10五 、课程设计心得体会 12六 、参考文献 12附录：原理图 131、 概述 1.设计目的：用汇编语言设计一个步进电机的控制，在Proteus仿真环境下完成，功能上实现步进电机的基本功能。 2.设计要求：编制完整的程序并在Proteus仿真环境下进行调试，并能控制步进电机的启动和停止，正传和反转。撰写符合学校要求的课程设计报告，并通过老师准备的现场答辩，简述其运行流程。 3.设计认识：本次设计使我对步进电机有了更深入的了解。步进电机是将电脉冲信号转变为角位移或者线位移的开环控制元件。在非超载的情况下，电机的转速、停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数，而不受负载变化的影响。二、总体设计方案与说明据步进电机的励磁顺序列写控制步进电机顺序转动的输出的数据表 初始化8255的工作方式 设定需要步进电机转过的步数 顺序依次逐个延时（调用延时函数1:延时较长，实现慢转）输出表中数据 设定需要步进电机快速转过的步数 顺序依次逐个延时（调用延时函数2：延时较短，实现快转）输出表中数据 设定需要反向转过的步数 逆序依次逐个延时（调用延时函数1，慢速）输出表中数据 设定需要步进电机快速反向转过的步数 逆序依次逐个延时（调用延时函数2，快速）输出表中数据。以此循环，则可实现让步进电机先低速正转到高速正转，再从高速正转到低速反转，再高速反转，周而复始。地址 锁存器总线 驱动器数据 锁存器地址 译码电机驱动电路显示 电路正反转按键模块Intel 8086 CPU步进 电机数据/地址总线数据输入地址输出数据输出片选信号1片选信号2三、系统硬件部分设计1.8086的工作原理3.1 8086最小模式模块图1.最小模式：只有一个8086，控制信号全由8086/8088产生。M不太大 , I/O较少时使用 。 引脚MN/ MX接电源即可。最小模式配置，硬件包括： 3片74LS273，用来作为地址锁存器；1片74LS154，用来作为译码器；当系统中所连的存储器和外设较多时，需要增加数据总线的驱动能力，这时，要用两片8286/8287作为总线收发器。2.8086引脚介绍（1）、AD15AD0（address data bus）地址/数据复用引脚（双向工作） 分时复用的地址/数据线。（2）、A19/S6A16/S3（Address/Status）输出，是分时复用的地址/状态线。用作地址线时，A19A16与A15A0一起构成访问存储器的20位物理地址。（3）、BHE/ S7 （Bus High Enabale/Status）总线高字节有效信号。三态输出，低电平有效，用来表示当前高8 位数据线上的数据有效。（4）、NMI（Non Maskable Interrupt Request）不可屏蔽中断请求信号。由外部输入，上升沿触发，不受中断允许标志的限制。（5）、INTR（Interrupt Request）可屏蔽中断请求信号。由外部输入，电平触发，高电平有效。（6）、RD（Read）读信号。三态输出，低电平有效，表示当前CPU正在读存储器或IO端口。(7)、CLK（Clock）主时钟引脚（输入）。由8284时钟发生器输入。8286CPU可使用的最高时钟频率随芯片型号不同而异，8086为5MHz，8086-1为10MHz，8086-2 为8MHz。(8)、RESET（reset）复位信号。由外部输入，高电平有效。(9)、READY（ready）准备就绪信号。由外部输入，高电平有效，表示CPU 访问的存储器或IO端口已准备好传送数据。(10)、TEST 测试信号。由外部输入，低电平有效。CPU 执行WAIT 指令时，每隔5 个时钟周期对TEST 进行一次测试，若测试TEST 无效，则CPU 处于踏步等待状态，直到TEST有效，CPU才继续执行下一条指令。(11)、MN/MX 工作模式选择信号。由外部输入，MN/MX 为高电平时，CPU 工作在最小模式；MN/MX为低电平时，CPU工作在最大模式。(12)、GND/VCC电源地和电源。8086CPU只需要单一的+5V电源，由VCC引脚输入。(13)、INTA 中断响应信号。向外部输出，低电平有效。在中断响应周期，该信号表示CPU响应外部发来的INTR信号，用作读中断类型码的选通信号。(14)、ALE 地址锁存允许信号。向外部输出，高电平有效。在最小模式系统中用作地址锁存器的片选信号。(15)、DEN数据允许信号，三态输出，低电平有效。(16)、DT/R 数据发送/接收控制信号(17)、M/IO 存储器/IO 端口访问信号。(18)、WR写信号。三态输出，低电平有效，表示当前CPU正在写存储器或IO端口。(19)、HOLD总线请求信号。由外部输入、高电平有效。表示有其他共享总线的处理器/控制器向CPU请求使用总线。(20)、HLDA 总线请求响应信号。向外部输出，高电平有效。CPU 一旦测试到有HOLD 请求，就在当前总线周期结束后，使HLDA有效，表示响应这一总线请求，并立即让出总线使用权。在不要求使用总线的情况下，CPU中指令执行部件可继续工作。HOLD变为无效后，CPU也将HLDA置成无效，并收回对总线的使用权，继续操作。3.74LS273功能介绍74LS273引脚图74LS273是一种带清除功能的8D触发器， 1D8D为数据输入端，1Q8Q为数据输出端，正脉冲触发，低电平清除，常用作数据锁存器,地址锁存器。D0D7：出入；Q0Q7：输出第一脚WR：主清除端，低电平触发，即当为低电平时，芯片被清除，输出全为0（低电平）；CP（CLK）：触发端，上升沿触发，即当CP从低到高电平时，D0D7的数据通过芯片，为0时将数据锁存，D0D7的数据不变。4.74LS154的功能表5.74LS244功能介绍74LS244真值表：L =低逻辑电平H =高逻辑电平X =高或低的逻辑电平 =高阻抗74LS244引脚图及引脚功能：1A11A4,2A12A4 输入端/1G, /2G 三态允许端(低电平有效)1Y11Y4,2Y12Y4 输出端图1 74244逻辑引脚功能图6.输入模块工作原理输入模块原理图假设正转时，按下SW1，A0电位被拉电，A0A1A2A3相应为0111，从而信号到输入输出模块，相应的1C2C3C4C对应0111，则电动机的BCD端的电平为高电平，电动机正转运行，同理，反转也是如此。7.输出模块工作原理图输出模块原理图程序扫描端口，判断有无按钮按下，然后将端口的数据传入到8086中，经过控制与处理，使输出模块的输入做出相应的变化，从而步进电动机做出相应反应。 8.步进电动机工作原理简介步进电动机原理图ULN2003是一个7路反向器电路，即当输入端为高电平时ULN2003输出端为低电平，当输入端为低电平时ULN2003输出端为高电平，继电器得电吸合。功能特点：高电压输出50V 输出钳位二极管 输入兼容各种类型的逻辑电路 应用继电器驱动器 四系统软件部分1.系统软件流程图：2.系统源程序.MODEL SMALL.8086.STACK.CODE.STARTUP MOV DX,0200H MOV AL,0B3H OUT DX,ALAGAIN: MOV DX,0400H IN AL,DXTEST AL,01H JZ CLOCKWISETEST AL,02HJZ UNCLOCKWISEJMP AGAINCLOCKWISE: MOV SI,0LOP0: MOV DX,0200H MOV AL,FFWSIOUT DX,ALCALL DELAYMOV DX,0400HIN AL,DXTEST AL,02HJZ UNCLOCKWISETEST AL,04HJZ STOPINC SICMP SI,8JB LOP0JMP CLOCKWISEUNCLOCKWISE:MOV SI,0LOP1: MOV DX,0200HMOV AL,REVSIOUT DX,ALCALL DELAYMOV DX,0400HIN AL,DXTEST AL,01HJZ CLOCKWISETEST AL,04HJZ STOPINC SICMP SI,8JB LOP1JMP UNCLOCKWISESTOP: MOV DX,0200H MOV AL,0B3H OUT DX,ALJMP AGAINDELAY PROC NEARPUSH BXPUSH CXMOV BX,25DEL1: MOV CX,295DEL2: LOOP DEL2DEC BXJNZ DEL1POP CXPOP BXRETDELAY ENDP.DATAFFW DB 069H,068H,06CH,064H,066H,062H,063H,061HREV DB 051H,053H,052H,056H,054H,05CH,058H,059HEND5 课程设计心得体会经过这周的课程设计,做关于步进电机正反转控制的设计，自己认真查阅资料,学习关于这方面的知识,比如说要了解8086芯片中各个引脚的功能,步进电机到底是怎样工作的，其工作原理是什么。在理论学习的基础上,又下了一次苦工夫,算是明白了设计一个系统的过程;也让我体会到要想成功地设计某个东西,光学好专业知识是不够的,必须要系统的知识,无论在哪方面都要有个明白的概念,只有这样才不至于在设计过程中摸不着头脑,也要知道哪些是需要查找的资料，这样做起设计来才会节省更多的时间。而且在设计中，把死板的课本知识变得生动有趣，激发了学习的积极性。把学过的计算机编译原理的知识强化，能够把课堂上学的知识