控制步进电机调速系统实验报告

1、 华北科技学院计算机系综合性实验 实 验 报 告 课程名称 微机原理及应用 实验学期 2011 至 2012 学年 第 二 学期 学生所在系部 电子信息工程学院 年级 2009 专业班级 学生姓名 学号 任课教师 实验成绩 计算机系制 华北科技学院计算机系综合性实验报告 微机原理及应用课程综合性实验报告 开课实验室： 计算机接口实验室 年 5月29日 2012 实验题目微机控制步进电机调速系统 一、实验目的1、了解计算机控制步进电机原理 2、掌握步进电机正转反转设置方法 3、掌握步进电机调速工作原理及程序控制原理 二、设备与环境 TPC-2003A 微机。 编译器。Vc+三、实验内容 硬件接线

2、图参考实验指导书。 软件编程在TPC-2003A自带的VC+编译环境下使用。 在通用VC+下编程，需要拷贝相关的库文件。 用汇编语言编写控制程序需注明原理。 四、实验结果及分析 1、实验步骤 1、按如下实验原理图连接线路，利用8255输出脉冲序列，开关K0K6控制步进电机转速，K7控制步进电机转向。8255 CS接288H28FH。PC0PC3接BABD；PA口接逻辑电平开关。 2、编程：当K0K6中某一开关为“1”（向上拨）时步进电机启动。K7向上拨电机正转，向下拨电机反转。 实验原理 页1 第 华北科技学院计算机系综合性实验报告 2.实验结果 按照实验步骤连接实验电路，检查无误后运行程序。

3、可以看到，当开关k0到k6依次为高电平时，电机转速越来越慢，k0闭合时速度最快，k6闭合时速度最慢，当k0到k6的低位有闭合时，步进电机按最低位的转速运行，因为程序中的查询方式是从k0-k6，即在程序的优先级别中k0的级别是最高的而k7的优先级别是最低的。k7控制电机的正转与反转。 3.实验分析 （1）步进电机的工作原理： 步进电机是将电脉冲信号转变为角位移或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，即给电机加一个脉冲信号，电机则转过一个步距角。这一线性关系的存在，加上步进电机只有周期性的误差而无累积误差等特点，使得在速

4、度、位置等控制领域用步进电机来控制变的非常的简单。 步进电机驱动原理是通过对每相线圈中的电流的顺序切换来使电机作步进式旋转。驱动 电路由脉冲信号来控制，所以调节脉冲信号的频率便可改变步进电机的转速。 如图(b)所示：本实验使用的步进电机用直流5V 电压，每相电流为0.16A，电机线圈 由四相组成：即： 1（BA） 2（BB） 3（BC） 4（BD） 驱动方式为二相激磁方式，各线圈通电顺序如下表所示。 图（b） 表中首先向1 线圈2 线圈输入驱动电流，接着23，34，41，又返回到12，按这种顺序切换，电机轴按顺时针方向旋转。 实验可通过不同长度的延时来得到不同频率的步进电机输入脉冲，从而得到多

5、种步进速度。 页2 第 华北科技学院计算机系综合性实验报告 （2）实验流程图如下所示： （3）实验程序： DATA SEGMENT Ioport EQU 0c800h-0280h ;I/O口基地址 P55A EQU ioport+288H ;8255A的A口输出 ;8255A 的C口输入 P55C EQU ioport+28AH P55CTL EQU ioport+28BH ;8255A的控制端口 BUF DB 0 ;一个已定义的字变量BUF，此时BUF=0MES DB K0-K6 ARE SPEED CONTYOL,0AH,0DH DB K6 IS THE LOWEST SPEED ,0AH

6、,0DH DB K0 IS THE HIGHEST SPEED,0AH,0DH DB K7 IS THE DIRECTION CONTROL,0AH,0DH,$ 定义字符MESDATA ENDSCODE SEGMENTASSUME CS:CODE,DS:DATA 明确段与段寄存器的关START: MOV AX,CS 页3 第 华北科技学院计算机系综合性实验报告 MOV DS,AX MOV AX,DATA MOV DS,AX MOV DX,OFFSET MES MOV AH,09 INT 21H ;在屏幕上显示字符串MES的内容 MOV DX,P55CTL MOV AL,8BH OUT DX,A

7、L ;8255 C INPUT, A OUTPUT MOV BUF,33H ；换向 OUT1: MOV AL,BUF MOV DX,P55A OUT DX,AL PUSH DX MOV AH,06H MOV DL,0FFH INT 21H ;判断有无键按下，有键按下则ZF=0，无键按下则ZF=1 POP DX ;保护DX JE IN1 ;ZF=1则跳转到IN1，否则往下执行 MOV AH,4CH INT 21H ;ZF=0则返回DOS系统 IN1: MOV DX,P55C IN AL,DX ;间接寻址，读开关状态， 即从C口读取数值 TEST AL,01H ;判断K0是否按下，按下则ZF=0，

8、否则ZF=1 JNZ K0 ;若ZF=0，则跳转到K0，否则往下执行 TEST AL,02H ;判断K1是否按下，按下则ZF=0，否则ZF=1 JNZ K1 ;若ZF=0，则跳转到K1，否则往下执行 TEST AL,04H ;判断K2是否按下，按下则ZF=0，否则ZF=1 JNZ K2 ;若ZF=0，则跳转到K2，否则往下执行 页4 第 华北科技学院计算机系综合性实验报告 TEST AL,08H ;判断K3是否按下，按下则ZF=0，否则ZF=1 JNZ K3 ;若ZF=0，则跳转到K3，否则往下执行 TEST AL,10H ;判断K4是否按下，按下则ZF=0，否则ZF=1 JNZ K4 ;若Z

9、F=0，则跳转到K4，否则往下执行 TEST AL,20H ;判断K5是否按下，按下则ZF=0，否则ZF=1 JNZ K5 ;若ZF=0，则跳转到K5，否则往下执行 TEST AL,40H ;判断K6是否按下，按下则ZF=0，否则ZF=1 JNZ K6 ;若ZF=0，则跳转到K6，否则往下执行 STOP: MOV DX,P55A MOV Al,0FFH JMP OUT1 K0: MOV Bl,10H ;给BX赋值，即给定K0按下时电机的转速，数值越小，速度越大 SAM: TEST AX,80H ;判断K7是否按下，按下则ZF=0，否则ZF=1 JZ ZX0 ;若ZF=1，则跳转到ZX0，即正转

10、，否则往下执行 JMP NX0 ;无条件跳转到NX0，即反转 K1: MOV BX,18H ;给定K1按下时电机的转速 JMP SAM ;跳转到SAM，判断电机正转还是反转 K2: MOV BX,18H ; 给定K2按下时电机的转速 JMP SAM ;跳转到SAM，判断电机正转还是反转 K3: MOV BX,40H ; 给定K3按下时电机的转速 JMP SAM K4: MOV BX,80H ;给定K4按下时电机的转速 JMP SAM ;跳转到SAM，判断电机正转还是反转 页5 第 华北科技学院计算机系综合性实验报告 K5: MOV BX,0C0H ; 给定K5按下时电机的转速 JMP SAM

11、;跳转到SAM，判断电机正转还是反转 K6: MOV BX,0FFH ; 给定K6按下时电机的转速 JMP SAM ;跳转到SAM，判断电机正转还是反转 ZX0: CALL DELAY ;调用延时程序 MOV AL,BUF ROR AL,1 ;循环右移 MOV BUF,AL JMP OUT1 NX0: CALL DELAY ;调用延时程序 MOV AL,BUF ROL AL,1 ;循环左移 MOV BUF,AL JMP OUT1 DELAY PROC NEAR ;延时子程序 DELAY1: MOV CX,0FFFFH DELAY2: LOOP DELAY2 DEC BX JNZ DELAY1

12、RET ;返回调用处 DELAY ENDP CODE ENDS END START 页6 第 华北科技学院计算机系综合性实验报告 五、实验总结 本次实验在指导书中就已经给出了步进电机的程序源，实验更多的是考察我们对步进电机的原理和功能。开始，我们要利用TPC-2003A集成开发环境中的硬件检测工具检测出我们所用实验箱的I/O基地址，并修改；然后，在利用原有源程序进行实验时，电机的转速不是很明显，这就要求我们去修改赋给BX的数值，以使电机转速明显，而且速度按K0K6逐渐减小。由于步进电动机的运转是由电脉冲信号控制的，步进电动机的角位移量或线位移量与脉冲数成正比，每给一个脉冲，步进电机就转动一个角度（步距角）或前进/倒退一步，所以我们希望清晰的看到电机的此特性。因此我们将原来的程序中的BL改为BX，并且给其赋更大的数值，如K6：MOV BX，1FFFH，此时可以观测到电机的步进，另外，由于延迟时间太小。会导致步进电机的失步现象，因此将延迟时间调节大一点，能是其转起来。 通过本次综合实验，我觉得还是很有收获的，对于实验的目的也基本上可以达到要求。对于本次实验，也是在不断操作，不断学习，从理论上升的实践，这是一种进步，也让我对微