微机课程设计报告小型步进电机控制系统设计

1、设计题15：小型步进电机控制系统设计（限1-2人）设计要求：（1）、分别用c语言和汇编语言编程完成硬件接口功能设计；（2）、基于80x86微机接口硬件电路设计调试；（3）、控制功能要求：小键盘给定分段速度，数码管显示当前步进电机启动与停止、方向、速度信息；（4）、具有本地与远程（串行方式下）功能。（由于技术有限，该功能没有实现）。 使用硬件：8086 pc，8255芯片，键盘数码管，步进电机驱动电路，步进电机系统设计：键盘采用实验板提供的4*4键盘，使用4个数码管实时显示系统当前状态。键位分配：第三行第一个键up第四行前两个键r/ls/r方向键(r/l)：控制步进电机运行方向，无论电机处于运行

2、或停止状态，每按下一次，电机转动方向反向；暂停键/运行(s/r)：控制电机运行与否。电机转动时按下，电机暂停，当前电机运行参数不变，再次按下时，电机继续按暂停前参数运行；档位键(up)：无论电机处于任何状态，均可设定电机档位。(四档循环)数码管显示信息：左起第一个数码管显示当前电机的运行状态：s(stop）表示当前电机为停止状态；e(enable)表示当前电机为运行状态；p(pause)表示当前电机为暂停状态。第二个数码管未使用，只有小数点点亮。第三个数码管显示电机运行方向：c(clockwise)表示电机运行方向为顺时针；a(anti-clockwise)表示电机运行方向为逆时针。第四个数码

3、管显示电机的档位：1、2、3、4分别表示1、2、3、4档。键盘数码管内部连线如下图： 数码管显示最高位为当前运行状态（s/r） 第二位不使用一直显示“-”第三位显示当前的运行方向（r/l）第四位显示当前你的运行档位数码管和小键盘内部接线图如下：键盘扫描与显示程序设置三个标志位：1.运行状态标志mode：0 = 停止（stop）1 = 运行（run）2.方向标志dir(direction)：0 = 逆时针（right） 1 = 顺时针（left）3.档位标志grd（grade）：1 = 1 档2 = 2档3 = 3档4 = 4档c语言程序中：char a=0x6d,0x76, 0x76,0x0e

4、,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x80;char b=0x00,0x09,0x04,0x05;int dir=1;int mode=0;int grd=1;数组a中存放数码管的编码，一次为：“s”、“r”、“r”、“l”、“1”、“2”、“3”、“4”、“.”数组b中分别存放四个数码管应显示的编码在数组a中对应的位置，例如：b的初值为：0，9，4，5，则数码管会对应显示：“ s -l 1 ”。汇编程序中：data segmentdtable1 db 6dh,79h,73h,77h,39h,06h,5bh,4fh,66h,80hdata endsmov si,3000hmov si,

5、00hmov si+2,09hmov si+4,04hmov si+6,05hdtable1中存放数码管的编码。sisi+2si+4si+6 中分别存放四个数码管应显示的编码在dtable1中对应的位置。与c程序中不同，汇编程序中取消了dir、mode、grd三个独立的变量，而是直接用sisi+4si+6来代表，即：si=0时，表示停止状态；si=1时，表示运行状态；si+4=3时，表示方向为逆时针；si+4=4时，表示方向为顺时针；si+6=5时，表示档位为1档；si+6=6时，表示档位为2档；si+6=7时，表示档位为3档；si+6=8时，表示档位为4档。键盘扫描与显示程序流程图：c语言程

6、序中：void action(void) if(n=0) if(dir=1) dir=0; else dir=1; if(n=1) if(mode=1) mode=2; else mode=1; if(n=2) dir=1; mode=0; grd=1; if(n=4) grd=1; if(n=5) grd=2; if(n=6) grd=3; if(n=7) grd=4;void putbuf(void) b0=mode; b2=dir+3; b3=grd+4; dis(); clear(); ccscan(); while (cc) dis(); clear(); ccscan(); 汇编程

7、序中：putbuf proc near ;保存键值子程序 mov si,3000h cmp al,00hjnz modedir:cmp si+4,03hjz dir1 mov si+4,03h jmp lastdir1:mov si+4,04h jmp lastmode:cmp al,01hjnz stopcmp si,01hjz mode1mov si,01hjmp lastmode1:mov si,02hjmp laststop:cmp al,02hjnz grd1mov si,00hmov si+4,04hmov si+6,05hgrd1:cmp al,04h jz speedupspe

8、edup: push ax mov al,si+6 cmp al,08h jz back inc aljmp gobackback: mov si+6,05hlast:pop axcall discall clearcall ccscangoback: retputbuf endp最后，应注意读取键盘时要有一定的延时，来跳过键盘在刚按下时产生的抖动。void keyscan() dis(); clear(); ccscan(); if (cc) dis(); delay0(0x100); delay0(0x100); clear(); ccscan(); if (cc) getkey(); p

9、utbuf(); key();电路接线图如下：则各端口地址如下：my8255_a equ ioy0+00h*4 ;8255的a口地址，输出，键盘列选my8255_b equ ioy0+01h*4 ;8255的b口地址，输出，数码管编码my8255_c equ ioy0+02h*4 ;8255的c口地址，低四位输入，读键盘行号；高四位输出，控制步进电机my8255_mode equ ioy0+03h*4 ;8255的控制寄存器地址步进电机的控制：步进电机的励磁顺序如下表：步进电机控制端口输出值：c语言程序中：char c = 0x10,0x30,0x20,0x60,0x40,0xc0,0x80,

10、0x90;步进电机控制端口输出值存放在数组c中。void main() int i=0; int j; outp(my8255_mode, 0x81); while(1) while(i=0) if(dir=1) i+;if(dir=0) i-; if(i7) i=0; if(i0;j-) delay1(0x10); keyscan(); if(grd=1) for(j=5000;j0;j-)delay1(0x10);keyscan();判断档位，进行相应的延时，注意延时的时候也应每隔一定时间调用keyscan()键盘扫描及显示程序，已保证及时响应键盘输入，和刷新数码管，使数码管常亮。汇编程序

11、中：data segmentdtable3 db 10h,30h,20h,60h,40h,0c0h,80h,90hdata ends步进电机控制端口输出值存放在dtable3中kaishi:mov si,3000h cmp si+8，8ja zhi1cmp si+8,1jb zhi8jmp jixuzhi1:mov si+8,01hjmp jixuzhi8:mov si+8,08hjixu:call keyscansfrun:mov si,3000h cmp si,01hjnz jixucmp si+4,04hjnz zijianinc si+8jmp runkaishi1: jmp kais

12、hizijian:dec si+8run:mov al,si+8mov bx,offset dtable3 and ax,00ffh add bx,axdec bx mov al,bx mov dx,my8255_c out dx,aldang1:cmp si+6,05hjnz dang2 push cxmov cx,10hda1:call dally1call dally1call dally1call dally1jmp kaishidang4:cmp si+6,08hjnz kaishi1da4:call dally1jmp kaishidally1 proc near ;软件延时子程序

13、 push cx push ax mov cx,00afhd11: mov ax,5000hd22: dec ax jnz d22 push cx push ax call keyscan pop ax pop cx loop d11 pop ax pop cx retdally1 endp思路同c语言程序，不同的是，汇编程序中用si+8来计数，以及在dally1子程序中调直接用keyscan键盘扫描子程序。应注意调用子程序前要将cx与ax寄存器的内容入栈进行保护。附录1：c语言程序清单#include #include #include #include #include #include

14、void dis(void);void key(void);void clear(void);void ccscan(void);void action(void);void putbuf(void);void getkey(void);void delay0(int time);void keyscan(void);void delay1(int time);#define ioy0 0x0c400#define my8255_a ioy0+0x00*4#define my8255_b ioy0+0x01*4#define my8255_c ioy0+0x02*4#define my8255

15、_mode ioy0+0x03*4char a=0x6d,0x79,0x73,0x77,0x39,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x80;char b=0x00,0x09,0x04,0x05;char c = 0x10,0x30,0x20,0x60,0x40,0xc0,0x80,0x90;int dir=1;int mode=0;int grd=1;int cc;int n;void main() int i=0; int j; outp(my8255_mode, 0x81); while(1) while(i=0) while(1) keyscan(); if(mode=1) br

16、eak; key(); if(dir=1) i+; if(dir=0) i-; outp(my8255_c, ci); if(grd=4) for(j=500;j0;j-) delay1(0x10); keyscan(); if(grd=3) for(j=1000;j0;j-) delay1(0x10); keyscan(); if(grd=2) for(j=3000;j0;j-) delay1(0x10); keyscan(); if(grd=1) for(j=5000;j0;j-) delay1(0x10); keyscan(); key(); if(i7) i=0; if(i0) i=7

17、; void delay1(int time) int i; int j; for(i=0;i=time;i+) for(j=0;j=0x700;j+) return;void keyscan() dis(); clear(); ccscan(); if (cc) dis(); delay0(0x100); delay0(0x100); clear(); ccscan(); if (cc) getkey(); putbuf(); key();void getkey(void) int i; int j = 0xfe; for(i=0;i=3;i+) outp(my8255_a, j); if

18、( !( (inp(my8255_c) & 0x01) ) n = i + 0; action(); return; if ( !( (inp(my8255_c) & 0x02) ) n = i + 4; action(); return; if ( !( (inp(my8255_c) & 0x04) ) n = i + 8; action(); return; if ( !( (inp(my8255_c) & 0x08) ) n = i + 12; action(); return; j =0;i-) outp(my8255_a, j); outp(my8255_b, abi); delay

19、0(0x100); j = 1; j |= 0x80; void clear(void) outp(my8255_b, 0x00);void action(void) if(n=0) if(dir=1) dir=0; else dir=1; if(n=1) if(mode=1) mode=2; else mode=1; if(n=2) dir=1; mode=0; grd=1; if(n=4) grd=1; if(n=5) grd=2; if(n=6) grd=3; if(n=7) grd=4;void putbuf(void) b0=mode; b2=dir+3; b3=grd+4; dis

20、(); clear(); ccscan(); while (cc) dis(); clear(); ccscan(); void key(void) if (bioskey(1) != 0) exit(0); void delay0(int time) int i; int j; for(i=0;i=time;i+) for(j=0;j=0x100;j+) return;附录2：汇编程序清单ioy0 equ 0e400h ;片选ioy0对应的端口始地址my8255_a equ ioy0+00h*4 ;8255的a口地址my8255_b equ ioy0+01h*4 ;8255的b口地址my82

21、55_c equ ioy0+02h*4 ;8255的c口地址my8255_mode equ ioy0+03h*4 ;8255的控制寄存器地址stack1 segment stack dw 256 dup(?)stack1 endsdata segmentdtable1 db 6dh,79h,73h,77h,39h,06h,5bh,4fh,66h,80hdtable3 db 10h,30h,20h,60h,40h,0c0h,80h,90hdata ends code segment assume cs:code,ds:datastart: mov ax,datamov ds,axmov si,3

22、000hmov si,00hmov si+2,09hmov si+4,04hmov si+6,05hmov si+8,01hmov dx,my8255_mode ;初始化8255工作方式 mov al,81h ;方式0，a口、b口输出，c口低4位输入 out dx,alkaishi:mov si,3000h mov dh,si+8cmp dh,8ja zhi1cmp dh,1jb zhi8jmp jixuzhi1:mov si+8,01hjmp jixuzhi8:mov si+8,08hjixu:call keyscanmov ah,1 ;判断是否有按键按下int 16hjz sfrun ;无

23、按键则跳回继续循环，有则退出quit: mov ax,4c00h ;结束程序退出int 21hsfrun:mov si,3000h mov dh,sicmp dh,01hjnz jixumov dh,si+4cmp dh,04hjnz zijianinc si+8jmp runkaishi1: jmp kaishizijian:dec si+8run:mov al,si+8mov bx,offset dtable3 and ax,00ffh add bx,axdec bx mov al,bx mov dx,my8255_c out dx,aldang1:mov dh,si+6cmp dh,05

24、hjnz dang2 push cxmov cx,10hda1:call dally1call dally1call dally1call dally1call keyscanjmp kaishidang2:cmp dh,06hjnz dang3da2:call dally1call dally1call dally1jmp kaishidang3:cmp dh,07hjnz dang4da3:call dally1call dally1jmp kaishidang4:cmp dh,08hjnz kaishi1da4:call dally1call keyscanjmp kaishidally

25、1 proc near ;软件延时子程序 push cx push ax mov cx,00afhd11:mov ax,5000hd22:dec ax jnz d22push cx push ax call keyscan pop ax pop cxloop d11 pop ax pop cx retdally1 endpkeyscan proc near begin:call dis ;显示刷新 call clear ;清屏call ccscan ;扫描按键jnz getkey1 ;有键按下则跳置getkey1 jmp goback1getkey1:call dis ;显示刷新 call d

26、ally call dally call clear ;清屏call ccscan ;再次扫描按键jnz getkey2 ;有键按下则跳置getkey2jmp begin ;否则跳回开始继续循环getkey2:mov ch,0fehmov cl,00h ;设置当前检测的是第几列colum: mov al,ch ;选取一列，将x1x4中一个置0 mov dx,my8255_a out dx,al mov dx,my8255_c ;读y1y4，用于判断是哪一行按键闭合 in al,dxl1: test al,01h ;是否为第1行 jnz l2 ;不是则继续判断 mov al,00h ;设置第1行

27、第1列的对应的键值jmp kcodebegin1:jmp beginl2: test al,02h ;是否为第2行 jnz l3 ;不是则继续判断 mov al,04h ;设置第2行第1列的对应的键值 jmp kcodel3: test al,04h ;是否为第3行 jnz l4 ;不是则继续判断 mov al,08h ;设置第3行第1列的对应的键值jmp kcodel4: test al,08h ;是否为第4行 jnz next ;不是则继续判断 mov al,0ch ;设置第4行第1列的对应的键值kcode: add al,cl ;将第1列的值加上当前列数，确定按键值call putbuf

28、 ;保存按键值push axkon: call dis ;显示刷新call clear ;清屏call ccscan ;扫描按键，判断按键是否弹起jnz kon ;未弹起则继续循环等待弹起pop axnext: inc cl ;当前检测的列数递增 mov al,chtest al,08h ;检测是否扫描到第4列jz begin1 rol al,1 ;没检测到第4列则准备检测下一列mov ch,aljmp columgoback1:retkeyscan endpccscan proc near ;扫描是否有按键闭合子程序 mov al,00h mov dx,my8255_a ;将4列全选通，x1

29、x4置0out dx,al mov dx,my8255_c in al,dx ;读y1y4not al and al,0fh ;取出y1y4的反值retccscan endpclear proc near ;清除数码管显示子程序 mov dx,my8255_b ;段位置0即可清除数码管显示 mov al,00h out dx,alretclear endpdis proc near ;显示键值子程序 push ax push si mov si,3006h mov dl,0f7hmov al,dlagain: push dx mov dx,my8255_a out dx,al ;设置x1x4，

30、选通一个数码管 mov al,si ;取出缓冲区中存放键值 mov bx,offset dtable1and ax,00ffhadd bx,ax mov al,bx mov dx,my8255_b out dx,al ;写入数码管adpcall dallydec sidec si ;取下一个键值 pop dx mov al,dltest al,01h ;判断是否显示完？ jz out1 ;显示完，返回ror al,1 mov dl,aljmp again ;未显示完，跳回继续out1: pop sipop ax retdis endpputbuf proc near ;保存键值子程序 mov si,3000h cmp al,00hjnz modedir:cmp si+4,03hjz dir1 mov si+4,03h jmp lastdir1:m