微机原理与接口技术课程设计报告

1、摘要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。步进电机控制系统以8088作为控制的核心元件，利用8255的A口控制步进电机，C口连接K0-K7,以选取不同档的移动速度,同时获取控制转动方向（即正转和反转）.本课程设计报告通过步进电机的基本介绍、系统的软硬件设计（包括最小系统介绍、接口电路设计、延时程序设计、步进电机的驱动程序设计等几个主要模块）、完整的汇编语言程序等，我们完成了对步进电机系统的设计，并完成了相应的任务，如正转、反转、正向加速

2、、反向加速等，使我们进一步掌握了汇编语言，也使我们能很好的把书本上的知识与实践相结合，大大提高了我们的动手能力关键字：步进电机；8086CPU；8255可编程I/O接口芯片；汇编语言13目录摘要11.1 步进电机转动控制的设计要求与设计方案1.2 步进电机转动控制的要求与功能31.3 总体设计方案3一、步进电机转动控制设计的硬件设计二、2.1步进电机转动控制的硬件框图42.2 步进电机驱动原理4三、步进电机转动控制软件设计3.1主程序流程图63.2 8255初始化7四、步进电机硬/软件的调试4.1硬件调试84.2 软件调试84.3 调试过程8五、设计总结9附录一10一、步进电机控制的设计要求与

3、设计方案11步进电机转动控制的要求与功能使用汇编语言外加K0-K7等一系列的开关实现对步行电机转速与方向的控制（实现两个以上功能）1. 启动与停止控制：用户拨动某一指定键后可以实现电机的启动与停止的控制2. 方向的控制：用户将某一指定键拨向上可以实现电机的正转，拨向下实现电机的反转3. 速度的控制：用户将另一指定键拨向上可以实现电机的加速转动，拨向下实现电机的减速转动4. 综合控制：用户一起拨动上述的按键后可以实现电机的加速正转，减速反转等操作；12总体设计方案选用TN8886实验箱与微机，通过在实验箱构造硬件电路，主要是利用8255A芯片单元模块、步进电机单元模块。通过微机编程与下载到实验箱

4、上。实现软硬结合控制步进电机的转动二、步进电机转动控制设计的硬件设计2.1 步进电机转动控制的硬件框图1、按图2-1连接线路，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。2、PAOPA3接电机的驱动端；PC0PC7接K0K7。3、编写程序实现步进电机的顺时针旋转控制。当KOK6中任一开关为“1”向上拨时步进电机启动，全部为“0”时步进电机停止，其中K0为“1”时速度最慢，K6为“1”时速度最快。K7为“1”(向上拨)时步进电机顺时针转动，为“0”(向下拨)时逆时针转动。ifiecT图2.1詈理：篇斗器Mn总等霧曰£器£72.2步进电机驱动原理

5、步进电机驱动原理：如图2-2-1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。线圈的通电顺序决定了步进电机的旋转方向(顺时针或逆时针)。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2-2-1所示：本实验使用的步进电机用直流+5V电压，每相电流0.16A电机线圈由四相组成：即：©1(BA)©2(BB)©3(BC)©4(BD宦子转8N呂N8图2-2-1驱动方式为二相激磁方式，各线圈通电顺序如下表各线圜通电顺序表表2-2-2反时针方向叵忘正时针万冋矽表2-2-2中首先向1和2线圈输入驱动电流，接着依次向2和3，3和4

6、，4和1输入驱动电流，最后再返回到1和2，按这种顺序切换可使步进电机实现顺时针方向旋转。实验中可通过不同的时间延时来得到不同频率的步进电机输入脉冲，从而得到各种不同的电机转速。三、步进电机转动控制软件设计31主程序流程图Y键盘有无按键按下K4=1?NN延时K0-k6=1?N开始rYBUF内容从8255A口输出8255初始化，A口输入C口输出返回DOS控制信息循环左移一位控制信息循环右移一位置延时时间33H=>BUF置停止信息读开关状态图3.1主程序流程图选用8255的A口做输出，C口做输入。BUF输出给电机驱动端，通过检测开关，赋给不同的延时值和不同的移位命令，改变转速转向。不停的循环输

7、出，使得电机转动。通过改变CX的赋值来控制电动机的转动速度。CX越小电动机的转动速度越大。也可以通过改变BL的值来改变单个开关的速度。我们把CX称为总开关，BL成为分开关。从而达到从K0到K6速度逐渐变快，而K7控制电动机的反转。当K7闭合时电动机反转。3.2 8255初始化8255的片选信号CS接288H28FH。PAOPA3接电机的驱动端；PCOPC7接K0K7。8255A芯片一般占用四个连续的口地址，按照从高到低分别为：控制口、C口、B口、A口。8255共有三种工作方式：方式0：基本输入输出；方式1：中断工作方式；方式2：双通输入输出，仅有A口。D7D0:10001001A口输出，C口输

8、入。:囂其控剧字格式如下二&?06OMD10Z小1-1.QDOU组怅他1B口B口方式选苗0幅岀1輛入D方式口T方戒：1C口高b位°芻贾Ada口方丈逸择o0编出16入flnfto|功能控和etil辛作访式世择a没容寫垃选择o«tiiigii图3.28255引脚分析四、步进电机硬/软件的调试4.1硬件调试4.1.1 断电调试为了安全，首先进行断电调试，用万用表检测系统是否有短路现象，再检查严原理是否正确。经检测，原理正确也没有短路现象。4.1.2 通电调试打开电源，下载程序，看是否正常4.2 软件调试将写好的源程序在软件上编译连接，直接下载到实验箱，观察现象。经过多次调

9、试后达到了设计要求4.3 总调试过程在第一次下载后运行时，电机不转动，查找原因，发现电源接口没有接对，经修改后运行正确。五、设计总结通过本次课程设计，使自己的动手实践与所学知识结合应用的能力有了很大的提高，让我认识到实践的重要性，但同时要实际应用过和当中，也发现理论知识的重要性，没有理论知识的支撑，是不能很好的完成本次课程设的。在设计实验的过程中，不断的让理论与实践结合，讲课堂上所学的知识转化为在实践中所需的过程，这个过程对我学习很宝贵。本次设计步进电机转动控制，通过我掌握了的微机原理与接口技术知识，查资料、百度、请教同学老师等等。虽然，知识固然重要，但废寝忘食般的研究态度和乐于助人的品格更需

10、要提倡。通过利用8255A芯片来实现步进电机控制转动的设计应用，不仅为以后的学习实践打下了基础，并且很好的消化了所学知识的难点、问题。在设计过程当中也发现了自己经验的不足。首先是对试验箱的认识和应用，很多模块的使用存在误解。然后就是在编程序方面的，有好多程序只是一知半懂，不能熟练地操作，需要提示和看书，需要大量的练习，为以后的学习指明方向。在完成自己所涉及项目后参与到其他同学的项目里，共同研究学习，互相帮助不仅帮助了他人，还扩展了自己的实践能力。感谢老师提供给我们实践课本知识的机会，并且认真地陪同学生一起设计课程设计，奠基了以后自主研究设计项目的能力STARTOUT1:附录一源程序P55AEQ

11、U60H8255A口输出P55CEQU62H8255C口输入P55CTRLEQU63H8255控制口DATASEGMENTBUFDB0DATAENDSCODESEGMENTASSUMECS:CODE,DS:DATAMOVDX,P55CTRLMOVAL,89HOUTDX,AL;8255C输入，A输出MOVBUF,33HMOVAL,BUFMOVDX,P55AOUTDX,ALIN1MOVDX,P55CINAL,DX;读开关状态TESTAL,01HJNZK0TESTAL,02HJNZK1TESTAL,04HJNZK2TESTAL,08HJNZK3TESTAL,10HJNZK4TESTAL,20HJNZK5TESTAL,40HJNZK6STOP:K0:SAM:K1:K2:K3:K4:K5:K6:ZX0NX0DELAY1:DELAY2:JMPOUT1MOVBL,10HTESTAL,80HJZZX0JMPNX0MOVBL,18HJMPSAMMOVBL,20H;JMPSAMMOVBL,40H;JMPSAMMOVBL,80H;JMPSAMMOVBL,0C0H;JMPSAMMOVBL,0FFH;JMPSAMCA