东北大学接口技术微机原理课程设计大作业

东北大学学院班级姓名学号日期【实验目的】1、利用PC机和实验箱，设计并实现给定步进电机的控制。2、进一步掌握对芯片的硬件和软件综合设计方法。3、了解微机的工作原理，微型计算机的基本结构，接口技术及汇编语言程序设计。【实验内容】1、控制步进电机转动，要求转速1步秒。2、基于实验箱，设计并实现接口和驱动电路。3、用汇编语言编制程序。4、改善步进电机的控制性能，控制步进电机转/停；正转反转；改变转速（至少3【实验设备】1）MUT-III型实验箱2）计算机【总体设计】18253定时控制步进速度。28255输出控制脉冲，再经75452驱动电机。3、系统运行时，通过按键的不同来控制电机转/停；正转反转；改变1转速（至少3【硬件设计】因采用了PC机和PC总线接口应用平台，硬件电路相对简单，除利用了PC8253计数定时器、8255并行接口单元，再加上外围驱动电路，便构成可步进电机控制电路，硬件原理图如图：图中75452元件是正与非驱动器，OC门输出，所以加上拉电阻；8253的作用是输出定时信号向CPU申请中断要求输出电机走步的控制信号。图1【芯片介绍】（18253定时器计数器电路该电路由１片8253组成，8253的片选输入端插孔CS8253，数T2时钟输入分别为8253CLK0、28253CLK18253CLK2GATE控制孔对应如下：OUT0、GATE0、OUT1、GATE1、OUT2、GATE2、CLK2。原理图如下：注：GATE信号无输入时为高电平（2825582558255组成，8255的数据口，8255CS,A,B,C三端口的插孔分别为：PA0~PA7,PB0~PB7,PC0~PC7.电路原理如图：8255A是比较常用的一种并行接口芯片，其特点在许多教科书中均有介绍。8255A有三个8位的输入输出端口，通常将A端口作为输入用，B端口作为输出用，C端口作为辅助控制用，本实验也是如8255A工作于基本输入输出方式（方式另外，从原理图中看到，8255芯片的端口选择信号A0A1，分别与地址总线A1、A2相连，因此，8255的四个端口地址应是：04A0H、04A2H、04A4H、04A6H。用8255A的PA03分别控制步进电机的BCD”0”则不通电。步进电机的驱动原理是使各相绕组为：→B→C→D→；→AB→B→BC→C→CD→→DA→。按相反的顺序即可改变电机的旋转方向。本实验系统采用的是：AB→BC→CD→→。4+12V【软件设计】本设计通过软件编程使8253输出定时信号申请中断，CPU发出命令由8255的下C口输出脉宽信号来控制步进电机的走步。电机的转动和停止则是通过8255的A0端子输出高低电平来继续或暂停8253的计数从而控制中断申请来实现的。8253的定时时间决定了电内容。控制系统分五个功能模块，分别是转速设置、转向设置、固定步数转动、连续转动、退出系统，在前四个功能块中都设置了ESC键来取消或暂停执行当前操作。（1）转速设置5调整计算初值。这里采用的是8253的0号计数器和方波产生方式，输入时钟为f=46875hz，设计数初值为n，要求转速为0.25转/秒，对四相步进电机而言即为5/秒，则有：f/n=5n=f/5=46875/5=9375反过来，当计数器初值确定时，决定了电机的转速，如计数初值为0时，有电机转速为1为125时，电机转速为375初值及转速见表2。转速35（2）转向设置在内存单元中设置一方向标志FLAG1设FLAG1为0时为顺时针转向，则当设置FLAG1不为0时即可使电机转逆时针转动。判断操作在中断子程序中进行。（3）连续转动设置在此功能模块中，通过让8255的A0口输出高电平到8253的GATE0使其0号计数器继续工作（平常时A0口为低电平使8253的0状态中若有键盘的‘ESC’键按下，则认为暂停要求而关闭中断和暂6停8253计数回到主菜单。需要继续原转向原速度运行，再选择此功能模块即可。（4）固定步数转动设置通过键盘输入0到999数即中断次数是这样实现的，设置一内存单元FLAG0，中断时在中化继续循环，有变化则使计数寄存器CX减1后继续循环，当CX=0时退出等待中断状态，并关中断和暂停8253计数。在这个等待程序中也判断键盘有无ESC键按下，若有则认为暂停要求而退出。（6）中断子程序11001100B的内存单元循环左移或右移一位，通过8255的下C口输出低四位，控制步进电机的相序变化，由标志FLAG1来决定。7【程序流程图】（1）主程序框图如图2图2主程序框图（2）中断服务子程序框图如图3（3）速度设置自程序和方向设置单元程序的流程比较简单，如图4，5。8（4）固定步数转动单元子程序框图如图6（5）连续转动单元子程序框图如图79图7连续转动单元子程序框图（68253和8255初始化子程序、菜单显示子程序请参考程序清单。【实验程序】DATASEGMENTIRQEQU0DH0DFHIMR1EQUIMR2EQUPA55EQUPC55EQUCTL55EQUP0_53EQUCTL53EQUINTA0EQUINTA1EQU20H280H282H283H290H293H20H21HMES0DB0DH,0AH,'*****STEPPINGMOTORCONTROLSYSTEM!*****',0DH,0AH,0DH,0AHDB'PRESS1TOSPEEDSET!',0DH,0AHDB'PRESS2TODIRECTIONSET!',0DH,0AH'PRESS3TOTURNREQUIREDSTEPS!',0DH,0AH'PRESS4TOSTARTRUNNING!',0DH,0AH'PRESS5TOEXIT!',0DH,0AH,'$'DBDBDBMES1DB0DH,0AH,'*****SPEEDSET*****',0DH,0AH,0DH,0AH'PRESSAFOR0.05R/S!',0DH,0AHDBDB'PRESSBFOR0.15R/S!',0DH,0AHDB'PRESSCFOR0.25R/S!',0DH,0AHDB'PRESSDFOR0.75R/S!',0DH,0AH'PRESSEFOR1.25R/S!',0DH,0AHDBDB'PRESSFFOR3.75R/S!',0DH,0AHDB'PRESSGFOR6.25R/S!',0DH,0AH'PRESSHFOR18.75R/S!',0DH,0AHDBDB'PRESSESCTOCANCEL!',0DH,0AH,'$'0DH,0AH,'*****DIRECTIONSET*****',0DH,0AH,0DH,0AH'PRESS1TORIGHT!',0DH,0AHMES2DBDB10DBMES3DBDB'PRESS0TOLEFT!',0DH,0AH,'$'0DH,0AH,'*****STEPS(<1000)SET*****',0DH,0AH,0DH,0AH'PRESSESCTOCANCEL!',0DH,0AHDB'PLEASEINPUTSTEPS:','$'MES4DBDB0DH,0AH,'RUNNING.....',0DH,0AH'PRESSESCTOSTOP!',0DH,0AH,'$'INTSEGDWINTOFFDWINTIMRDBFLAG1DBFLAG0DBNUMDBCNTFFDWENDS???0011001100B0B71BH,3D09H,249FH,0C35H,753H,271H,177H,7DHSTACKSEGMENTPARASTACK'STACK'DBSTACKENDSCODESEGMENTASSUMESTART:MOV256DUP(?)DS,AXMOVMOVDX,CTL53AL,00110110BDX,ALMOVOUTMOVDX,P0_53AL,1BHMOVOUTDX,ALMOVAL,0B7HDX,ALOUTMOVDX,CTL55AL,10000000BDX,ALMOVOUTMOVDX,PA55AL,0MOVOUTDX,ALMOVAL,11001100BDX,PC55DX,ALMOVOUTCLIMOVAH,35HAL,IRQ21HMOVINTMOVAX,ES11MOVMOVPUSHMOVMOVLEAINTOFF,BXDSAX,SEGINTPROCDS,AXDX,INTPROCAH,25HMOVMOVINTAL,IRQ21HMOVINDX,INTA1AL,DXMOVANDOUTPOPSTIINTIMR,ALAL,IMR1DX,ALDSMAIN:LP0:LEAMOVINTDX,MES0AH,09H21HMOVINTCMPJEAH,821HAL,'1'LP1CMPJEAL,'2'LP2CMPJEAL,'3'LP3CMPJEAL,'4'LP4CMPJEAL,'5'EXITLP0JMPLP1:LP2:LP3:CALLJMPAAMAINCALLJMPBBMAINCALLJMPCCMAIN12LP4:CALLJMPDD1MAINEXIT:CLIMOVMOVOUTMOVMOVMOVMOVMOVINTAL,INTIMRDX,INTA1DX,ALDX,INTOFFAX,INTSEGDS,AXAH,25HAL,IRQ21HSTIMOVINTAH,4CH21HINTPROCPROCPUSHPUSHPUSHPUSHSTIAXDSDXCXMOVMOVCMPDS,AXFLAG1,0KKJERORNUM,1YYJMPKK:ROLNUM,1YY:MOVANDAL,NUMAL,00001111BDX,PC55DX,ALMOVOUTNOTFLAG0;INCFLAG0MOVMOVOUTPOPPOPPOPPOPDX,INTA0AL,20HDX,ALCXDXDSAX13IRETINTPROCENDPAAPROCPUSHPUSHPUSHPUSHMOVAXBXDXDIAH,9LEADX,MES121HINTMOVAH,8INT21HCMPAL,1BHKK0JZSUBAL,'A'MOVAH,0ADDAX,AXMOVDI,AXMOVBX,OFFSETCNTFFAX,WORDPTR[BX+DI]DX,P0_53DX,ALMOVMOVOUTXCHGOUTAH,ALDX,ALKK0:POPDIPOPDXBXAXPOPPOPRETAAENDPBBPROCPUSHPUSHMOVAXDXAH,9LEADX,MES221HINTMOVAH,8INT21HCMPAL,1BHXXJZSUBAL,'0'FLAG1,ALDXMOVXX:POP14POPRETAXBBENDPCCPROCPUSHAXBXCXDXPUSHPUSHPUSHMOVAH,9DX,OFFSETMES321HMOVINTMOVBX,0GETCHAR:MOVINTAH,121HAL,30HXX0SUBJLCMPJGAL,09HXX0MOVXCHGMOVMULXCHGADDJMPAH,0AX,BXCX,0AHCXAX,BXBX,AXGETCHARXX0:MOVLEAINTAH,9DX,MES421HMOVCX,BX;MOVCX,10STIMOVMOVOUTMOVDX,PA55AL,1DX,ALBL,FLAG0XX1:;CLIMOVMOVINTAH,6DL,0FFH21HCMPJEAL,1BHXX2;STI15HLTCMPJEBL,FLAG0XX1MOVLOOPBL,FLAG0XX1XX2:CLIMOVMOVOUTPOPPOPPOPPOPRETDX,PA55AL,0DX,ALDXCXBXAXCCENDPDD1PROCPUSHPUSHMOVAXDXAH,9DX,MES421HLEAINTSTIMOVDX,PA55AL,1MOVOUTDX,ALLOP:MOVAH,821HINTCMPAL,1BHLOPJNZCLIMOVDX,PA55AL,0MOVOUTDX,ALDXPOPPOPAXRETDD1ENDPCODEENDSENDSTART16【心得体会】少有些困难。但课程中融入了实验，并且还有这次的大作业。对于理论知识的理解就更深刻了。本次大