步進(jìn)電機(jī)課程設(shè)計(jì)--步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)

1、<p>　　匯編及接口技術(shù)課程設(shè)計(jì)</p><p>　　題目：步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)</p><p>　　班 級(jí)： </p><p>　　學(xué) 號(hào)： </p><p>　　姓 名： </p><p>　　時(shí) 間： 200

2、9年12月 </p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　設(shè)計(jì)任務(wù)與要求 -3-</p><p>　　設(shè)計(jì)方案（包括設(shè)計(jì)思路、使用到哪些芯片、各個(gè)芯片的作用） -------------------------------------------------3&l

3、t;/p><p>　　硬件線路設(shè)計(jì)（包括線路圖及連線說明）----------4</p><p>　　軟件設(shè)計(jì)（包括程序流程圖）-------------------------4</p><p>　　源程序（要有注釋）-------------------------------------5</p><p>　　調(diào)試過程（包括實(shí)驗(yàn)過程中的硬件

4、連線，實(shí)驗(yàn)步驟、出現(xiàn)的問題、解決的方法、使用的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)等）-----8</p><p>　　總結(jié)（在整個(gè)設(shè)計(jì)過程中的心得和體會(huì)，150字左右） ----------------------------------------------------8</p><p>　　課程設(shè)計(jì)題目：步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)</p><p><b>　　一．設(shè)計(jì)任務(wù)與

5、要求</b></p><p><b>　?。ㄒ唬┰O(shè)計(jì)目的</b></p><p>　　了解步進(jìn)電機(jī)控制的基本原理，掌握控制步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的編程方法。</p><p>　　進(jìn)一步熟練8255的使用。</p><p><b>　?。ǘ┰O(shè)計(jì)內(nèi)容</b></p><p>

6、　　編程控制步進(jìn)電機(jī)，使其能夠正常運(yùn)轉(zhuǎn)，要求：</p><p>　　開關(guān)K8控制電機(jī)的啟動(dòng)與停止：當(dāng)K8向上撥時(shí)，電機(jī)啟動(dòng)，否則電機(jī)停止；</p><p>　　開關(guān)K1～7控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速：K1向上撥時(shí)，得到最低轉(zhuǎn)速，…… K7向上撥時(shí)，得到最高轉(zhuǎn)速。</p><p>　　每個(gè)開關(guān)對(duì)應(yīng)一個(gè)發(fā)光二極管，要求開關(guān)向上撥時(shí)，對(duì)應(yīng)的發(fā)光二極管亮。</p><

7、;p><b>　　二．設(shè)計(jì)方案</b></p><p><b>　?。ㄒ唬┎竭M(jìn)電機(jī)原理</b></p><p>　　步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)原理是通過對(duì)每相線圈中的電流的順序切換（實(shí)驗(yàn)中的步進(jìn)電機(jī)有四相線圈，每次有二相線圈有電流，有電流的相順序變化），來使電機(jī)作步進(jìn)式旋轉(zhuǎn)。驅(qū)動(dòng)電路由脈沖信號(hào)來控制，所以調(diào)節(jié)脈沖信號(hào)的頻率便可改變步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速。&l

8、t;/p><p>　　本實(shí)驗(yàn)使用的步進(jìn)電機(jī)線圈由四相組成，驅(qū)動(dòng)方式為二相激磁方式，如圖3.1所示。</p><p>　　圖3.1 步進(jìn)電機(jī)原理圖</p><p>　　如表3.1所示，首先使HA線圈和HB線圈有驅(qū)動(dòng)電流，接著使HB和HC、HC和HD、HD和HA，又返回到HA和HB有驅(qū)動(dòng)電流，按這種順序切換，電機(jī)軸按順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)。</p><p

9、>　　表3.1 步進(jìn)電機(jī)激磁方式</p><p>　　注：當(dāng)實(shí)驗(yàn)結(jié)束要立即關(guān)閉電源，否則一直停留在某一相上會(huì)使電機(jī)發(fā)</p><p>　?。ǘ┧眯酒白饔?lt;/p><p>　　此系統(tǒng)主要用到的芯片為8255， 8255方式0是基本輸入/輸出方式，A、B、C三個(gè)口中任何一個(gè)口都可提供簡(jiǎn)單的輸入和輸出操作，不需要應(yīng)答聯(lián)絡(luò)信號(hào)，即可用于無條件傳送的場(chǎng)合，

10、也可以用作查詢方式傳送。當(dāng)采用查詢方式傳送時(shí)，原則上可用A、B和C三個(gè)口的任一位充當(dāng)查詢信號(hào)，但通常都是選用C口充當(dāng)查詢信號(hào)，這和C口的編程有關(guān)。通常把C口的4位(高4位或低4位)規(guī)定為輸出口，用以輸出一些控制信號(hào)，把C口的另4位規(guī)定為輸人口，用以輸入外設(shè)的狀態(tài)。</p><p>　　方式1是一種選通輸人偷出方式，A口和B口均可工作在這種方式。方式1可作為查詢式傳送方式，此時(shí)握手聯(lián)絡(luò)信號(hào)，C口要用6位(分成兩個(gè)3

11、位)分別作為A口和B口的應(yīng)答聯(lián)絡(luò)信號(hào)。方式1也可用作中斷方式，此時(shí)要寫對(duì)應(yīng)的C口的按位置位字，打開中斷。</p><p>　　方式2是A口獨(dú)有的雙向傳送方式，一般使用中斷傳送方式。 </p><p><b>　　三．硬件設(shè)計(jì)線路</b></p><p><b>　　實(shí)驗(yàn)連線</b></p><p>

12、　　8255模塊的WR、RD連到ISA總線接口模塊的IOWR、IORD，8255選通信號(hào)CE連到ISA總線接口模塊的IOY0。</p><p>　　8255模塊的數(shù)據(jù)線AD7～AD0、地址線A7～A0分別連到ISA總線接口模塊的LAD0～LAD7,LA0～LA7。</p><p>　　步進(jìn)電機(jī)的HA—PAO，HB—PA1,HC—PA2,HD—PA3。</p><p>

13、;　　8255模塊的PA0~PA7與開關(guān)K1~K8相連，PB0~PB7與燈相連。</p><p>　　2.運(yùn)行程序，觀察電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)。</p><p><b>　　四． 軟件設(shè)計(jì)</b></p><p>　　該驅(qū)動(dòng)器根據(jù)撥碼開關(guān)KX、KY的不同組合有三種工作方式供選擇：</p><p>　　方式1為中斷方式：P3.5(I

14、NT1)為步進(jìn)脈沖輸入端，P3.7為正反轉(zhuǎn)脈沖輸入端。上位機(jī)(PC機(jī)或單片機(jī))與驅(qū)動(dòng)器僅以2條線相連。</p><p>　　方式2為串行通訊方式：上位機(jī)(PC機(jī)或單片機(jī))將控制命令發(fā)送給驅(qū)動(dòng)器，驅(qū)動(dòng)器根據(jù)控制命令自行完成有關(guān)控制過程。</p><p>　　方式3為撥碼開關(guān)控制方式：通過K1~K5的不同組合，直接控制步進(jìn)電機(jī)。</p><p>　　當(dāng)上電或按下復(fù)位鍵K

15、R后，AT89C2051先檢測(cè)撥碼開關(guān)KX、KY的狀態(tài)，根據(jù)KX、KY 的不同組合，進(jìn)入不同的工作方式。以下給出方式1的程序流程框圖與源程序。</p><p>　　在程序的編制中，要特別注意步進(jìn)電機(jī)在換向時(shí)的處理。為使步進(jìn)電機(jī)在換向時(shí)能平滑過渡，不至于產(chǎn)生錯(cuò)步，應(yīng)在每一步中設(shè)置標(biāo)志位。其中20H單元的各位為步進(jìn)電機(jī)正轉(zhuǎn)標(biāo)志位;21H單元各位為反轉(zhuǎn)標(biāo)志位。在正轉(zhuǎn)時(shí)，不僅給正轉(zhuǎn)標(biāo)志位賦值，也同時(shí)給反轉(zhuǎn)標(biāo)志位賦值;在反

16、轉(zhuǎn)時(shí)也如此。這樣，當(dāng)步進(jìn)電機(jī)換向時(shí)，就可以上一次的位置作為起點(diǎn)反向運(yùn)動(dòng)，避免了電機(jī)換向時(shí)產(chǎn)生錯(cuò)步。</p><p>　　五．步進(jìn)電機(jī)控制源代碼</p><p><b>　　程序源代碼</b></p><p>　　MY_DATA SEGMENT</p><p>　　A8255DW0C400H</p>

17、<p>　　B8255DW0C401H</p><p>　　C8255DW0C402H</p><p>　　D8255DW0C403H </p><p>　　SHUNDB03H,06H,09H,0CH;順時(shí)針旋轉(zhuǎn)</p><p>　　SGTB DB0F9H,0A4H,0B0H,099H,9

18、2H,82H</p><p>　　DCODEDB?</p><p>　　MY_DATA ENDs</p><p>　　MY_CODE SEGMENT </p><p>　　MY_PROCPROCFAR</p><p>　　ASSUME CS:MY_CODE,DS:MY_DATA</p>

19、;<p>　　START:MOVAX,MY_DATA</p><p>　　MOVDS,AX </p><p>　　MOVDX,D8255</p><p>　　MOVAL,90H</p><p>　　OUTDX,AL</p><p>　　MOVBL,33H</p&

20、gt;<p>　　NEW:MOV DX,A8255</p><p>　　IN AL,DX</p><p>　　TESTAL,80H;開關(guān)的啟停</p><p><b>　　JNZNEXT</b></p><p>　　MOVDX,C8255</p><p>　

21、　MOVAL,00H</p><p>　　OUTDX,AL</p><p><b>　　JMPNEW</b></p><p>　　NEXT:NOP</p><p>　　MOVDX,C8255</p><p>　　AGAIN1:MOVAL,BL</p>&l

22、t;p>　　OUTDX,AL</p><p>　　CALLDELAY</p><p>　　MOV DX,A8255</p><p>　　IN AL,DX</p><p>　　TESTAL,40H;測(cè)試正反開關(guān)</p><p><b>　　JNZFAN</b></

23、p><p><b>　　ROLBL,1</b></p><p><b>　　JMPNEW</b></p><p>　　FAN: ROR BL,1</p><p>　　JMP NEW</p><p>　　EXIT:MOVAX,

24、4C00H</p><p>　　INT21H</p><p>　　MY_PROCENDP</p><p>　　DELAY PROC NEAR;延時(shí)程序</p><p><b>　　PUSHCX</b></p><p><b>　　PUSH SI</b

25、></p><p>　　MOV DX,A8255</p><p>　　IN AL,DX</p><p>　　TESTAL,01H</p><p>　　JNZ S2</p><p>　　TESTAL,02H</p><p>　　JNZ S3

26、</p><p>　　TESTAL,04H</p><p>　　JNZ S4</p><p>　　TESTAL,08H</p><p>　　JNZ S5</p><p>　　TESTAL,10H</p><p>　　JNZ S6<

27、/p><p>　　TESTAL,20H</p><p>　　JNZ S7</p><p>　　S1:MOV SI,200H</p><p>　　MOV DX,B8255</p><p>　　OUTDX,AL </p><p>　　JMP

28、 D1</p><p>　　S2:MOV DX,B8255</p><p>　　MOVAL,0F9H</p><p>　　OUTDX,AL</p><p>　　MOV SI,300H</p><p>　　JMP D1</p><p>　　S

29、3:MOV DX,B8255</p><p>　　MOVAL,0A4H</p><p>　　OUTDX,AL</p><p>　　MOV SI,500H</p><p>　　JMP D1</p><p>　　S4:MOV DX,B8255</p>

30、<p>　　MOVAL,0B0H</p><p>　　OUTDX,AL</p><p>　　MOV SI,700H</p><p>　　JMP D1</p><p>　　S5:MOV DX,B8255</p><p>　　MOVAL,099H</p&g

31、t;<p>　　OUTDX,AL</p><p>　　MOV SI,900H</p><p>　　JMP D1</p><p>　　S6:MOV DX,B8255</p><p>　　MOVAL,92H</p><p>　　OUTDX,AL</p&g

32、t;<p>　　MOV SI,1100H</p><p>　　JMP D1</p><p>　　S7:MOV DX,B8255</p><p>　　MOVAL,82H</p><p>　　OUTDX,AL</p><p>　　MOV SI,1300H<

33、/p><p>　　D1: MOV CX,-1</p><p>　　D2: LOOPD2</p><p><b>　　DECSI</b></p><p><b>　　JNZD1</b></p><p><b>　　POP SI</b

34、></p><p><b>　　POPCX</b></p><p><b>　　RET</b></p><p>　　DELAY ENDp</p><p>　　MY_CODE ENDS</p><p><b>　　END START</b

35、></p><p><b>　　六．調(diào)試過程</b></p><p>　　1．根據(jù)連線說明連接線路，并將機(jī)箱與計(jì)算機(jī)連接。</p><p><b>　　2.獲取端口地址</b></p><p>　　控制面板 ——系統(tǒng)——硬件 —— 設(shè)備管理器 —— QTH-2008PCI試驗(yàn)儀 —— 雙擊Q

36、TH-2008PCI-C—— 資源—— 輸入/輸出范圍 第二組地址</p><p>　　3. 打開QTH—20008PCI連機(jī)軟件，輸入程序源代碼，進(jìn)行編譯、編譯連接、調(diào)試。</p><p>　　4.測(cè)試步進(jìn)電機(jī)是否可以正常運(yùn)轉(zhuǎn)，若不能檢查機(jī)箱連線是否正確，直到電機(jī)可以正常運(yùn)轉(zhuǎn)。</p><p>　　5.運(yùn)行源代碼進(jìn)行調(diào)試，當(dāng)K8撥上時(shí)觀察電機(jī)是否運(yùn)轉(zhuǎn)，若不能檢查并

37、修改源程序。</p><p>　　6.當(dāng)電機(jī)可以運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，在源代碼中添加當(dāng)輸入不同時(shí)電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)速度不同的代碼段，并進(jìn)行調(diào)試。觀察電機(jī)的速度是否變化，若不明顯將延時(shí)時(shí)間增長(zhǎng)，再觀察。</p><p><b>　　七．總結(jié)</b></p><p>　　通過這門課程的學(xué)習(xí)我們對(duì)生活中的好多簡(jiǎn)單的電子產(chǎn)品的工作原理有了進(jìn)一步的了解，微型計(jì)算機(jī)技術(shù)是學(xué)習(xí)微

38、電子技術(shù)不可或缺的課程。</p><p>　　在此次課程設(shè)計(jì)中，通過對(duì)所學(xué)知識(shí)的綜合運(yùn)用來實(shí)現(xiàn)步進(jìn)電機(jī)的控制原理，主要用到了匯編語(yǔ)言的尋址方式和指令系統(tǒng)，通匯編語(yǔ)言來編寫程序源代碼來實(shí)現(xiàn)步進(jìn)電機(jī)的加速。用到的硬件主要是可編程的并行通信接口8255，通過8255的控制字及工作方式里實(shí)現(xiàn)輸入輸出，熟悉并掌握了所學(xué)知識(shí)，將所學(xué)的知識(shí)系統(tǒng)化并且學(xué)會(huì)了這些知識(shí)在實(shí)踐中的應(yīng)用。通過此次設(shè)計(jì)我感觸頗深，我們只有將所學(xué)的理論知識(shí)