微机原理课程设计---基于80x86的步进电机控制系统

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1、 微机原理与接口技术微机原理与接口技术 课程设计课程设计 姓名姓名： 学号：学号： 班级：班级： 09 电气电气 1 班班 专业：专业： 电气工程及其自动化电气工程及其自动化 学院：学院： 电气与信息工程学院电气与信息工程学院 2012 年年 9 月月 1 目目 录录 一一 理论部分理论部分2 1 课题要求与内容.2 2 系统方案设计2 3 系统硬件的设计4 4 系统软件设计6 二二 实践部分实践部分9 1 系统硬件原理简介9 2 系统硬件调试中出现的问题及解决措施.11 3 系统软件12 3.1 软件设计.12 3.2 软件调试中出现的问题及解决措施13 三三 附录附录14 2 基于 80x

2、86 的步进电机控制系统 一一 理论部分理论部分 1 课题要求与内容课题要求与内容 （1）使用 8255A 控制步进电机的运转。 （2）使用数码管 LED 显示速度的大小。 （3）使用 8253 定时器调节速度的大小。 （4）使用 4 个独立按键控制步进电机，即“正转”、“反转”、“停止”、“调速”。 （5）使用 8259A 产生中断控制按键。 （6）使用 DAC0832 速度的波形。 拓展功能： （1）按键部分可以加“加速”、“减速”等功能； （2）考虑可以加蜂鸣器来区分“正转”和“反转”； （3）其他可以有自己特色的功能均可。 2 系统方案设计系统方案设计 利用 8255 对四相步进电机进

3、行控制。当对步进电机施加一系列连续不断的 控制脉冲时，它可以连续不断地转动。每一个脉冲信号对应步进电机的某一相或 两相绕组的通电状态改变一次，也就对应转子转过一定的角度（一个步距角） 。 当通电状态的改变完成一个循环时，转子转过一个齿距。步进电机的驱动原理是 通过它每相线圈的电流的顺序切换来使电机作步进式旋转， 驱动电路由脉冲来控 制，所以调节脉冲的频率便可改变步进电机的转速，微控制器最适合控制步进电 机。另外，由于电机的转动惯量的存在，其转动速度还受驱动功率的影响，当脉 冲的频率大于某一值（本实验为 f.100hz）时，电机便不再转动。 3 实 验 电 机 共 有 四 个 相 位 （ A,B

4、,C,D ） ， 按 转 动 步 骤 可 分 单 4 拍 （ A-B-C-D-A ） , 双 4拍 （ AB-BC-CD-DA-AB ） 和 单 双 8 拍 （A-AB-B-BC-C-CD-D-DA-A）. 此模块的主要功能是通过接收 8255 的 C 口输入信号来控制步进电机的转 动，A,B,C,D 分别代表不同的四个相位，分别接入到 PC0,PC1,PC2 和 PC3,实现 转动控制。步进电机控制模块如图 1 所示： 图 1 步进电机模块 本实验中步进电机工作方式为四相八拍，其相序表如表 1 所示： 表 1 四相八拍步进电机相序表 驱动电路由工作在饱和区的NPN 三极管 9014 构成，

5、8255 的输出端控制 9014 的基极电压，从而控制其导通状态。步进电机的绕组和集电极 10K 电阻并联， 来获取工作电压。 实现对步进电机的控制,微机应能输出有一定周期的控制脉冲。 步骤是:先输出一个高电平,延时一段时间后,再输入一个低电平,然后再延时。 1 2 3 4 5 6 7 8 Vcc + + + + + + + + A - - - B - - - C - - - D - - - 4 改变延时时间的长短,即可改变脉冲的周期,脉冲的周期由步进电机的工作频率确 定。用软件形成环形脉冲的程序流程图。如图 2 所示： 图 2 环形脉冲的程序流程图 3 系统硬件设计系统硬件设计 由 8254

6、 作为频率发生器，输出给 8259 的 IR4，产生延迟给 8088 系统，通 过改变延迟时间改变步进电机转速。 通过四个按键控制 8259 产生中断，KK2+接 8259 的 IR0 端口，当 KK2+键 按下，步进电机正转；KK1+接 8259 的 IR1 端口，当 KK1+键按下，步进电机反 转；K14 接 8259 的 IR2 端口，每按一次则减速一次；K15 接 8259 的 IR3 端口， 每按一次则加速一次。 其中，各开关对应步进电机状态如表 2 所示。 表 2 各开关对应步进电机状态表 开 关 状 态 步进电机状态 K15 K14 KK1+ KK2+ 0 0 0 1 正转 0 0 1 0 反转 0 1 0 1 正转加速 0 1 1 0 反转加速 1 0 0 1 正转减速 1 0 1 0 反转减速 5 8254 选择工作于方式 2，即频率发生器，用于步进电机的调速。 8255 的 A 口作为输出控制段，C 口作为输出控制位，A 口和 C 口共同控制 数码管 LED 灯的显示，显示方式