步進電機課程設計--步進電機控制系統(tǒng)

1、<p>　　匯編及接口技術課程設計</p><p>　　題目：步進電機控制系統(tǒng)</p><p>　　班 級： </p><p>　　學 號： </p><p>　　姓 名： </p><p>　　時 間： 200

2、9年12月 </p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　設計任務與要求 -3-</p><p>　　設計方案（包括設計思路、使用到哪些芯片、各個芯片的作用） -------------------------------------------------3&l

3、t;/p><p>　　硬件線路設計（包括線路圖及連線說明）----------4</p><p>　　軟件設計（包括程序流程圖）-------------------------4</p><p>　　源程序（要有注釋）-------------------------------------5</p><p>　　調試過程（包括實驗過程中的硬件

4、連線，實驗步驟、出現的問題、解決的方法、使用的實驗數據等）-----8</p><p>　　總結（在整個設計過程中的心得和體會，150字左右） ----------------------------------------------------8</p><p>　　課程設計題目：步進電機控制系統(tǒng)</p><p><b>　　一．設計任務與

5、要求</b></p><p><b>　?。ㄒ唬┰O計目的</b></p><p>　　了解步進電機控制的基本原理，掌握控制步進電機轉動的編程方法。</p><p>　　進一步熟練8255的使用。</p><p><b>　?。ǘ┰O計內容</b></p><p>

6、　　編程控制步進電機，使其能夠正常運轉，要求：</p><p>　　開關K8控制電機的啟動與停止：當K8向上撥時，電機啟動，否則電機停止；</p><p>　　開關K1～7控制電機的轉速：K1向上撥時，得到最低轉速，…… K7向上撥時，得到最高轉速。</p><p>　　每個開關對應一個發(fā)光二極管，要求開關向上撥時，對應的發(fā)光二極管亮。</p><

7、;p><b>　　二．設計方案</b></p><p><b>　　（一）步進電機原理</b></p><p>　　步進電機驅動原理是通過對每相線圈中的電流的順序切換（實驗中的步進電機有四相線圈，每次有二相線圈有電流，有電流的相順序變化），來使電機作步進式旋轉。驅動電路由脈沖信號來控制，所以調節(jié)脈沖信號的頻率便可改變步進電機的轉速。&l

8、t;/p><p>　　本實驗使用的步進電機線圈由四相組成，驅動方式為二相激磁方式，如圖3.1所示。</p><p>　　圖3.1 步進電機原理圖</p><p>　　如表3.1所示，首先使HA線圈和HB線圈有驅動電流，接著使HB和HC、HC和HD、HD和HA，又返回到HA和HB有驅動電流，按這種順序切換，電機軸按順時針方向旋轉。</p><p

9、>　　表3.1 步進電機激磁方式</p><p>　　注：當實驗結束要立即關閉電源，否則一直停留在某一相上會使電機發(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三個口中任何一個口都可提供簡單的輸入和輸出操作，不需要應答聯絡信號，即可用于無條件傳送的場合，

10、也可以用作查詢方式傳送。當采用查詢方式傳送時，原則上可用A、B和C三個口的任一位充當查詢信號，但通常都是選用C口充當查詢信號，這和C口的編程有關。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，把C口的另4位規(guī)定為輸人口，用以輸入外設的狀態(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，此時握手聯絡信號，C口要用6位(分成兩個3

11、位)分別作為A口和B口的應答聯絡信號。方式1也可用作中斷方式，此時要寫對應的C口的按位置位字，打開中斷。</p><p>　　方式2是A口獨有的雙向傳送方式，一般使用中斷傳送方式。 </p><p><b>　　三．硬件設計線路</b></p><p><b>　　實驗連線</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CE連到ISA總線接口模塊的IOY0。</p><p>　　8255模塊的數據線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>　　步進電機的HA—PAO，HB—PA1,HC—PA2,HD—PA3。</p><p>

13、;　　8255模塊的PA0~PA7與開關K1~K8相連，PB0~PB7與燈相連。</p><p>　　2.運行程序，觀察電機的運轉。</p><p><b>　　四． 軟件設計</b></p><p>　　該驅動器根據撥碼開關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)為步進脈沖輸入端，P3.7為正反轉脈沖輸入端。上位機(PC機或單片機)與驅動器僅以2條線相連。</p><p>　　方式2為串行通訊方式：上位機(PC機或單片機)將控制命令發(fā)送給驅動器，驅動器根據控制命令自行完成有關控制過程。</p><p>　　方式3為撥碼開關控制方式：通過K1~K5的不同組合，直接控制步進電機。</p><p>　　當上電或按下復位鍵K

15、R后，AT89C2051先檢測撥碼開關KX、KY的狀態(tài)，根據KX、KY 的不同組合，進入不同的工作方式。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，要特別注意步進電機在換向時的處理。為使步進電機在換向時能平滑過渡，不至于產生錯步，應在每一步中設置標志位。其中20H單元的各位為步進電機正轉標志位;21H單元各位為反轉標志位。在正轉時，不僅給正轉標志位賦值，也同時給反轉標志位賦值;在反

16、轉時也如此。這樣，當步進電機換向時，就可以上一次的位置作為起點反向運動，避免了電機換向時產生錯步。</p><p>　　五．步進電機控制源代碼</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;順時針旋轉</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;測試正反開關</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．調試過程</b></p><p>　　1．根據連線說明連接線路，并將機箱與計算機連接。</p><p><b>　　2.獲取端口地址</b></p><p>　　控制面板 ——系統(tǒng)——硬件 —— 設備管理器 —— QTH-2008PCI試驗儀 —— 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連機軟件，輸入程序源代碼，進行編譯、編譯連接、調試。</p><p>　　4.測試步進電機是否可以正常運轉，若不能檢查機箱連線是否正確，直到電機可以正常運轉。</p><p>　　5.運行源代碼進行調試，當K8撥上時觀察電機是否運轉，若不能檢查并

37、修改源程序。</p><p>　　6.當電機可以運轉時，在源代碼中添加當輸入不同時電機的運轉速度不同的代碼段，并進行調試。觀察電機的速度是否變化，若不明顯將延時時間增長，再觀察。</p><p><b>　　七．總結</b></p><p>　　通過這門課程的學習我們對生活中的好多簡單的電子產品的工作原理有了進一步的了解，微型計算機技術是學習微

38、電子技術不可或缺的課程。</p><p>　　在此次課程設計中，通過對所學知識的綜合運用來實現步進電機的控制原理，主要用到了匯編語言的尋址方式和指令系統(tǒng)，通匯編語言來編寫程序源代碼來實現步進電機的加速。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現輸入輸出，熟悉并掌握了所學知識，將所學的知識系統(tǒng)化并且學會了這些知識在實踐中的應用。通過此次設計我感觸頗深，我們只有將所學的理論知識