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微机原理与接口技术课程设计报告 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、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 目录 摘要 (1) 1.1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 (3) 1.3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 (4) 2.2 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 (6) 3.2 8255初始化 (7) 四、步进电机硬/软件的调试 4.1 硬件调试 (8) 4.2 软件调试 (8) 4.3 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、PA0PA3 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K0 K6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。 图2.1 2.2 步进电机驱动原理 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 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： 表2-2-2 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4，4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 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。PA0PA3接电机的驱动端；PC0PC7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。 D7D0:10001001 A口输出，C口输入。 图3.2 8255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 附录一源程序 P55A EQU 60H 8255A口输出 P55C EQU 62H 8255C口输入 P55CTRL EQU 63H 8255控制口 DATA SEGMENT BUF DB 0 DATA ENDS CODE SEGMENT ASSUME CS:CODE,DS:DATA START : MOV DX,P55CTRL MOV AL,89H OUT DX,AL ;8255C输入，A输出 MOV BUF,33H OUT1: MOV AL,BUF MOV DX, P55A OUT DX,AL IN1 MOV DX,P55C IN AL,DX ;读开关状态 TEST AL,01H JNZ K0 TEST AL,02H JNZ K1 TEST AL,04H JNZ K2 TEST AL,08H JNZ K3 TEST AL,10H JNZ K4 TEST AL,20H JNZ K5 TEST AL,40H JNZ K6 STOP: JMP OUT1 K0: MOV BL,10H SAM: TEST AL,80H JZ ZX0 JMP NX0 K1: MOV BL,18H JMP SAM K2: MOV BL,20H; JMP SAM K3: MOV BL,40H; JMP SAM K4: MOV BL,80H; JMP SAM K5: MOV BL,0C0H; JMP SAM K6: MOV BL,0FFH; JMP SAM ZX0 : CALL DELAY MOV AL,BUF ROR AL,01H ;循环右移 MOV BUF,AL JMP OUT1 NX0 : CALL DELAY MOV AL,BUF ROL AL,01H ;循环左移 MOV BUF,AL JMP OUT1 DELAY PROC NEAR DELAY1: MOV CX,0100H DELAY2: LOOP DELAY2
