东南大学微机实验课程设计 电机Word下载.docx

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三．详细（机理）设计………………………………………………………………………5

四．方案实现与测试（或调试）……………………………………………………………6

五．分析与总结……………………………………………………………………………14

一.课程设计目的与要求

直流电机实验要求：

1）基本要求（难度系数1.0）

利用DAC0832输出一串脉冲，经放大后驱动小直流电机，利用开关K0～K5控制改变输出脉冲的电平及持续时间，达到使电机加速、减速的目的，控制过程采取开环与闭环两种方式实现：

（1）用开环方式按指定速度控制D/A输出实现转速变化；

（2）用闭环方式按指定速度控制D/A输出实现转速变化；

（3）速度参数可选择通过实验系统上的可变电位器和键盘实时修改；

（4）利用转速脉冲检测电机实际转速，在PC机上显示设定速度和实际速度，并在数码管上显示速度偏差，同时用红黄绿三只发光管表示当前电机运行状态。

2）设计提示

直流电机可以用DA直接放大控制，实际系统中更多采用PWM脉动调宽控制，实验中小直流电机的转速是由Ub输出脉冲的占空比来决定的，正向占空比越大转速越快，反之越慢。

见图5.3-1：

在本实验系统中，模拟量输出Ub为双极性，当输入数字量小于80H时输出为负，输入等于80H时为0V，输入大于80H时输出为正。

因而本实验中，DAC0832输入数字量只有2个（80H和FFH），通过不同的延迟时间达到改变小电机转速的目的,可选软件延时和8253定时器/计数器中断，比较不同效果。

3）进一步设计要求

（1）设置急停按钮功能；

（2）用开关随时控制正反转方向；

（3）在PC上同步显示设定和转速曲线。

二.原理设计及流程图

1、设计思路流程图

2、实验硬件连线

8255a口接LED数码管,功能输出，a0至a6接数码管相应位,a7接个位使能,并通过非门接十位使能（小数点位dp可忽视），8255b口的b0-b5接开关K0-K5,b6接急停按钮，功能输入，8255c口的c0接计数器1的GATE,功能输出，8255使能接288H,0832使能接290H,输出接电机DJ,8253计数器使能接280H，8253计数器1时钟输入接电机测速,GATE接c0,计数器0输入接1MHz时钟,输出接计数器2输入时钟,计数器2输出接b7。

3、基本原理

初始化：

显示版权信息，初8255的工作状态：

B口输入，用于并行读入K0~K5的状态；

b7，连接至8253的OUT2；

c口输出，PC0连接至8253的GATE1，用于控制计数器1的启动。

A口用于输出数码管。

8253计数器0用于分频，外接1Mhz时钟，计数初值为50000，分出20Hz的方波。

计数器1用于记录获得的脉冲个数，计数初值为0FFFFH，时钟为光电检测器的输出。

计数器2用于定时，计数初值100，时钟为计数器0的输出，这样可以定时5秒。

接着检测PA0是否为1，即是否经过5秒，如果没有达到5秒，继续检测；

如果达到5秒，计数器1停止计数，锁存计数值，通过数码转换程序显示在数码管。

如果计数所得值与所设定的标准值不相等则通过反馈模块进行修正，使电机转速发生变化。

检测开关状态，根据不同的开关状态对DAC0832输出不同的占空比，达到控制电机转速的目的。

其中，在控制占空比的同时，加入数码管显示模块，实现同步扫描显示。

最后返回，继续下一轮的检测与控制。

三.详细设计及方案论证

1用开环方式按指定速度控制D/A输出实现转速变化

开环设计即在每次测完脉冲后，对0832输出的方波占空比不作调整，直接进行下一次循环。

2用闭环方式按指定速度控制D/A输出实现转速变化；

实现闭环自动调正转速的功能，可以在测完转速后和设定的转速相比较，如果实测的转速大于设定的转速，可以控制0832输出的方波的占空比大一些；

反之则小一些。

3速度参数可选择通过实验系统上的可变电位器和键盘实时修改；

试验中，通过8255并行输入输出接口接受K1~K5的速度设置命令，则进行开关处的检测，判断开关当前所处的档位，然后赋给相应高低电平时间（软件计时，即延时代码），然后让0832输出相应的方波，。

4利用转速脉冲检测电机实际转速，在PC机上显示设定速度和实际速度，并在数码管上显示速度偏差，同时用红黄绿三只发光管表示当前电机运行状态。

计数器1用于记录获得的脉冲个数，在方式0下工作，计数初值为0FFFFH，时钟为光电检测器的输出，光带检测器每次有输出，则计数器1存储器中的值递减1。

然后进入小循环（代码中的LOOPER）：

该小循环在程序最底层，每顺序执行一次即进行一次循环，首先判断按键，以决定是否退出程序以及7段数码管显示的是测得值还是标准值。

接着检测PB7是否为1，即是否经过5秒，如果没有达到5秒，则进行开关处的检测，判断开关当前所处的档位，然后赋给相应高低电平时间（软件计时，即延时代码），然后让0832输出相应的方波，在延时程序中，将要显示的值显示到7段数码管中，然后跳回，重新开始一遍小循环；

如果达到5秒，计数器1停止计数，锁存计数值，由此计算转速，根据转速设置对应红绿灯的亮灭。

并将该次的测得值与标定值（预期）进行比较，根据两者之间的差异对输出方波的占空比进行调整。

然后将该次的测得值在PC屏幕上显示。

接着返回，重新开始大循环，继续下一轮的检测与控制。

进一步设计

K5输出为1时表示急停命令，通过检验8255PA5端口是否为高电平可知K5的状态。

当K5为1时，输出80h给0832，使得Ub输出电平为0，使得电机停止转动。

从而实现急停的功能。

此外，由于每秒对A口进行检测一次，所以当急停命令撤除后，下个周期就能够重新开始运转。

以设置值shezhi为横坐标，以实际值shiji为纵坐标，通过int10h中断进行图形的绘制，其中每秒钟进行一次小段绘制。

从而实现设定和转速曲线的绘制。

四.方案实现与测试

DATASEGMENT

ioportEQU0b800h-0280h

io0832EQUioport+290H;

d/a

io8255kEQUioport+28BH;

8255KONG

io8255aEQUioport+288H;

8255a

io8255bEQUioport+289H;

8255b

io8255cEQUioport+28AH;

8255c

io8253kEQUioport+283H;

8253控制

io82532EQUioport+282H;

8253计数器2

io82531EQUioport+281H;

8253计数器1

io82530EQUioport+280H;

8253计数器0

messDB'

Strikertoshowthetestedvalue!

stoshowthesandardvalue!

'

0AH,0DH,'

$'

LEDCODDB3FH,06H,5BH,4FH,66H,6DH,7DH,07H,7FH,6FH

BUF1DW?

BUF2DW?

NUM1DB0

NUM2DB0

NUM3DB0

NUM4DB0

KEYSDB0

SANDDW0;

标准值

RESUDW0;

测得值

MINUDW0;

偏差值

REPLDW0;

显示值

REPGDB0;

显示值个位

REPSDB0;

显示值十位

ZFSITDB0FFH;

D/A输出极性控制

K0B2DW0100H

K1B2DW0150H

K2B2DW0200H

K3B2DW0250H

K4B2DW0300H

K5B2DW0350H

DATAENDS

CODESEGMENT

ASSUMECS:

CODE,DS:

DATA

START:

MOVAX,DATA

MOVDS,AX

MOVDX,io8255k

MOVAL,82H;

A输出负责数码显示，B用于输入开关状态和输入负责监控计时器是否计时完毕，C输出负责控制计数器工作，

OUTDX,AL

MOVDX,io8253k

MOVAL,36h;

计数器0，方式3，先读写低8位，再读写高8位

OUTDX,AL;

输入时钟，1MHZ

MOVDX,io82530

MOVAX,50000;

初值50000，输出时钟周期50ms

NOP

NOP

MOVAL,AH

MOVAL,00H

OUTDX,AL;

C0（GATE1）低电平,定时器1禁止计数

MOVDX,offsetmess

MOVAH,09H

INT21H;

显示提示信息

INTK:

MOVDX,io8253k

MOVAL,70H

计数器1，方式0，先读写低8位，再读写高8位。

MOVDX,io82531;

输入时钟为光电开关输出。

MOVAL,0ffH

从FF到零，65536

OUTDX,AL;

高八位

MOVAL,90H

计数器2，方式0，只读写低8位,检测时间5秒

MOVDX,io82532

MOVAL,100

初值100，检测5秒50ms*100计数器0输出是计数器2的CLK

MOVAL,01H

PC0输出1，定时器1开始计数

LOOPER:

MOVAH,06H

MOVDL,0FFH

INT21H;

判断输入按键

JECOUNTER;

没有按键就继续执行COUNTER

MOVBL,AL

XORBL,73H;

判断是否有按键为s（标准值）

JZSANREP

XORBL,72H;

判断是否有按键为r（测得值）

JZRESREP

JMPEXPRO

SANREP:

MOVAX,SAND

MOVDX,0000h

MOVCX,000ah;

折算成0.5秒钟的电机转速

DIVCX;

这时转速应为一个2位数，存于AX中

MOVCL,10

DIVCL;

除10

MOVREPS,AL;

十位

MOVREPG,AH;

个位