微型计算机课设Word格式.docx
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summary
ThecoursedesignoftheexperimentalfacilitiesfortaiyuanuniversityoftechnologylaboratoryTDNcontrolmotormuseum-AC/ACScomputercontroltechnologyexperimentboxofthe35BYJ46typefourshootineightstepmotordesignastheobject,with8088CPUasthecoreofthesteppingmotorcontrolsystem.Throughthehardwarecircuitandsoftwarealgorithmoftwodesign,makesteppingmotortorealizespeedandpositive&
negativeoperation.Theso-calledstep,whichmeansthatforeverystepmotorisaprogressivepulse,stepmotorthewindingelectricityorderchangeamotorrotation,thatisinturn.8088for16bitCPU,throughtheprogrammableinterfacechip8255AanddriveULN2803connectionandthendrivefourphaseeighttakethestepmotorrunning,changethedelaytimeandchangethesteppingmotorspeed,changethesteppingmotorofthemodelcanberealizedpositive&
negative.Aftersoftwareprogramminganddebugging,andconstantlycontroleffecttothegoodstate.Steppingmotorsortisvarious,fromtheAngleofstepeacharenotidentical,theexecutionelementofacontrolsystemwithafastandaccurate,stop
Antistop:
Steppingmotor,82558088CPU,thesourceprogram,aflowchart,hardware,software.
目录
第一章．设计目的与要求-----------------------------[4]
第二章．步进电机控制设计过程及原理-----------------[4]
第三章．硬件及软件设计-----------------------------[7]
第四章．实现正反转及变速的操作过程-----------------[9]
第五章．源程序-------------------------------------[10]
第六章．总结与体会---------------------------------[11]
参考文献-------------------------------------------[11]
附录-----------------------------------------------[12]
第一章．设计目的与要求
目的：
1.掌握四相八拍步进电机的控制方法，通过硬件和软件两方面构造一个简单使用的步进电机控制系统。
2.掌握微机原理程序设计方法及汇编语言在硬件编程方面的应用，达到运用所学知识来应用于实践的目的。
3.培养学生查阅资料、使用工程设计标准、手册及编写设计技术的能力。
4.培养初步掌握设计开发产品的能力，了解微机控制系统的一般设计方法。
要求：
1.硬件：
设计电路，使其能够驱动步进电机转动，所需元件及器材由实验室提供，其中步进电机为35BYJ46型四相八拍电机，电压为DC12V，8088CPU为基础以8255为接口芯片，电源取自实验箱。
根据相应状态，利用数码管完成输出显示。
数据的输入采用键盘、输出采用实验箱上8255单元完成。
2.软件：
编写程序，控制步进电机的运转，要求可调整步进电机运转的方向和速度。
选择合适的设计方案，并进行理论阐述。
编制相应的控制程序，要求有程序流程图，程序加注释。
绘制实现电路原理图。
第二章.步进电机控制设计过程及原理
1.步进电机及四相八拍步进电机的工作原理：
步进电机是一种将电脉冲信号转换成角位移或线位移的机电元件。
步进电机的输入量是脉冲序列，输出量则为相应的增量位移或步进位移，正常运行情况下，它每转一周是有固定的步数。
该步进电机为四相八拍步进电机，采用单极性直流电源供电。
只要对步进电机的各相绕组按合适的时序通电，就能使步进电机步进转动。
图1是该四相反应式步进电机工作原理示意图。
开始时，开关SB接通电源，SA、SC、SD断开，B相磁极和转子0、3号齿对齐，同时，转子的1、4号齿就和C、D相绕组磁极产生错齿，2、5号齿就和D、A相绕组磁极产生错齿。
当开关SC接通电源，SB、SA、SD断开时，由于C相绕组的磁力线和1、4号齿之间磁力线的作用，使转子转动，1、4号齿和C相绕组的磁极对齐。
而0、3号齿和A、B相绕组产生错齿，2、5号齿就和A、D相绕组磁极产生错齿。
依次类推，A、B、C、D四相绕组轮流供电，则转子会沿着A、B、C、D方向转动。
图1四相步进电机步进示意图
四相步进电机按照通电顺序的不同，可分为单四拍、双四拍、八拍三种工作方式。
单四拍与双四拍的步距角相等，但单四拍的转动力矩小。
八拍工作方式的步距角是单四拍与双四拍的一半，因此，八拍工作方式既可以保持较高的转动力矩又可以提高控制精度。
单四拍、双四拍与八拍工作方式的电源通电时序与波形分别如图2.a、b、c所示：
a.单四拍b.双四拍c八拍
图2步进电机工作时序波形图
35BYJ46步进电机为四相八拍，其相序表如下：
步序
PA3
PA2
PA1
PA0
对应A口输出值
1
0
1
01H
2
03H
3
02H
4
06H
5
04H
6
0CH
7
08H
8
09H
步进电机的工作方式：
35BYJ46有四相ABCD，如果对各个相依次单独通电，"
A-B-C-D"
，磁场旋转一周需要换相四次，则称为四相单四拍；
如果每次对两相同时通电，"
AB-BC-CD-DA"
，则称为四相双四拍；
也可以每次对三相同时通电，"
ABC-BCD-CDA-DAB"
;
将单四拍和双四拍交替使用，就称为四相八拍，如：
"
A-AB-B-BC-C-CD-D-DA"
、"
AB-ABC-BC-BCD-CD-CDA-DA-DAB"
，此时磁场旋转一周需要换相八次。
双四拍每次对多相同时通电，与单四拍比较起来，每相通电的时间长，消耗的电功率增大，电机所得到的电磁转矩也大。
同时，采用多相励磁会产生电磁阻尼，会削弱或消除振荡现象，使得电机不易产生失步。
四相八拍与四相四拍相比较，步距角减小了一倍，有利于削弱振荡，提高电机的带负载能力。
一般说来，步进电机控制系统需要以下部分,如图1所示。
其中的脉冲发生器用于产生频率变化的脉冲信号;
脉冲分配器根据方向控制信号将脉冲信号转换成有一定逻辑关系的环形脉_冲;
功率放大器将脉冲分配器输出的环形脉冲放大,用于控制步进电机的运转，这些部分都可以由专门的电路来实现。
2.设计原理：
8088CPU通过8255A接口芯片连接驱动芯片ULN2803进而驱动四相八拍步进电机35BYJ46的运转。
该步进电机具有的功能为调速及正反转等简单的功能。
3.驱动器的选择：
本次设计选用ULN2803驱动芯片，其具体驱动电路结构如下图：
4.电机的选择：
本次设计选用35BYJ46型四相八拍步进电机。
起内部电路接线图如下：
第三章.硬件及软件设计
1.硬件设计：
（1）试验线路方框图：
+12V
（2）硬件原理图
2.软件设计：
（1）步进模型地址
步序
PB13
对应B口输出值
1
01H
2
03H
3
02H
4
06H
5
04H
6
0CH
7
08H
8
09H
（2）软件流程图
第四章．实现正反转及变速的操作过程
此次设计中正反转及变速是在不改变源程序的基础下在调试窗口操作实现。
具体操作如下
按图接线，将宏汇编程序经过汇编，连接后形成.EXE文件装入系统。
在调试窗口下进行如下操作
1.由正传到反转：
（1）用U0000:
2000命令查看第一、第二指令知其数据段段地址为0223。
（2）用D0223:
0000命令查看数据段中放TABLE参数的值（正传为01H03H02H06H04H0CH08H09H）
（3）用E0223:
0000命令从TABLE的第一个数据开始修改这些值。
（实现反转值为09H08H0CH04H06H02H03H01H）
由以上操作实现正反转。
2．变速的实现：
类似以上，在调试窗口改变BX值，初始值为00H,20H.用E0223:
0001命令改变其值然后运行程序即可实现电机的调速。
第五章．源程序
STACKSEGMENTSTACK
DW256DUP（?
）
STACKENDS
DATASEGMENT
TABLEDB01H,03H,02H,06H,04H,0CH,08H,09H;
正传模型
TABLE200H,20H；
速度初始值
DATAENDS；
8255B口输出值
CODESEGMENT
ASSUMECS:
CODE,DS:
DATA
START:
MOVAX,DATAMOVDS,AX
MAIN:
MOVAL,90H
OUT63H,AL
A1：
MOVBX,OFFSETTABLE;
正转序列的偏移地址给BX
MOVCX,0008H;
步进电机步数为8
A2：
MOVAL,[BX];
8255输出
OUT61H,AL;
B口输出
CALLDALLY;
调DALLY延时程序
INCBX;
BX加1
LOOPA2;
继续循环A2
JMPA1;
跳转到A1
DALLY:
PUSHCX;
压栈操作
PUSHBX
MOVBX,OFFSETTABLE2
POPBX
A3:
PUSHAX;
延时
POPAX
LOOPA3
POPCX
RET;
返回主程序
CODEENDS
ENDSTART;
程序结束
第六章．总结与体会
通过这次实验设计，我进一步熟悉了8255和步进电机的工作方式，了解了程序设计的流程，熟悉了用汇编语言控制硬件电路的方法。
这次课程设计基本顺利完成了，在设计中遇到了很多专业知识问题，最后在老师的指导下，终于游逆而解。
同时，在老师的身上我们学也到很多实用的知识，此次课程设计，学到了很多课内学不到的东西，比如独立思考解决问题，出现差错的随机应变，和与人合作共同提高，都受益非浅，今后的制作应该更轻松，自己也都能扛的起并高质量的完成项目。
参考文献
[1]微型计算机控制技术潘新民王艳芳编著
[2]计算机控制技术实验指导书太原理工大学信息工程学院自动化实验室
[3]微机原理与接口技术马春燕主编电子工业大学出版社
[4]单片机技术基础教程与实践夏路易编著电子工业出版社
附录：
硬件原理图
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