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计算机控制系统课程设计指导书 数字化直流电机双闭环调速系统 欧阳鑫玉 徐少川 辽宁科技大学电子与信息工程学院控制系 二零零六年十月 目 录 目 录 1 第一章 接口芯片简介 2 1．1 引言 2 1．2 INTEL8088微处理器总线结构 2 1.2.1 8088引线 2 1.2.2 最小组态管脚说明 3 1．3 系统主时钟 4 1.4 8088存储器扩展 4 1.5 中断控制技术及接口 5 1.5.1 CPU中断系统 5 1.5.2 8259中断控制器 6 1.6 键盘及显示器接口技术 7 1.7 并行接口8255 8 1.8 可编程定时/计数器8253 8 1.9 ADC0809 9 第二章 数字化直流电机双闭环调速系统 11 2.1 调速系统的硬件组成及工作原理 11 2.1.1 高分辨率数字触发器 12 2.1.2高精度数字测速器 16 2.2 控制系统软件设计 19 复习题 23 附图 25 第一章 接口芯片简介 1．1 引言 电气传动系统采用微机进行数字化控制，是传动系统发展的主要方向。采用微机控制整个系统实现全数字化，可使控制系统结构简化，可靠性提高，操作及维修简便，电机稳态运行时的稳态精度可达到较高水平，同时，通过修改控制软件，可很方便地改变控制策略。 本设计选用INTEL公司生产的8088CPU作主控器，整个系统包括可控硅触发及转速测量等环节，实现全数字化。系统中采用了高分辨率数字触发器和高精度数字测速装置，控制对象为直流电机，采用双环控制，内环为电流环，外环为转速环，内环和外环的控制器都由微机来实现，它按照PI控制规律完成数字化的控制运算。 本系统设计中主要涉及的接口电路有： 中断接口8259：可接八个中断请求信号，本设计中接键盘中断请求信号、同步中断请求信号和A/D转换结束中断请求信号，地址为08H，09H。 键盘显示器接口8279：地址为28H，29H。 定时器/计数器8253：可用于计数和定时，地址为10H~13H。 并行接口8255：地址为20H~23H。 ADC0809接口：地址为18H~1FH。 存储器接口：6264、2764。6264是8KRAM芯片，地址为00000H~01FFFH。2764是8KROM芯片，地址为0E000H~0FFFFH。 1．2 INTEL8088微处理器总线结构 1.2.1 8088引线 当把8088CPU与存储器和外设构成一个计算机系统时，根据所连存储器和外设的规模，可有两种不同的组态。本设计由于存储器容量不大，片子不多，所要连的I/O端口少，因而采用最小组态即可满足设计要求。系统的地址总线可由CPU的、、通过地址锁存器74LS373构成，数据总线上的数据由供给，经74LS245驱动，系统中所需的控制信号全部由8088CPU本身提供。由于采用最小组态，接电源+5V。 1.2.2 最小组态管脚说明 8088处在最小组态时，引脚24~31的意义如下： ：区分是存储器访问还是访问。 ：存储器写或写。 ：CPU输出的中断响应信号，向外部输出低电平有效，表示CPU响应外部发来的INTR信号。 ：地址锁存允许信号，高电平有效，在最小组态下用来作地址锁存器74LS373的输入信号。 ：数据发送接收信号，在最小组态中用来控制数据收发器74LS245的数据传送方向。当为高电平时，表示数据从CPU向外输出，即完成写操作。当为低电平时，表示数据从外部向CPU输入，即完成读操作。采用74LS245主要是增加数据总线驱动能力。 ：数据允许信号，低电平有效，在最小组态中如使用数据收发器74LS245时，用此信号作为它的选通信号。 ：可屏蔽中断请求信号，由外部输入，电平触发，高电平有效。表示外部向CPU发出中断请求。 ：准备就绪信号。由外部输入，电平触发，高电平有效。表示CPU访问存储器或端口时，已准备好数据。当信号无效时，要求CPU插入一个或多个等待周期。 （输入）、（输出）：是系统中当别的总线主设备要求占用总线时，请求CPU响应信号。 ：系统状态信号线。 ：复位信号线（输入）。复位输入引起处理器内部立即结束现行操作。这个信号必须保持有效电平至少4个时钟周期，以完成内部复位过程。当其返回低电平时，重新启动执行。 ：时钟输入端，与8284时钟发生器的CLK引脚相连。 8088管脚见附图。 1．3 系统主时钟 在8088CPU组织的计算机系统中，专门设计了一个时钟发生器8284。它除了产生振荡，提供主时钟外，还向CPU提供准备就绪信号和系统复位信号。 8284有两种产生时钟信号的办法，用引脚加以选择，可选择外接频率源输入信号或接自身的晶体振荡器以形成脉冲。在本设计中接低电平，由和外接晶振以形成8088的时钟脉冲。晶振的频率为