大连理工大学 计算机原理实验 步进电机.docx

大连理工大学本科设计报告 （计算机原理接口实验综合设计） 题目： 步进电机控制系统设计 课程名称： 计算机原理实验 学院（系）： 电子信息与电气工程学部 专 业： 班 级： 学 号： 学生姓名： 成 绩： 2015 年 12 月 26 日 题目：步进电机控制系统设计 1 设计要求 利用实验台上的开关（K7-K0），实现步进电机的转速、转向控制。具体要求如下： 利用D8255A的PA0-PA3做输出，输出步进电机的相序、驱动步进电机工作（使用四个LED监视步进电机的相序信号），相序之间的时间决定着步进电机的转速，而间隔时间有时由CX寄存器的初值决定（参见实验教材3.1.3章节）。 利用ADC0809将输入滑动变阻器的模拟信号转换成数字信号来控制步进电机的转速，当滑动变阻器在两端时转速最快，向中间转动时，步进电机的转速会逐渐减小，当转过中间之后，步进电机转向； 利用8253做秒脉冲发生器，产生约0.5秒的周期性方波信号。其中CNT0做分频器：将1MHZ信号分频为100HZ；CNT1做秒脉冲输出（2HZ）； 利用386模块的主8259的MIR5做中断请求输入，将CNT1的OUT1秒信号方波作为中断请求信号，引发中断服务ISR; 在中断服务程序中实现对步进电机的转速、转向实时控制。实现方法如下：在ISR中，对ADC0809的输出进行一次输入操作，并根据输入的数据： 判断ADC0809输出的值，根据相应的值来判断步进电机的方向和转速； 2 设计分析及系统方案设计 1.首先参照实验教材的相关内容，将步进电机运转起来。在原有的参考程序中使用的是“输出立即数”方式来输出步进电机的相序，建议进行修改，以方便电机的转向控制。 使用“寄存器间接寻址”的方式输出相序信号：将步进电机的相序数据定义在数据段当中，使用SI或DI查表（间接寻址）获取相序数据。其中查表顺序决定着电机转动方向。 2.对8253进行编程，使OUT1输出秒脉冲方波信号，为了便于调试，建议使用逻辑笔监测OUT1的输出状态是否正常； 3.编制与中断相关的程序。包括中断屏蔽字的设定、中断向量表的创建以及开中断的操作，以上这些都应当加到程序的初始化中； 4.编写中断服务程序ISR。在ISR中读取ADC0809转换后的数据，然后进行数据分析、根据数据来调整CX寄存器中的数据，因而改变步进电机的转速。 3 系统电路图 8253 8253 OUT1 CLK1 GATE1 /CS OUT0 CLK0 GATE0 1MHZ脉冲 Vcc 210H 图 1 .1 实验参考逻辑电路 MIR5 8255 PA3 PA2 PA1 PA0 D7 ·· D0 A1 A0 /CS LED3 LED2 LED1 LED0 200H 步进 电机 5～12V BJ_IN4 BJ_IN3 BJ_IN2 BJ_IN1 系统总线 0.5HZ方波 4 外围接口模块硬件电路功能描述 8259A是 8259A是 HYPERLINK /view/1221216.htm \t _blank 专门为了对8085A和8086/8088进行中断 HYPERLINK /subview/57913/6368021.htm \t _blank 控制而设计的芯片，它是可以用程序控制的中断控制器。单个的8259A能管理8级向量优先级中断。 8255是Intel公司生产的可编程并行I/O接口芯片，有3个8位并行I/O口。具有3个通道3种工作方式的可编程并行接口芯片 5 主程序中主要变量说明 变量名称 内存单元 功能 SPEED2 DS：0001 存储不同状态下对应的CX值 SPEED DS：0000 延时程序中dh的值 flag DS：0003 控制步进电机转动的方向和速度值 6 系统软件中各个子程序的功能描述 子程序名称 入口参数 出口参数 功能 描述 delay cx要改变的值存放在SPEED2中 延时子程序，用来延时，改变步进电机的转速。 int_proc 将转速和转向存放在flag中 中断控制程序，通过中断改变延时程序中CX 7 主程序程序流程图 从 从AD0809读入转换后的数字量 中断结束命令 AL=1000000？ N 建立方向标志 A Y 根据不用的AL 设定CX值 ISR D8255A 的初始化 PA、PB输出 AD0809初始化 8253 初始化 CNT0方式3、初值 CNT1