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大学毕设论文__基于8086的步进电机控制论文课程设计

一、绪论

随着现代工业技术的不断发展，自动化程度的要求日益提高，作为自动化设备核心部件的电机，其性能的优劣直接影响到整个系统的稳定性和可靠性。步进电机作为一种高精度、高响应速度的电机，在数控机床、机器人、印刷机械等领域得到了广泛的应用。为了实现对步进电机的精确控制，研究基于8086微处理器的步进电机控制系统具有重要的理论意义和实际应用价值。

在当今信息时代，计算机技术飞速发展，微处理器作为计算机的核心部件，其性能的不断提升为步进电机的控制提供了强大的技术支持。8086微处理器作为经典的微处理器之一，以其结构简单、功能强大、成本较低等特点，在工业控制领域有着广泛的应用。本研究将基于8086微处理器设计一套步进电机控制系统，旨在实现对步进电机的精确控制，提高系统的稳定性和可靠性。

步进电机控制系统的研究不仅能够推动电机控制技术的发展，还能够为其他自动化设备的控制提供借鉴和参考。通过对步进电机控制系统的设计、实现和测试，可以深入理解步进电机的运行原理和控制方法，为后续相关研究奠定基础。此外，本课题的研究成果还可以为我国步进电机控制领域的技术创新提供有益的参考，推动相关产业的发展。因此，开展基于8086的步进电机控制系统的研究具有重要的现实意义和战略价值。

二、8086微处理器简介

(1)8086微处理器是英特尔公司于1978年推出的一款16位微处理器，它标志着个人计算机时代的开始。这款处理器采用了复杂的指令集和先进的微架构设计，为计算机系统的性能提升奠定了基础。8086微处理器具有20位的数据总线、16位的地址总线和20位的地址线，这使得它能够访问高达1MB的内存空间。在内部结构上，8086采用了RISC（精简指令集计算机）的设计理念，通过简化指令集来提高处理速度。

(2)8086微处理器内置了14个16位的通用寄存器，包括AX、BX、CX、DX、SI、DI、BP、SP等，这些寄存器可以用于数据的存储和计算，极大地提高了程序的执行效率。此外，8086还提供了丰富的I/O端口，可以通过编程方式实现对外部设备的控制和数据交换。8086微处理器的中断系统也相当完善，它支持多种中断类型，包括可屏蔽中断和非屏蔽中断，这使得系统在处理突发事件时能够迅速响应。

(3)8086微处理器的设计理念和技术特点对后来的微处理器发展产生了深远的影响。它的成功不仅推动了个人计算机的普及，还为整个计算机产业带来了巨大的变革。随着技术的进步，8086微处理器逐渐被更先进的处理器所取代，但其在历史上的地位和作用不容忽视。在计算机科学和电子工程领域，8086微处理器仍然是一个重要的研究对象，其设计理念和技术原理对于理解现代微处理器的工作原理具有重要意义。

三、步进电机控制原理

(1)步进电机是一种将电脉冲信号转换为角位移的电机，其特点是每输入一个脉冲信号，电机就转动一个固定的角度，即步进角度。步进电机的控制原理基于电磁感应原理，通过改变电机线圈中的电流方向和大小，使得电机产生旋转力矩。步进电机的转子由永磁材料制成，定子线圈通过通电产生磁场，当磁场与转子磁极相互作用时，转子就会按照一定的顺序转动。

(2)步进电机的控制通常采用脉冲分配器，将微处理器的输出脉冲信号转换为电机所需的步进脉冲信号。脉冲分配器可以产生两种类型的脉冲信号：单相脉冲和双相脉冲。单相脉冲控制方式简单，但效率较低；双相脉冲控制方式则可以提高电机的运行效率和精度。在双相脉冲控制中，通过控制两个线圈的电流，使得电机能够实现精确的定位和快速的运动。

(3)步进电机的控制还包括了速度控制和方向控制。速度控制是通过调整脉冲信号的频率来实现的，频率越高，电机转速越快；频率越低，电机转速越慢。方向控制则是通过改变脉冲信号的顺序来实现的，当脉冲信号的顺序改变时，电机的转动方向也会相应改变。在实际应用中，步进电机的控制通常需要结合微处理器、驱动电路和反馈系统，以实现高精度、高稳定性的运动控制。

四、基于8086的步进电机控制系统的设计

(1)在设计基于8086的步进电机控制系统时，首先需要明确系统的整体架构。该系统主要由8086微处理器、步进电机驱动电路、脉冲分配器、电源模块以及必要的传感器和执行机构组成。8086微处理器作为系统的核心，负责接收用户指令并生成控制信号，驱动步进电机按照预定程序运行。在设计过程中，需要确保微处理器的指令集和外部接口能够满足步进电机的控制需求。

(2)步进电机驱动电路是步进电机控制系统的重要组成部分，其主要功能是将微处理器输出的控制信号转换为步进电机所需的电流和电压。在设计驱动电路时，需要考虑电流的大小、电压的稳定性和驱动电路的可靠性。通常，驱动电路采用H桥电路结构，通过控制H桥的四个开关管的通断