微機原理與接口課程設(shè)計直流電機控制

1、課題名稱：直流電機控制 摘要本設(shè)計主要通過微機原理與接口技術(shù)實驗箱對直流電機控制進行模擬，使直流電機實驗正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、加速、減速等功能。在現(xiàn)代電子產(chǎn)品中，直流電機廣泛應(yīng)用于atm機、噴繪機、刻字機、寫真機、噴涂設(shè)備、醫(yī)療儀器及設(shè)備、計算機外設(shè)及海量存儲設(shè)備、精密儀器、工業(yè)控制系統(tǒng)、辦公自動化、機器人等領(lǐng)域。所以直流電機的控制是一門很實用的技術(shù)。實驗主要是通過按鍵的不同和外部串口程序來設(shè)置直流電機的轉(zhuǎn)速。軟件部分采用了匯編語言編寫程序代碼和mfc編寫的串口控制軟件，通過判斷、跳轉(zhuǎn)、循環(huán)、中斷、串行通信等基本技術(shù)實現(xiàn)。此系統(tǒng)可以通過鍵盤輸入相關(guān)數(shù)據(jù), 并根據(jù)需要, 實時對步進電機工作方式進行設(shè)置,

2、具有實時性和交互性的特點。直流電機, 將直流電能轉(zhuǎn)換成機械能(直流電動機)或?qū)C械能轉(zhuǎn)換成直流電能(直流發(fā)電機)的旋轉(zhuǎn)電機。定義輸出或輸入為直流電能的旋轉(zhuǎn)電機，稱為直流電機，它是能實現(xiàn)直流電能和機械能互相轉(zhuǎn)換的電機。當(dāng)它作電動機運行時是直流電動機，將電能轉(zhuǎn)換為機械能；作發(fā)電機運行時是直流發(fā)電機，將機械能轉(zhuǎn)換為電能。本次課程設(shè)計是采用以8255芯片和微型直流電機為主要元器件，以c語言為編程語言和mf2kp編譯軟件為基礎(chǔ)共同組成的微機控制直流電機電路。關(guān)鍵詞：直流電動機，匯編，mf2kp目錄1緒論.32課程設(shè)計的目的.33課程設(shè)計的內(nèi)容.44實驗原理和相關(guān)電路圖.4 4.1實驗原理.4 4.2實驗

3、連線.4 4.3實驗電路圖.55程序源代碼.66課設(shè)總結(jié).137 參考文獻.151 緒論 匯編語言(assemblylanguage)是面向機器的程序設(shè)計語言。在匯編語合中，用助記符(memoni)代替操作碼，用地址符號(symbol)或標(biāo)號(label)代替地址碼。這樣用符號代替機器語言的二進制碼，就把機器語言變成了匯編語言。于是匯編語言亦稱為符號語言。使用匯編語言編寫的程序，機器不能直接識別，要由一種程序?qū)R編語言翻譯成機器語言，這種起翻譯作用的程序叫匯編程序，匯編程序是系統(tǒng)軟件中語言處理系統(tǒng)軟件。匯編程序把匯編語言翻譯成機器語言的過程稱為匯編。定義輸出或輸入為直流電能的旋轉(zhuǎn)電機，稱為直流

4、電機，它是能實現(xiàn)直流電能和機械能互相轉(zhuǎn)換的電機。當(dāng)它作電動機運行時是直流電動機，將電能轉(zhuǎn)換為機械能；作發(fā)電機運行時是直流發(fā)電機，將機械能轉(zhuǎn)換為電能。在直流電動機工作時，電樞轉(zhuǎn)動，換向器配合電刷對電流進行換向，直流電流交替地由導(dǎo)體兩端流入，保證每個線圈邊中的電流始終是一個方向，從而形成一種方向不變的轉(zhuǎn)矩，使電動機能連續(xù)地旋轉(zhuǎn)，這就是直流電動機的工作原理。此次在課程設(shè)計之初，我們先是對電路的功能進行必要而完善的分析，再進行對電路連接和程序代碼的確定以選擇出一種最適合本次課題的方案。在達到課題要求的前提下保證最經(jīng)濟、最方便、最優(yōu)化的設(shè)計策略。然后根據(jù)電路的功能和元器件的性能進行電路設(shè)計，同時調(diào)整電路

5、的連接和布局以達到資源最優(yōu)配置，最后運用mf2pk軟件編譯源代碼，通過微機控制直流電機的運轉(zhuǎn)。 2課程設(shè)計的目的微機原理和接口技術(shù)是一門實踐性強的學(xué)科，相關(guān)知識僅靠學(xué)習(xí)教科書不能很好的掌握，必須通過實踐才能比較直觀和深刻的理解。在綜合課程設(shè)計過程中，給學(xué)生提出一個綜合性的設(shè)計題目，僅提供設(shè)計任務(wù)和要求，不給出具體的實驗原理圖與參考程序，學(xué)生根據(jù)設(shè)計要求確定實驗方案，選擇合適的器件，進行電路設(shè)計，實現(xiàn)電路連接，編寫調(diào)試程序，完成給定的設(shè)計任務(wù)。通過課程設(shè)計課程，可檢驗學(xué)生在微機原理與接口綜合應(yīng)用方面分析問題與解決問題的能力，從而幫助學(xué)生系統(tǒng)地掌握微機原理的接口技術(shù)的相關(guān)知識，達到將知識融會貫通的

6、目的。同時給學(xué)生提供更多、更好的訓(xùn)練機會，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。本次實驗的設(shè)計目的歸納為：一，掌握微機控制直流電機運動的電路的設(shè)計方法；二，通過直流電機實驗，學(xué)習(xí)直流電機的控制原理與方法；三，掌握mf2kp匯編軟件的使用和利用多功能電路實驗箱測試電路及連接的方法；四，程序設(shè)計和電路連接的優(yōu)化達到技術(shù)指標(biāo)。3課程設(shè)計的內(nèi)容1. 了解直流電機的基本原理，掌握直流電機的轉(zhuǎn)動編程方法；2. 了解影響電機轉(zhuǎn)速的因素有那些；3. 利用實驗箱小鍵盤、直流電機，設(shè)計一個具有直流電機控制基本功能的實驗裝置，實現(xiàn)直流電機正、反向旋轉(zhuǎn)，加速、減速控制；4. 完成接口電路的設(shè)計；5. 完成控制程序的編寫4實驗原理和相關(guān)

7、電路圖4.1實驗原理： 可編程并行接口8255是一個具有兩個8位(a端口和b端口)和兩個4位(c端口)并行i/o端口的芯片。在與外設(shè)進行數(shù)據(jù)傳輸時，把a、b、c3個端口分為兩組。a組由a端口和c端口的高4位組成。b組由b端口和c端口的低4位組成。為了滿足多種數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊?，可以通過對8255的編程用方式控制字設(shè)置3種工作方式來實現(xiàn)。這3種工作方式為：方式0(基本i/o工作方式)；方式1(選通i/o工作方式)；方式2(雙向傳送方式)。8255的控制字有工作方式控制字和c端口的位置位/復(fù)位控制字。工作方式控制字是必須要預(yù)先設(shè)定的，c端口的位置位/復(fù)位控制字可視需要而定。一般來說，在方式0中，c端口

8、除在特殊場合用作聯(lián)絡(luò)信號外，如：雙機通信，基本上都作為數(shù)據(jù)端口參與i/o操作。但在方式1或方式2下，c端口的相應(yīng)位可用來作為i/o操作的控制和同步信號，也可用作對cpu的中斷請求信號。實驗裝置直流電機模塊共有三個控制輸入端，pc0、pc1端控制電機的啟停、正反轉(zhuǎn)，dj端接收直流電機速度控制模擬信號。當(dāng)pc0、pc1接收的命令等于00或11時，電機停止運轉(zhuǎn)；當(dāng)pc0、pc1接收的命令等于10時，電機正轉(zhuǎn)；當(dāng)pc0、pc1接收的命令等于01時，電機反轉(zhuǎn)。當(dāng)電機運轉(zhuǎn)時，調(diào)節(jié)電位器旋扭，可使直流電機按給定速度運轉(zhuǎn)。4.2實驗連線： 將jp8加上短路塊，為直流電機提供電源。 pc0-正極 ，pc1-負極

9、4.3實驗電路圖：5程序源代碼code segment assume cs:code,ds:codestart: mov ch,00h ;鍵值左移4位存ch用,先初始化 mov cl,00h ;控制步進電機單步走用作標(biāo)志 mov dx,203h ;置8255a控制口地址 mov al,90h ;a口輸入,c口輸出 out dx,alloop1: mov dx,202h ;8255a的c口 mov ah,00000110bmov al,00000110b ;鍵盤第一行out dx,al mov dx,200h ;8255a的a口in al,dx ;獲取列碼cmp al,0ffh jne loop

10、2 ;有鍵按下mov dx,202h ;列碼全1無鍵按下掃描第二行mov ah,00000101bmov al,00000101b out dx,almov dx,200hin al,dxcmp al,0ffhjne loop2mov dx,202h ;第三行mov ah,00000011bmov al,00000011b out dx,almov dx,200hin al,dxcmp al,0ffhjne loop2jmp loop1loop2: call delay ;消除抖動in al,dxcmp al,0ffhje loop1mov bl,0feh ;確定有鍵按下則求列值mov bh,

11、0 ;bh存鍵值loop3:cmp al,bl ;掃描列值je onecmp bh,7 ;所有列碼都掃描完je loop1 ;重新檢測按鍵inc bhrol bl,1 ;列碼循環(huán)左移一位jmp loop3one: cmp ah,00000110b ;第一行按鍵 je one2 cmp ah,00000101b ;第二行按鍵 je two2 cmp ah,00000011b ;第三行功能鍵 je three2 call jump jmp wait1one2: call first ;調(diào)用第一行處理程序 jmp wait1two2: call second ;調(diào)用第二行處理程序 jmp wait1

12、three2:call third ;調(diào)用第三行處理程序wait1: mov dx,200hwait2: in al,dx cmp al,0ffh jne wait2 ;等待按鍵 jmp loop1org 200hnum db ? ;存步進電機步數(shù)first proc near mov dx,203h ; 開控制口 mov al,90h ;a口輸入,c口輸出 out dx,al cmp ch,0 ;第一次執(zhí)行按鍵 jz ch0 ; add bh,ch ;顯示八位,ch0: mov dx,201h ;b口 mov al,bh ;鍵值送al out dx,al ;在二極管上顯示bh即輸入的鍵值 m

13、ov dx,208h ;打開d/a out dx,al ;控制直流電機轉(zhuǎn)速 mov num,al ;步進電機轉(zhuǎn)的步數(shù) mov cl,4 sal bh,cl; bh值左移四位 mov ch,bh ;bh值送ch mov cl,0 ;cl清零,不影響步進電機單步走 retfirst endpsecond proc near add bh,8h ;掃描第二行 mov dx,203h mov al,90h out dx,al cmp ch,0 ; jz ch1 add bh,chch1: mov dx,201h ;8255a的b口輸出 mov al,bh out dx,al ;輸出鍵盤的值 mov d

14、x,208h out dx,al mov num,al ;步進電機步數(shù) mov cl,4 sal bh,cl ;左移4位 mov ch,bh mov cl,0 retsecond endpthird proc near add bh,10h ;掃描第三行 mov dx,203h ;設(shè)置方式控制字 mov al,90h out dx,al mov dx,201h ;二極管顯示為全0;b口 mov al,00h ; out dx,al cmp bh,13h ;比較鍵值13h為”+” jz done2 ;正轉(zhuǎn) cmp bh,12h ;12h為”-” jz done3 ;反轉(zhuǎn) cmp bh,11h ;

15、11h為”,” jz done4 ;正向一步一步轉(zhuǎn) cmp bh,10h ;10h 為”.” jz done5 ;反向一步一步轉(zhuǎn)retthird endpdone2: call program1done3:call program2done4:call program3done5:call program4 delay proc near ; 鍵盤 延時子程序 push cx mov cx,1800hnext: dec cx jne next pop cx retdelay endp delay2 proc near ;電機 延時子程序 push cx mov cx,5000hnext2: d

16、ec cx jne next2 pop cx retdelay2 endpjump proc near retjump endpprogram1 proc near ;正向連續(xù)轉(zhuǎn) push cx mov dx,203hmov al,90hout dx,almov dx,202h; c口mov cl,num ;電機步數(shù)zheng:mov al,10h ;正向out dx,al ;給a相通電call delay2dec cl ;計算已進步數(shù)jz done1 ;步數(shù)已完成，返回mov al,20h ;輸出第二拍模型out dx,al ;給b相通電call delay2 ;延遲;dec cljz do

17、ne1mov al,40h ;輸出第三拍模型out dx,al ;給c相通電call delay2dec cljz done1mov al,80h ;輸出第四拍out dx,al ;給d相通電call delay2dec cljz done1mov al,10h ;回到原點out dx,alcall delay2dec cljnz zheng ;abcda循環(huán)通電 jmp loop1 pop cxretprogram1 endpdone1:jmp loop1program2 proc near ;反向連續(xù)轉(zhuǎn) push cx mov dx,203hmov al,90hout dx,al mov

18、dx,202h ;c口mov cl,num ;設(shè)置轉(zhuǎn)的步數(shù)fan: mov al,10h ;反向轉(zhuǎn)動out dx,al ;給a通電call delay2dec cljz done1mov al,80h ;給d通電out dx,al call delay2dec cljz done1mov al,40h ;給c通電out dx,alcall delay2dec cljz done1mov al,20h ;給b通電out dx,alcall delay2dec cljz done1mov al,10h ;給a通電out dx,alcall delay2dec cljnz fan ;adcba通電j

19、mp loop1pop cx retprogram2 endpprogram3 proc near ;正向單步走 mov dx,203h mov al,90h out dx,al mov dx,202h ;c口 cmp cl,00h ;第一次按,給a通電轉(zhuǎn)一步 jz aa1; cmp cl,01h ;cl=1,b通電 jz bb1 cmp cl,02h ;cl=2,c通電 jz cc1 cmp cl,03h ;cl=3,d通電 jz dd1 jmp loop1 ;檢測鍵盤aa1: mov al,10h out dx,al call delay2 inc cl ;自動加一,cl為01h jnz

20、donebb1: mov al,20hout dx,alcall delay2inc cljnz donecc1: mov al,40hout dx,alcall delay2inc cljnz done dd1: mov al,80hout dx,alcall delay2mov cl,00h;jz donejmp loop1 program3 endpprogram4 proc near ;反向單步走 mov dx,203h mov al,90h out dx,al mov dx,202h ;mov cl,0 cmp cl,00h ;cl=0,a通電 jz aa2 cmp cl,01h ;

21、cl=1,d通電 jz dd2 cmp cl,02h ;cl=2,c 通電 jz cc2 cmp cl,03h ;cl=3,b 通電 jz bb2 jmp loop1 ;檢測鍵盤aa2: mov al,10h out dx,al call delay2 inc cl jnz donedd2: mov al,80hout dx,alcall delay2 inc cljnz donecc2: mov al,40hout dx,alcall delay2inc cljnz done bb2: mov al,20hout dx,alcall delay2mov cl,00h ;cl重新置0;jz d

22、onejmp loop1program4 endpdone: jmp loop1 ;掃描鍵盤code endsend start5 課設(shè)總結(jié) 通過這次微機接口課程設(shè)計，我們對接口技術(shù)知識進行了一次鞏固和加深，通過對直流電機原理的熟悉和程序運行編程，我們對直流電機在工業(yè)和生活中的應(yīng)用也有了一定的了解。接口技術(shù)是一門理論性很強，同時實踐性也很強的的一門學(xué)科。只有多付出努力，多動手才能有收獲，本次接口課程設(shè)計就給了我們一個很好的實踐的機會。完成課程設(shè)計需要先查資料 ，再進行方案的選擇和設(shè)計，最后進行調(diào)試。課設(shè)是使我們能夠去真正的來動手獨立完成整個過程。這一點正是我們在學(xué)習(xí)好理論只是后所欠缺的。通過在

23、實驗箱上的調(diào)試，我們接觸到實體學(xué)習(xí)，更進一步了解了原理。在安裝調(diào)試過程中，可以發(fā)現(xiàn)理論上可行電路設(shè)計或編程很有可能調(diào)試不出結(jié)果，這就需要我們來對電路進行整體的分析，考慮到各個環(huán)節(jié)的影響，才能發(fā)現(xiàn)問題。在課設(shè)的整個過程中，同學(xué)之間要相互合作，許多資料要通過同學(xué)們之間的資源共享可以達到事半功倍的效果。這就是我們以后必須要學(xué)會的團隊合作的精神。一個人的思想不可能面面俱到，相互合作就能彌補這種不足。相互學(xué)習(xí)，以達到共同進步。此次實驗共分為二個主要的核心部分，即軟件部分和硬件部分，由我們小組的二個成員相互合作共同完成。通過這次課程設(shè)計，讓我真正體會到什么是團隊協(xié)作，真正的了解到團隊合作的有利之處，真正感受到團隊成員為了共同的目標(biāo)聯(lián)合在一起時的強大的力量。從一開始我們就通過集體商量確定各個成員的分工，接下來每位成員都只用按照自己的任務(wù)按部就班的執(zhí)行下去，效率非常的高。分配各成員工作時，我們各盡其能，做到資源優(yōu)化配置。具體工作時，各成員都頻繁交流，避免各自為政，當(dāng)工作出現(xiàn)問題是，各成員應(yīng)仔細商討，盡快找到問題的癥結(jié)，從而盡快解決問題。我在完成課程設(shè)計的過程中體會到團隊合作的樂趣, 有什么問題和想法拿出來一起探討與分享，將會有更好的答案，活躍了一個人的思維，豐富了我們的頭腦，學(xué)會去接受別人，肯定別人，同樣也得到了別人的尊重與肯定，除了討論之外，還需積極獨立思考，唯獨通過自己的獨立思考，才能解決