大連理工大學(xué)計(jì)算機(jī)原理實(shí)驗(yàn)步進(jìn)電機(jī)

1、大連理工大學(xué)本科設(shè)計(jì)報(bào)告（計(jì)算機(jī)原理接口實(shí)驗(yàn)綜合設(shè)計(jì)）題目： 步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 課程名稱： 計(jì)算機(jī)原理實(shí)驗(yàn) 學(xué)院（系）： 電子信息與電氣工程學(xué)部 專 業(yè)： 班 級(jí)： 學(xué) 號(hào)： 學(xué)生姓名： 成 績(jī)： 2015 年 12 月 26 日題目：步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)1 設(shè)計(jì)要求利用實(shí)驗(yàn)臺(tái)上的開(kāi)關(guān)（K7-K0），實(shí)現(xiàn)步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)向控制。具體要求如下：1. 利用D8255A的PA0-PA3做輸出，輸出步進(jìn)電機(jī)的相序、驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)工作（使用四個(gè)LED監(jiān)視步進(jìn)電機(jī)的相序信號(hào)），相序之間的時(shí)間決定著步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速，而間隔時(shí)間有時(shí)由CX寄存器的初值決定（參見(jiàn)實(shí)驗(yàn)教材3.1.3章節(jié)）。2. 利用ADC080

2、9將輸入滑動(dòng)變阻器的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)來(lái)控制步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速，當(dāng)滑動(dòng)變阻器在兩端時(shí)轉(zhuǎn)速最快，向中間轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速會(huì)逐漸減小，當(dāng)轉(zhuǎn)過(guò)中間之后，步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)向；3. 利用8253做秒脈沖發(fā)生器，產(chǎn)生約0.5秒的周期性方波信號(hào)。其中CNT0做分頻器：將1MHZ信號(hào)分頻為100HZ；CNT1做秒脈沖輸出（2HZ）；4. 利用386模塊的主8259的MIR5做中斷請(qǐng)求輸入，將CNT1的OUT1秒信號(hào)方波作為中斷請(qǐng)求信號(hào)，引發(fā)中斷服務(wù)ISR;5. 在中斷服務(wù)程序中實(shí)現(xiàn)對(duì)步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)向?qū)崟r(shí)控制。實(shí)現(xiàn)方法如下：在ISR中，對(duì)ADC0809的輸出進(jìn)行一次輸入操作，并根據(jù)輸入的數(shù)據(jù)：判斷ADC080

3、9輸出的值，根據(jù)相應(yīng)的值來(lái)判斷步進(jìn)電機(jī)的方向和轉(zhuǎn)速；2 設(shè)計(jì)分析及系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)1.首先參照實(shí)驗(yàn)教材的相關(guān)內(nèi)容，將步進(jìn)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)起來(lái)。在原有的參考程序中使用的是“輸出立即數(shù)”方式來(lái)輸出步進(jìn)電機(jī)的相序，建議進(jìn)行修改，以方便電機(jī)的轉(zhuǎn)向控制。使用“寄存器間接尋址”的方式輸出相序信號(hào)：將步進(jìn)電機(jī)的相序數(shù)據(jù)定義在數(shù)據(jù)段當(dāng)中，使用SI或DI查表（間接尋址）獲取相序數(shù)據(jù)。其中查表順序決定著電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)方向。2.對(duì)8253進(jìn)行編程，使OUT1輸出秒脈沖方波信號(hào)，為了便于調(diào)試，建議使用邏輯筆監(jiān)測(cè)OUT1的輸出狀態(tài)是否正常；3.編制與中斷相關(guān)的程序。包括中斷屏蔽字的設(shè)定、中斷向量表的創(chuàng)建以及開(kāi)中斷的操作，以上這些都應(yīng)當(dāng)加

4、到程序的初始化中；4.編寫(xiě)中斷服務(wù)程序ISR。在ISR中讀取ADC0809轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)，然后進(jìn)行數(shù)據(jù)分析、根據(jù)數(shù)據(jù)來(lái)調(diào)整CX寄存器中的數(shù)據(jù)，因而改變步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速。3系統(tǒng)電路圖8253OUT1CLK1GATE1/CS OUT0CLK0GATE01MHZ脈沖Vcc210H圖 1 .1 實(shí)驗(yàn)參考邏輯電路MIR58255APA3PA2PA1PA0D7D0A1A0/CS LED3LED2LED1LED0200H步進(jìn)電機(jī)512VBJ_IN4BJ_IN3BJ_IN2BJ_IN1系統(tǒng)總線0.5HZ方波4 外圍接口模塊硬件電路功能描述8259A是專門(mén)為了對(duì)8085A和8086/8088進(jìn)行中斷控制而設(shè)計(jì)的芯片

5、，它是可以用程序控制的中斷控制器。單個(gè)的8259A能管理8級(jí)向量?jī)?yōu)先級(jí)中斷。8255是Intel公司生產(chǎn)的可編程并行I/O接口芯片，有3個(gè)8位并行I/O口。具有3個(gè)通道3種工作方式的可編程并行接口芯片 5 主程序中主要變量說(shuō)明變量名稱內(nèi)存單元功能SPEED2DS：0001存儲(chǔ)不同狀態(tài)下對(duì)應(yīng)的CX值SPEEDDS：0000延時(shí)程序中dh的值flagDS：0003控制步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的方向和速度值6系統(tǒng)軟件中各個(gè)子程序的功能描述子程序名稱入口參數(shù)出口參數(shù)功能 描述delaycx要改變的值存放在SPEED2中延時(shí)子程序，用來(lái)延時(shí)，改變步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速。int_proc將轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向存放在flag中中斷控制程

6、序，通過(guò)中斷改變延時(shí)程序中CX7主程序程序流程圖從AD0809讀入轉(zhuǎn)換后的數(shù)字量中斷結(jié)束命令A(yù)L=1000000？N建立方向標(biāo)志AY根據(jù)不用的AL設(shè)定CX值ISRD8255A 的初始化PA、PB輸出AD0809初始化8253 初始化CNT0方式3、初值CNT1方式2、初值主片8259初始化設(shè)置屏蔽字創(chuàng)建35H的中斷向量表開(kāi)中斷開(kāi)始（a）主程序流程圖IRET建立方向標(biāo)志B方向標(biāo)志？順時(shí)驅(qū)動(dòng)（等待中斷）逆時(shí)驅(qū)動(dòng)（等待中斷）（b）中斷服務(wù)程序流程圖圖 1.2 程序的參考流程圖8程序清單.modelsmall.386IO_8255EQU200HIO_8253EQU210HAD_IO EQU220HDA

7、TASEGMENTSPEEDDB6SPEED2DB70HFLAGDB00HZZDB01H,03H,02H,06H,04H,0CH,08H,09HFZDB09H,08H,0CH,04H,06H,02H,03H,01HSTOPDB00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00HDATAENDSCODESEGMENTASSUMECS:CODE,DS:DATASTART:MOVAX,DATAMOVDS,AX;-設(shè)置8253CNT0,CNT1-MOVDX,IO_8253ADDDX,3MOVAL,00110111BOUTDX,ALMOVDX,IO_8253MOVAL,0OUTDX,ALOUT

8、DX,ALMOVDX,IO_8253ADDDX,3MOVAL,01010110BOUTDX,ALMOVDX,IO_8253INCDXMOVAL,20OUTDX,AL;-設(shè)置8255-MOVDX,IO_8255ADDDX,03MOVAL,82H;A口作為輸出B口作為輸入OUTDX,AL;-設(shè)置386EX主8259中斷屏蔽字-INAL,21HANDAL,11011111BOUT21H,AL;-設(shè)置中斷向量表-PUSHDSMOVAX,0MOVDS,AXLEAAX,CS:INT_PROC ;AX指向中斷程序入口地址MOVSI,35H ;類型碼=35HADDSI,SIADDSI,SI ;35*4MOVD

9、S:SI,AX ;中斷向量表的IP值PUSHCSPOPAXMOVDS:SI+2,AX ;中斷向量表的CS值POPDSSTI;步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)向L1:MOVAL,FLAGMOVAH,ALANDAH,80HCMPAH,00HJEL2LEADI,ZZJMPL3L2:LEADI,FZ;速度L3:ANDAL,7FHCMPAL,00HJNEL4LEADI,STOPL4:MOVSPEED2,ALMOVDX,IO_8255MOVCX,08HLP:MOVAL,DIOUTDX,ALCALLDELAYINCDILOOPLPJMPL1;-中斷服務(wù)子程序-INT_PROCPROCfarPUSHAXPUSHCXMOVDX,AD

10、_IOOUTDX,AL ;啟動(dòng)ADCMOVDX,AD_IO ;獲取ADC EOC狀態(tài)地址ADDDX,2L5:INAL,DXTESTAL,01H ;測(cè)試EOC=1？JZL5MOVDX,AD_IO ;讀數(shù)據(jù)地址INCDXINAL,DX MOV BL,AL AND BL,80H CMP BL,00H JNZ L6 JMP L7L6:NEG ALL7:LEASI,FLAGMOVSI,ALOUTDX,ALMOVAL,20H ;發(fā)送中斷結(jié)束指令OUT20H,ALPOPCXPOPAXSTI ;允許中斷發(fā)生IRETINT_PROCENDPDELAYPROCPUSHAXPUSHCXPUSHDXMOV DH,SP

11、EEDXOR CX,CXX1:MOV CL,SPEED2 ADD CX,CX ADD CX,CX ;增大相序步長(zhǎng) ADD CX,00F5HX2:LOOPX2DECDHJNZX1POPDXPOPCXPOPAXRETDELAYENDPCODEENDSENDSTART9系統(tǒng)調(diào)試運(yùn)行結(jié)果說(shuō)明、分析所出現(xiàn)得問(wèn)題，設(shè)計(jì)體會(huì)與建議硬件環(huán)境：386EX實(shí)驗(yàn)箱軟件環(huán)境：HQFC設(shè)計(jì)語(yǔ)言：匯編語(yǔ)言本次實(shí)驗(yàn)將設(shè)計(jì)后的程序下載到386EX實(shí)驗(yàn)箱上，運(yùn)行程序，旋轉(zhuǎn)滑動(dòng)變阻器，可以看到在滑到中間位置時(shí)，步進(jìn)電動(dòng)機(jī)會(huì)停止運(yùn)行；滑過(guò)中間位置時(shí)，步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)向發(fā)生了改變?；瑒?dòng)變阻器在兩端時(shí)，步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)速最快，在中間時(shí)，轉(zhuǎn)速最慢，總體的設(shè)計(jì)效果已經(jīng)實(shí)現(xiàn)。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，我還遇到了許多問(wèn)題，最終解決問(wèn)題，成功實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)要求的功能。在實(shí)驗(yàn)中遇到的問(wèn)題如下：1）對(duì)8253,8255,8259芯片的初始化，以及中斷屏蔽字和中斷向量表的設(shè)置不太熟悉，經(jīng)過(guò)對(duì)以前實(shí)驗(yàn)的復(fù)習(xí)，該問(wèn)題得到解決。2）對(duì)于程序的跳轉(zhuǎn)不熟悉，時(shí)常出現(xiàn)死循環(huán)的現(xiàn)象。3）在中斷子程序的編寫(xiě)中注意關(guān)閉中斷。在解決了上述問(wèn)題之后成功的實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)要求的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。10 結(jié)論及設(shè)計(jì)體會(huì)本次實(shí)驗(yàn)總體來(lái)說(shuō)是成功的。實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)要求的所有實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。在實(shí)驗(yàn)的開(kāi)始階段我感到一籌莫展，不知道該從哪下手。老師指導(dǎo)我們從基礎(chǔ)程序做起，先把基礎(chǔ)程序編好在逐漸的往上增加功能。編