微機(jī)原理課程設(shè)計(jì)-步進(jìn)電機(jī)的正反轉(zhuǎn)及調(diào)速控制（精編版）

1、- - 課程設(shè)計(jì)報(bào)告題目步進(jìn)電機(jī)正反轉(zhuǎn)及調(diào)速控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)課 程 名稱微機(jī)原理及應(yīng)用院 部 名稱機(jī)電工程學(xué)院專業(yè)電氣工程及其自動(dòng)化班級(jí)10 電氣班學(xué)生 姓名管志成學(xué)號(hào)10041002課程設(shè)計(jì)地點(diǎn)c04 課程設(shè)計(jì)學(xué)時(shí)20 指 導(dǎo) 教 師李國利金陵科技學(xué)院教務(wù)處制成績- - 摘 要步進(jìn)電機(jī)是將電脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)榻俏灰苹蚓€位移的開環(huán)控制元件，具有快速啟動(dòng)能力 ,定位精度高 ,能夠直接接受數(shù)字量 ,因此被廣泛地應(yīng)用于數(shù)字控制系統(tǒng)中,如數(shù)模轉(zhuǎn)換裝置、精確定位、計(jì)算機(jī)外圍設(shè)備等,在現(xiàn)代控制領(lǐng)域起著非常重要的作用。本設(shè)計(jì)基于 pous 7.8設(shè)計(jì)環(huán)境，運(yùn)用了 886 cu 芯片以及 7273芯片、 74244

2、 芯片和步進(jìn)電機(jī)以及7 位小功率驅(qū)動(dòng)芯片 n2003a、按鈕、指示燈等輔助硬件電路 ,設(shè)計(jì)了步進(jìn)電機(jī)正反轉(zhuǎn)及調(diào)速系統(tǒng)。繪制軟件流程圖，進(jìn)行了軟件設(shè)計(jì)并編寫了源程序，最后對(duì)軟硬件系統(tǒng)進(jìn)行聯(lián)合調(diào)試。該步進(jìn)電機(jī)的正反轉(zhuǎn)及調(diào)速系統(tǒng)具有控制步進(jìn)電機(jī)正反轉(zhuǎn)的功能,還可以對(duì)步進(jìn)電機(jī)進(jìn)行調(diào)速，不同的按鈕對(duì)應(yīng)不同的速度，并且在沒有速度按鈕按下的時(shí)候，步進(jìn)電機(jī)自動(dòng)切換到停止?fàn)顟B(tài)。關(guān)鍵詞： 步進(jìn)電機(jī) ; 正反轉(zhuǎn) ; 調(diào)速控制； l203芯片 ; 8086微機(jī)系統(tǒng)- - 目錄一、概述1.1 課程設(shè)計(jì)的目的 4 .課程設(shè)計(jì)的要求 4 二、總體設(shè)計(jì)方案及說明2.1 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案 5 2.2 系統(tǒng)工作框圖 三、系統(tǒng)硬件

3、電路設(shè)計(jì)3.1 inel 8086 微處理器的簡介 6 3.2 步進(jìn)電機(jī)的原理 7 3 un2003的簡介 8 .4 74154 芯片簡介 9 .57ls芯片簡介 1 06 8086最小系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 11 3.7步進(jìn)電機(jī)及其驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì) 12 3.8 電機(jī)狀態(tài)顯示電路的設(shè)計(jì) 2 3.9輸入采樣電路的設(shè)計(jì) 13.10系統(tǒng)總電路圖 4 四、系統(tǒng)軟件部分設(shè)計(jì)4.1系統(tǒng)流程圖 1. 系統(tǒng)軟件源程序 16 4.21 電機(jī)繞組通電順序設(shè)定 14.2.2 延時(shí)子程序設(shè)計(jì) 16 2.匯編源程序及說明 1 6 五、總結(jié).1 系統(tǒng)軟硬件的聯(lián)合調(diào)試 25.2 問題分析和解決方案 2- - 5.3 心得與體會(huì) 2六、

4、參考文獻(xiàn) 23 附錄 :總電路圖 25 一、概述1. 課程設(shè)計(jì)的目的通過本課程設(shè)計(jì) , 使學(xué)生掌握控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一般步驟，掌握系統(tǒng)總體控制方案的設(shè)計(jì)方法。使學(xué)生進(jìn)一步掌握微型計(jì)算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的硬、軟件開發(fā)方法,輸入/ 輸出( / ) 接口技術(shù) , 應(yīng)用程序設(shè)計(jì)技術(shù)，并能結(jié)合專業(yè)設(shè)計(jì)簡單實(shí)用的微型計(jì)算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)。 針對(duì)課堂重點(diǎn)講授內(nèi)容使學(xué)生加深對(duì)微型計(jì)算機(jī)硬件原理的理解及提高匯編語言程序設(shè)計(jì)的能力，為以后的畢業(yè)設(shè)計(jì)搭建了微機(jī)系統(tǒng)應(yīng)用平臺(tái)，提高學(xué)生的開發(fā)創(chuàng)新能力。1.課程設(shè)計(jì)的要求步進(jìn)電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)一個(gè)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)控制系統(tǒng), 要求：1）系統(tǒng)功能：點(diǎn)動(dòng)sw1 按鍵控制步進(jìn)電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)

5、，點(diǎn)動(dòng)sw2 按鍵控制步進(jìn)電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)，點(diǎn)動(dòng)sw 按鍵控制步進(jìn)電動(dòng)機(jī)停止，在進(jìn)行相應(yīng)操作時(shí), 對(duì)應(yīng) led將被點(diǎn)亮。按下 w4按鍵使步進(jìn)電機(jī)在所設(shè)定的一級(jí)速度下運(yùn)轉(zhuǎn), 按下 s使步進(jìn)電機(jī)在所設(shè)定的二級(jí)速度下運(yùn)轉(zhuǎn), 按下 sw6 使步進(jìn)電機(jī)在設(shè)定的三級(jí)速度下運(yùn)轉(zhuǎn)，按下 sw 使步進(jìn)電機(jī)在滿轉(zhuǎn)速下運(yùn)轉(zhuǎn); 2)給出系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案 , 畫出硬件連線圖，并說明工作原理; ) 畫出程序框圖并編寫程序；4)軟硬件聯(lián)調(diào)，完成系統(tǒng)工作調(diào)試; 在以上工作基礎(chǔ)上完成課程設(shè)計(jì)報(bào)告，包括設(shè)計(jì)任務(wù)與要求， 總體方案說明，電路原理圖與說明，軟件流程圖和源程序清單，問題分析與解決方案,結(jié)論與體會(huì)，參考資料等。- - 二、總體設(shè)計(jì)

6、方案與說明1系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案本設(shè)計(jì)是基于 ndows 環(huán)境下的 pous7.8軟件，在其中進(jìn)行硬件電路的的設(shè)計(jì)，匯編語言源程序的編寫以及以上兩部分工作完成后的軟硬件系統(tǒng)的聯(lián)合調(diào)試。本設(shè)計(jì)的處理控制系統(tǒng)由nte8086 微處理器在最小模式下組成的單處理器系統(tǒng)構(gòu)成，用來進(jìn)行對(duì)外圍硬件電路進(jìn)行信息采集、數(shù)據(jù)處理和控制。由8086 芯片來檢測(cè)外圍電路中正反轉(zhuǎn)按鍵是否按下，若按下，則相應(yīng)地改變對(duì)步進(jìn)電機(jī)的施加的脈沖順序， 實(shí)現(xiàn)正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)的控制， 沒有鍵按下則電機(jī)處于停止?fàn)顟B(tài);同樣由 8086處理器來檢測(cè)外圍電路中的調(diào)速按鈕是否按下,若有鍵按下，則調(diào)用相應(yīng)的時(shí)間的延時(shí)子程序， 以對(duì)脈沖頻率進(jìn)行控制以實(shí)現(xiàn)對(duì)

7、步進(jìn)電機(jī)速度的調(diào)節(jié)。顯示電路采用 led 指示燈來指示電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)驅(qū)動(dòng)電路采用 uln 003a 芯片,該芯片的電流增益高 ,帶負(fù)載能力強(qiáng)。步進(jìn)電機(jī)采用 by48s3四相步進(jìn)電機(jī) ,電壓為 dc12， 額定轉(zhuǎn)速為 360pm。2系統(tǒng)工作框圖- - intel 8086cpu地址鎖存器數(shù)據(jù) / 地址總線 db總線驅(qū)動(dòng)器數(shù)據(jù)輸入數(shù)據(jù)輸入數(shù)據(jù)輸出正反轉(zhuǎn)按鍵模塊調(diào)速控制按鍵模塊電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路總線驅(qū)動(dòng)器數(shù)據(jù)鎖存器步進(jìn)電機(jī)地址譯碼地址輸出片選信號(hào) 1片選信號(hào) 2片選信號(hào) 3顯示電路圖 1 系統(tǒng)工作框圖三、系統(tǒng)硬件部分設(shè)計(jì)1 intel 808微處理器的簡介inel 886 是 intel 公司于 1978

8、 年推出的 16位微處理器。它采用hms工藝制造，片內(nèi)有 2萬個(gè)晶體管，單一電源 +5v 供電,時(shí)鐘頻率 .77-10mhz,片內(nèi)數(shù)據(jù)總線、寄存器和外部數(shù)據(jù)總線都為6 位,最大可尋址的物理地址為。要掌握一個(gè) cpu 的工作性能及使用方法 ,首先應(yīng)該了解它的編程結(jié)構(gòu)。在086 pu 的編程結(jié)構(gòu)上， 從功能上 ,分為兩部分， 即總線接口部件 (bi）和執(zhí)行部件（ e） 。806 的邏輯地址為 20 位,物理地址為 16 位， ，對(duì)于編程員來說，只需要考慮邏輯地址即可。886 為 40 只引腳雙列直插式封裝。inel808 可以工作在最大和最小兩種模式下,最小模式和最大模式的確定是通過一條mn/n

9、所接的邏輯電平是“”還是“0”來完成。在最小方式下 ,微處理器被用來構(gòu)成一個(gè)小規(guī)模的單處理機(jī)系統(tǒng),微處理器本身必須提供全部的的控制信號(hào)給外圍電路。在最大方式下 ,微處理器被用來構(gòu)成一個(gè)較大規(guī)模的多機(jī)系統(tǒng)。在最小模式下的信號(hào)如下 : (）ad150(addres daa us)地址/數(shù)據(jù)復(fù)用引腳 (雙向工作 ) 分時(shí)復(fù)用- - 的地址數(shù)據(jù)線。（2)a19/s6a16 3（ddressttus）輸出，是分時(shí)復(fù)用的地址狀態(tài)線。 用作地址線時(shí) ,a19a6與 a1a0 一起構(gòu)成訪問存儲(chǔ)器的20位物理地址。(3） / s7 (bs i aale/sttus)總線高字節(jié)有效信號(hào)。三態(tài)輸出,低電平有效 ,用

10、來表示當(dāng)前高 8位數(shù)據(jù)線上的數(shù)據(jù)有效。(4）nm(non maskable i trrut ru）不可屏蔽中斷請(qǐng)求信號(hào)。由外部輸入 ,上升沿觸發(fā)，不受中斷允許標(biāo)志的限制。(）int(interupt reet)可屏蔽中斷請(qǐng)求信號(hào)。 由外部輸入，電平觸發(fā)，高電平有效。(6)（ead)讀信號(hào)。三態(tài)輸出， 低電平有效 ,表示當(dāng)前 cu 正在讀存儲(chǔ)器或io 端口。() clk（cok)主時(shí)鐘引腳 (輸入） 。由 8284 時(shí)鐘發(fā)生器輸入。 8286pu可使用的最高時(shí)鐘頻率隨芯片型號(hào)不同而異，806 為 hz,8086-1 為 1mh，8086-2 為 8mhz。(8) rese（reset)復(fù)位信號(hào)。

11、由外部輸入，高電平有效。(9) redy（ ay） 準(zhǔn)備就緒信號(hào)。 由外部輸入 ,高電平有效，表示 pu 訪問的存儲(chǔ)器或 i端口已準(zhǔn)備好傳送數(shù)據(jù)。（10) tt 測(cè)試信號(hào)。由外部輸入，低電平有效。cp執(zhí)行 at 指令時(shí),每隔 5 個(gè)時(shí)鐘周期對(duì)tst 進(jìn)行一次測(cè)試 ,若測(cè)試 test 無效,則 cpu 處于踏步等待狀態(tài) ,直到 tet 有效， cp才繼續(xù)執(zhí)行下一條指令。(11) mn/m 工作模式選擇信號(hào)。由外部輸入,m/mx為高電平時(shí) ,pu 工作在最小模式； mn mx 為低電平時(shí) ,c工作在最大模式。(12) gndvc電源地和電源。 8086pu 只需要單一的 +5v 電源，由 vcc引

12、腳輸入。（13) inta 中斷響應(yīng)信號(hào)。向外部輸出，低電平有效。在中斷響應(yīng)周期，該信號(hào)表示 pu 響應(yīng)外部發(fā)來的 ntr 信號(hào),用作讀中斷類型碼的選通信號(hào)。（14) le地址鎖存允許信號(hào)。向外部輸出,高電平有效。在最小模式系統(tǒng)中用作地址鎖存器的片選信號(hào)。(15） den 數(shù)據(jù)允許信號(hào)，三態(tài)輸出 ,低電平有效。(6) dt/r 數(shù)據(jù)發(fā)送 /接收控制信號(hào)（ ) mio存儲(chǔ)器 io端口訪問信號(hào)。(8）r 寫信號(hào)。三態(tài)輸出，低電平有效，表示當(dāng)前cpu 正在寫存儲(chǔ)器或io 端口。(19)hold 總線請(qǐng)求信號(hào)。由外部輸入、高電平有效。表示有其他共享總線- - 的處理器 /控制器向 pu 請(qǐng)求使用總線。

13、(0） hda 總線請(qǐng)求響應(yīng)信號(hào)。向外部輸出,高電平有效。 cu 一旦測(cè)試到有 hold 請(qǐng)求，就在當(dāng)前總線周期結(jié)束后，使hd有效 ,表示響應(yīng)這一總線請(qǐng)求 ,并立即讓出總線使用權(quán)。在不要求使用總線的情況下,cp中指令執(zhí)行部件可繼續(xù)工作。 hld 變?yōu)闊o效后， pu 也將 hlda 置成無效 ,并收回對(duì)總線的使用權(quán)，繼續(xù)操作。3.步進(jìn)電機(jī)的原理步進(jìn)電機(jī)是將電脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)榻俏灰苹蚓€位移的開環(huán)控制元步進(jìn)電機(jī)件。在非超載的情況下， 電機(jī)的轉(zhuǎn)速、停止的位置只取決于脈沖信號(hào)的頻率和脈沖數(shù),而不受負(fù)載變化的影響 , 當(dāng)步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器接收到一個(gè)脈沖信號(hào)，它就驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)按設(shè)定的方向轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)固定的角度，稱為“步距

14、角”, 它的旋轉(zhuǎn)是以固定的角度一步一步運(yùn)行的。 可以通過控制脈沖個(gè)數(shù)來控制角位移量，從而達(dá)到準(zhǔn)確定位的目的 ; 同時(shí)可以通過控制脈沖頻率來控制電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的速度和加速度, 從而達(dá)到調(diào)速的目的。本設(shè)計(jì)采用 35by4s0四相八拍型步進(jìn)電機(jī)，電壓為dc12v,額定轉(zhuǎn)速為360rpm。步進(jìn)電機(jī)的工作原理示意圖如下: 圖四相步進(jìn)電機(jī)步進(jìn)示意圖開始時(shí) ,開關(guān) s接通電源 ,、sc、s斷開 ,b 相磁極和轉(zhuǎn)子 0、3 號(hào)齒對(duì)齊，同時(shí) ,轉(zhuǎn)子的 1、4 號(hào)齒就和、 d 相繞組磁極產(chǎn)生錯(cuò)齒， 2、5 號(hào)齒就和 d、a 相繞組磁極產(chǎn)生錯(cuò)齒。當(dāng)開關(guān) sc接通電源 ,sb、a、s斷開時(shí)，由于相繞組的磁力線和1、4 號(hào)齒

15、之間磁力線的作用 ,使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng) ,、號(hào)齒和 c 相繞組的磁極對(duì)齊。而0、3 號(hào)齒和 a、b 相繞組產(chǎn)生錯(cuò)齒， 2、號(hào)齒就和 a、d 相繞組磁極產(chǎn)生錯(cuò)齒。依- - 次類推， a、b、c、四相繞組輪流供電，則轉(zhuǎn)子會(huì)沿著a、b、c、d 方向轉(zhuǎn)動(dòng)。在本設(shè)計(jì)中， 我們使用四相八拍的運(yùn)行方式，即控制正轉(zhuǎn)時(shí)，電機(jī)繞組的通電順序?yàn)椋?adddc-ccb-ba;反轉(zhuǎn)時(shí) ,電機(jī)繞組的通電順序?yàn)閍bb-bc-cd-da。33 uln200a 的簡介ln203是一個(gè) 7 路反向器電路，即當(dāng)輸入端為高電平時(shí)uln003a輸出端為低電平 ,當(dāng)輸入端為低電平時(shí)uln200 輸出端為高電平。圖 3 l2003a 由于集成電路

16、集驅(qū)動(dòng)和保護(hù)于一體,作為小功率步進(jìn)電機(jī)的專用驅(qū)動(dòng)芯片,ul2003 是該高耐壓、大電流達(dá)林頓陳列,由個(gè)硅 p達(dá)林頓管組成。該電路的特點(diǎn)如下：u203的每一對(duì)達(dá)林頓都串聯(lián)一個(gè).7k 的基極電阻，在v 的工作電壓下 ,它能與 tt、 o電路直接相連，可以直接處理原先需要標(biāo)準(zhǔn)邏輯緩沖器來處理的數(shù)據(jù)。ln003a 工作電壓高，工作電流大，灌電流可達(dá)50ma,并且能夠在關(guān)態(tài)時(shí)承受50v 的電壓 ,輸出還可以在高負(fù)載電流并行運(yùn)行。ul2003a 在各種控制電路中常常作為驅(qū)動(dòng)繼電器的芯片，其芯片內(nèi)部做成一個(gè)消線圈反電動(dòng)勢(shì)二極管。 uln203的輸出端允許通過 ic 電流 200m ，飽和壓降 vce 約v

17、左右，耐壓 vce約為 3。輸出電流大，故可以用來直接驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)。- - 圖ul 2003a 內(nèi)部結(jié)構(gòu)3474154芯片簡介7415是一款高速 mos 器件，7hc154 引腳兼容低功耗肖特基 t(lsttl) 系列。4154 這種單片線1 線譯碼器非常適合用于高性能存儲(chǔ)器的譯碼器。當(dāng)兩個(gè)選通輸入g1 和 g2 為低時(shí)，它可將4 個(gè)二進(jìn)制編碼的輸入譯成16個(gè)互相獨(dú)立的輸出之一。實(shí)現(xiàn)解調(diào)功能的辦法是：用 4個(gè)輸入線寫出輸出線的地址,使得在一個(gè)選通輸入為低時(shí)數(shù)據(jù)通過另一個(gè)選通輸入。 當(dāng)任何一個(gè)選通輸入是高時(shí)，所有輸出都為高。7414 的引腳圖如右圖所示：truth ale真值表 ：inputs

18、輸入sele ed ou put選定輸出 (l)g g2dcallllylllllh1llllh2llhylllhly4llhly5ll6lhhhy7llhlll8llhlly9llhlly10lllhhy11hlly1llhhh13lhhhy14hhhh15xx onhxxxxnon 表 1 4154 真值表3.5 74ls27芯片簡介7 73 是 8 位數(shù)據(jù)鎖存器。主要用于數(shù)碼管、按鍵等等的控制其真值表如下 : e oe 圖 5 74154 - - h h l h l l q0 z 表4c373 真值表芯片管腳圖如下 : 圖 6 74ls 3 引腳圖u2 的功能是實(shí)現(xiàn) ad .7的鎖存 ,

19、由于 8086 cp的總線是地址 /數(shù)據(jù)復(fù)用總線，因此需要在傳送地址信號(hào)的時(shí)候,將數(shù)據(jù)信號(hào)鎖存起來 ,即將數(shù)據(jù)信號(hào)鎖存在47觸發(fā)器中，待地址傳送完畢后再按需要將數(shù)據(jù)信號(hào)輸出。. 08最小系統(tǒng)的設(shè)計(jì)806 最小系統(tǒng)原理圖如下所示：圖 78086 最小系統(tǒng)圖8086 最小系統(tǒng)由 nte 086微處理器、 7473 tl 帶公共時(shí)鐘復(fù)位八- - d 觸發(fā)器、以及 415 tl 線16 線譯碼器等組成。886 有 20 位地址線 ,其中高位 a1-a16 與狀態(tài)線 s6-s3分時(shí)復(fù)用 ,低 16位 ad5-d與數(shù)據(jù)線分時(shí)復(fù)用。 在總線周期的 t1時(shí)將地址送出后 ,就必須用鎖存器將它們鎖存起來，以便在t

20、2 及以后搞死位地址線改為狀態(tài)輸出,低6 位地址線該做數(shù)據(jù)線使用。另外,表明八位數(shù)據(jù)線是否起作用的數(shù)據(jù)總線允許信號(hào)是與狀態(tài)線 s7 分時(shí)復(fù)用的 ,故也需要鎖存。 2條線需采用片8位地址鎖存器 ,這里采用 7423。 與外圍硬件電路的連接的o 部分由 4 線-16 線譯碼器 714 組成，用來分配 i/o 硬件地址。3.7步進(jìn)電機(jī)及其驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì)步進(jìn)電機(jī)及其驅(qū)動(dòng)電路圖如下圖所示: ad7ad0ad1ad2ad3ad4ad5ad6ad0.15wrio1d03d14d27d38d413d514d617d718clk11mr1q02q15q26q39q412q515q616q719u11742733

21、456u2:b7427a01b11c162b22c153b33c144b44c135b55c126b66c117b77c10com9u2uln2003a+88.8+12vabcd圖 8 步進(jìn)電機(jī)及驅(qū)動(dòng)電路步進(jìn)電機(jī) 5by8s3 由驅(qū)動(dòng)芯片 uln2003a 驅(qū)動(dòng),步進(jìn)電機(jī)脈沖信號(hào)由88芯片發(fā)出 ,由數(shù)據(jù)線 adad7 經(jīng)過鎖存器 74273 傳送到步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)芯片,由驅(qū)動(dòng)芯片帶動(dòng)步進(jìn)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)。 還有三只反應(yīng)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)方向的ld 由鎖存器直接驅(qū)動(dòng)。- - 3. 電機(jī)狀態(tài)顯示電路的設(shè)計(jì)電機(jī)狀態(tài)顯示電路的電路圖如下: ad7ad0ad1ad2ad3ad4ad5ad6ad0.15wrio1d03d14

22、d27d38d413d514d617d718clk11mr1q02q15q26q39q412q515q616q719u11742733456u2:b7427r10270led3led2led1r1270r2270a0正轉(zhuǎn)指示燈反轉(zhuǎn)指示燈停轉(zhuǎn)指示燈電機(jī)狀態(tài)顯示電路由三只l發(fā)光二極管串接限流電阻,接在數(shù)據(jù)鎖存器的輸出端組成 ,電機(jī)工作時(shí)的狀態(tài)信號(hào)由u8086 給出,經(jīng)過數(shù)據(jù)總線送到數(shù)據(jù)鎖存器輸入端 ,再由鎖存器的輸出端輸出顯示在led 發(fā)光二極管上。.9 輸入采樣電路的設(shè)計(jì)輸入采樣電路的電路圖如下: 圖 10 輸入采樣電路1（正反轉(zhuǎn)）ad0ad1ad2ad3a02a14a26a38oe1y018y

23、116y214y312u4:a74ls244910118u2:c7427rdio2u9notsw2sw3234567891respack-8ad0.15a0正轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)停止sw1圖 9 電機(jī)狀態(tài)顯示電路- - 圖 1 輸入采樣電路(調(diào)速）輸入采樣電路是由按鍵sw1-sw7 經(jīng)過上拉電阻與 744tt 八同相三態(tài)緩沖器 -線驅(qū)動(dòng)器相連組成 ,當(dāng)?shù)刂房偩€的地址信號(hào)經(jīng)地址譯碼器譯碼后，輸出地址片選信號(hào)，選中相應(yīng)的總線驅(qū)動(dòng)器，將按鍵數(shù)據(jù)讀出， 并將數(shù)據(jù)經(jīng)過地址/數(shù)據(jù)復(fù)用總線 a-ad 送到 808芯片，由處理器進(jìn)行處理并做出相應(yīng)的響應(yīng)。系統(tǒng)總電路圖系統(tǒng)總電路圖如下圖所示: ad0ad1ad2ad3a011

24、a113a215a317oe19y09y17y25y33u4:b74ls244rdio3u12notsw4sw5sw6sw7234567891ad0.15a0121312u14:a74271級(jí)調(diào)速2級(jí)調(diào)速3級(jí)調(diào)速滿轉(zhuǎn)速- - ad0ad1ad2ad3ad4ad5ad6ad7ad8ad9ad10ad11ad12ad13ad14ad15a0a1a2a3a4a5a6a7a8a9a10a11a12a13a14a15ad16ad17ad18ad19a19a18a17a16a9a10a11a12a15a14a13ad7ad0ad1ad2ad3ad4ad5ad6ad0ad1ad2ad3ad0ad1ad2ad

25、3d03d14d27d38d413d514d617d718clk11mr1q02q15q26q39q412q515q616q719u674273d03d14d27d38d413d514d617d718clk11mr1q02q15q26q39q412q515q616q719u774273u8notad0.15adr0.19rdwrad16.19ad16.19d03d14d27d38d413d514d617d718clk11mr1q02q15q26q39q412q515q616q719u1074273bhead0.15ready22intr18nmi17reset21clk19mn/mx33hol

26、d/gt131hlda/gt030a16.19m/io/s028ale/qs025dt/r/s127inta/qs124test23bhe34den/s226rd32wr/lock29u18086load_seg=0 x0800a23b22c21d20e118e219011223344556677889910101111131214131514161517u574154io0io1io2io3io4io5io6io7io8io9io10io11io12io13io14io15121312u2:a7427u3notm/iom/ioad0.15wrio1d03d14d27d38d413d514d6

27、17d718clk11mr1q02q15q26q39q412q515q616q719u11742733456u2:b7427r10270led3led2led1r1270r2270a0a02a14a26a38oe1y018y116y214y312u4:a74ls244910118u2:c7427rdio2u9notsw2sw32345678 91respack-8ad0.15a0正轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)停止正轉(zhuǎn)指示燈反轉(zhuǎn)指示燈停轉(zhuǎn)指示燈1b11c162b22c153b33c144b44c135b55c126b66c117b77c10com9u2uln2003a+88.8+12vabcdsw1a011a113a

28、215a317oe19y09y17y25y33u4:b74ls244rdio3u12notsw4sw5sw6sw72345 67 891ad0.15a0121312u14:a74271級(jí)調(diào)速2級(jí)調(diào)速3級(jí)調(diào)速滿轉(zhuǎn)速圖 1 系統(tǒng)總電路圖系統(tǒng)總電路圖由上述的88 cpu 組成的最小系統(tǒng)和外圍的硬件電路如輸入采樣電路、電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路、顯示電路、步進(jìn)電機(jī)組成。系統(tǒng)運(yùn)行時(shí),線初始化電機(jī),使其處于停止等待響應(yīng)狀態(tài)，由輸入采樣電路采集正反轉(zhuǎn)和調(diào)速按鈕開關(guān)狀態(tài),若有正反轉(zhuǎn)按鈕按下， 且有調(diào)速按鈕按下時(shí) ,8 cpu 相應(yīng)地輸出正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)的脈沖序列 ,并調(diào)用調(diào)速按鈕對(duì)應(yīng)的延時(shí)子程序，使得步進(jìn)電機(jī)以某一設(shè)定的速度正轉(zhuǎn)

29、或反轉(zhuǎn)運(yùn)行起來,并且響應(yīng)的正、反轉(zhuǎn)指示燈被點(diǎn)亮,按停止按鈕，電機(jī)停轉(zhuǎn)。四、系統(tǒng)軟件部分設(shè)計(jì)4.1 系統(tǒng)流程圖如下 : - - 圖 13 軟件流程圖.2 系統(tǒng)軟件源程序2.1 電機(jī)繞組通電順序設(shè)定：系統(tǒng)啟動(dòng)初始化電機(jī)電機(jī)停轉(zhuǎn)讀入正反轉(zhuǎn)按鈕開關(guān)狀態(tài)是否正轉(zhuǎn)？是否反轉(zhuǎn)？讀入輸出口地址輸出正脈沖序列中的值讀入調(diào)速按鈕開關(guān)狀態(tài)一級(jí)調(diào)速按鈕是否按下二級(jí)調(diào)速按鈕是否按下三級(jí)調(diào)速按鈕是否按下全轉(zhuǎn)速按鈕是否按下讀入輸出口地址輸出反脈沖序列中的值讀入調(diào)速按鈕開關(guān)狀態(tài)一級(jí)調(diào)速按鈕是否按下二級(jí)調(diào)速按鈕是否按下三級(jí)調(diào)速按鈕是否按下全轉(zhuǎn)速按鈕是否按下調(diào)用delay1調(diào)用delay4調(diào)用delay3調(diào)用delay2調(diào)用de

30、lay1調(diào)用delay4調(diào)用delay3調(diào)用delay2讀入正反轉(zhuǎn)按鈕開關(guān)狀態(tài)是否正轉(zhuǎn)？是否停止？讀入正反轉(zhuǎn)按鈕開關(guān)狀態(tài)是否反轉(zhuǎn)？是否停止？電機(jī)停止電機(jī)停止是是是是是是是是是是是是是是否否否否否否否否否否否- - a 相接數(shù)據(jù)線 ad0，相接數(shù)據(jù)線 ad1，c 相接數(shù)據(jù)線 ad2，d 相接數(shù)據(jù)線ad;首先要定義電機(jī)順序運(yùn)行時(shí)正反轉(zhuǎn)的數(shù)據(jù)表: 正轉(zhuǎn)：ad-d-d -cb-a-a 根據(jù)轉(zhuǎn)動(dòng)相序可知 ,若要步進(jìn)電機(jī)正轉(zhuǎn)，則要將正轉(zhuǎn)步數(shù)設(shè)置為9h,68h,06ch,06h, 6h, 02h, 063h, 061h 反轉(zhuǎn)：a-bbc-c-da 根據(jù)轉(zhuǎn)動(dòng)相序可知， 若要步進(jìn)電機(jī)反轉(zhuǎn)， 則要將反轉(zhuǎn)步數(shù)設(shè)置為

31、051h， 053h，02h， 05h,054h, 05ch, 058,05h 422 延時(shí)子程序設(shè)計(jì)：延時(shí)子程序利用cp執(zhí)行指令時(shí)所需要耗費(fèi)的始終周期,來實(shí)現(xiàn)延時(shí)功能dlay1 proc near 所用周期數(shù)sh bx ps cx mov x，200 del1:m vcx，95 de2:lop del2 17ec bx2 jn el11 /4 pop cx pop bx rt 先將 b、cx 入棧保護(hù) ,給 cx 賦記數(shù)初值為 295，在oop el這條指令中,使得上述標(biāo)注時(shí)鐘周期的指令執(zhí)行了295 次，此時(shí) xx1，重新給x 賦記數(shù)初值為 25，執(zhí)行了 2次后再 bxbx1,以此類推，直到

32、 b中的數(shù)值減至 0，將 bx、c彈出棧，返回調(diào)用延時(shí)子程序處。延時(shí)時(shí)間的計(jì)算 : 806時(shí)鐘頻率f=5mhz ，時(shí)鐘周期為 0.2us dely1=（+4+7/5+2+1/4）*0.2us25*5=25m以此設(shè)計(jì)其他延時(shí)子程序的延時(shí)時(shí)間，詳見匯編源程序。4.23匯編源程序及說明：.mel smal .86 stack .cd- - .tarup mov dx,0 0h mov a ,03h ；電動(dòng)機(jī)停止 ,指示燈點(diǎn)亮t d,aaain:mov d ,00；4地址in a,dx ；讀入開關(guān)狀態(tài)test al,01hjz foeard ;正轉(zhuǎn)est a， h jz a ar；反轉(zhuǎn)mp agafo

33、reard：mov s,0 op0：mvdx，020h ；輸出口地址mv al,ffws ut x,almo dx,000h i l,x;讀入開關(guān)狀態(tài)e al,01h ；一級(jí)調(diào)速按鈕是否按下j spedz1 ts al ，2h；二級(jí)調(diào)速按鈕是否按下jz sedzest al,0；三級(jí)調(diào)速按鈕是否按下jz speedtes l，08h ；滿轉(zhuǎn)速按鈕是否按下jz pee4jm tp fore:mov dx ，40h ;4地址i al,dx ；讀開關(guān)狀態(tài)est al，02；反轉(zhuǎn)按鈕是否按下jzbacwatst al,4h ;停止按鈕是否按下jz stop ncscmp si，- - jb op0 j

34、m fo ad backw d:mv si,0 op1：mov x，020h ;輸出口地址ov l,revsi o dx，al mv dx, 60h al,dx;讀入開關(guān)狀態(tài)et al,01h ;一級(jí)調(diào)速按鈕是否按下jz sp f1 te a,02h ；二級(jí)調(diào)速按鈕是否按下jseed2 es al,04h ;三級(jí)調(diào)速按鈕是否按下jz speedftest al,08;全轉(zhuǎn)速按鈕是否按下jz speedfjmpstoback: o dx,000h ；24地址in al ，dx ;讀入開關(guān)狀態(tài)et a,1h ;正轉(zhuǎn)按鈕是否按下jz freward tst al，04h ；停止按鈕是否按下jzsto

35、p inc scpsi,8 b lop1 jmp bckward sto:mov dx,0200h ov ， 0；電動(dòng)機(jī)停止 ,指示燈點(diǎn)亮ut dx,al ain peedz1:call delay1 ；正轉(zhuǎn)一級(jí)轉(zhuǎn)速jmfe s dz2:cl dela 2；正轉(zhuǎn)二級(jí)轉(zhuǎn)速- - jmpfore d3:call d l3 ;正轉(zhuǎn)三級(jí)轉(zhuǎn)速jmp ore seedz4:cl l;正轉(zhuǎn)滿轉(zhuǎn)速mp fre sedf1:al delay1 ；反轉(zhuǎn)一級(jí)轉(zhuǎn)速jmp ck ef2:call de ay2 ；反轉(zhuǎn)二級(jí)轉(zhuǎn)速jm bacspedf3:call delay3；反轉(zhuǎn)三級(jí)轉(zhuǎn)速mpbck seedf4:c l

36、day4 ;反轉(zhuǎn)滿轉(zhuǎn)速jmback dela 4 proc ner;滿轉(zhuǎn)速延時(shí)子程序pu x push cx mov bx,25 de41:mov x,25 de42:lop del4dcjnz el41 op cx pop bret deaydp la3 proc near ;三級(jí)速延時(shí)子程序push bx push cmo bx,0 el3:m cx,295 l32:lop del32 dec bx jnz del31 pop cx - - pop bx ret dela 3endp deay2 ronr ;二級(jí)轉(zhuǎn)速延時(shí)子程序pushbx u cmov b ,10 del2:mv cx,9

37、de2:lopde22 dec bx nz del21 pp cx op bx ret dey endp delay1ro near ;滿轉(zhuǎn)速延時(shí)子程序pus bx puh x mov bx ，00 del11:mo c,295 del12:loopdel12 dec jnl1 cx op bx ret delay1 ndp .data fw d 069h,068，0ch，064h,066,062h,06h,061；正轉(zhuǎn)rv b 01h,053h,05h，056h,04h,05ch,58h,0h ；反轉(zhuǎn)en五、總結(jié)5.1系統(tǒng)軟硬件的聯(lián)合調(diào)試- - 將編寫好的匯編語言源程序在sm32 軟件中進(jìn)行

38、匯編、連接生成可執(zhí)行文件,并將其載入到 8086 芯片進(jìn)行仿真。仿真的效果圖如下: 例如:按下反轉(zhuǎn)按鈕 ,按下滿轉(zhuǎn)速按鈕 ,此時(shí)反轉(zhuǎn)指示燈亮，電機(jī)滿轉(zhuǎn)速運(yùn)行; 圖 13 源文件的匯編、連接圖 4 仿真效果圖 -反轉(zhuǎn)按下正轉(zhuǎn)按鈕，電機(jī)按調(diào)速按鈕設(shè)定的速度運(yùn)行；- - 圖 1 仿真效果圖 -正轉(zhuǎn)按下停止按鈕，電機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)。圖 16 仿真效果圖 -停止通過以上的調(diào)試過程和仿真調(diào)試結(jié)果可知，所設(shè)計(jì)的電路和所編寫的程序滿足實(shí)驗(yàn)要求。- - 52 問題分析和解決方案問題分析 : 在調(diào)試的時(shí)候，發(fā)現(xiàn)了一些沒有完善的問題，在系統(tǒng)運(yùn)行的時(shí)候,如果調(diào)速按鈕都沒有按下的時(shí)候,步進(jìn)電機(jī)依然會(huì)以一個(gè)速度很微小的速度轉(zhuǎn)動(dòng)

39、，研究了程序后發(fā)現(xiàn) ,當(dāng)調(diào)速按鈕都沒有按下時(shí),雖然沒有調(diào)用延時(shí)子程序,但是由于程序以很快的速度一遍一遍地運(yùn)行， 所以每次執(zhí)行的時(shí)候仍然在把脈沖輸給步進(jìn)電機(jī),導(dǎo)致了這樣的情況。解決方案 : 即在系統(tǒng)檢測(cè)到調(diào)速按鈕沒有鍵按下的時(shí)候,自動(dòng)轉(zhuǎn)跳到停止子程序，可以有效地解決以上產(chǎn)生的問題。5.3 心得與體會(huì)通過這次課程設(shè)計(jì)，我了解了步進(jìn)電機(jī)的工作原理及接口電路原理,學(xué)會(huì)了用匯編實(shí)現(xiàn)步進(jìn)電機(jī)正反轉(zhuǎn)及速度控制的方法。通過匯編實(shí)現(xiàn)讓808控制步進(jìn)電機(jī)正反轉(zhuǎn)、變速， 使我更加了解了了對(duì)步進(jìn)電機(jī)的編程的李麗娜基礎(chǔ)，并從中獲得了初步的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)。 在編程的過程中，我鞏固了用匯編語言處理數(shù)據(jù)的能力，特表示對(duì)表數(shù)據(jù)的靈活

40、運(yùn)用能力。在調(diào)試和運(yùn)行的過程中也遇到不少問題,最后都通過努力的思考和查閱書籍得到了相應(yīng)的解決。在這個(gè)過程中， 讓我既提升了對(duì)實(shí)際步進(jìn)電動(dòng)機(jī)編程應(yīng)用的能力，又鞏固了8086的接口擴(kuò)展技術(shù)編程技術(shù) ,正確書寫課程設(shè)計(jì)報(bào)告等。 這次使我的知識(shí)層面不僅僅停留在書面的基礎(chǔ)上，同時(shí)更進(jìn)一步提高實(shí)踐動(dòng)手能力。 覺得課程設(shè)計(jì)反映的是一個(gè)從理論到實(shí)際應(yīng)用的過程,但是更遠(yuǎn)一點(diǎn)可以聯(lián)系到以后畢業(yè)之后從學(xué)校轉(zhuǎn)到踏上社會(huì)的一個(gè)過程。經(jīng)過這次設(shè)計(jì)，我知道了學(xué)習(xí)的重要,了解到理論知識(shí)與實(shí)踐相結(jié)合的重要意義，學(xué)會(huì)了堅(jiān)持、耐心和努力,這將為自己今后的學(xué)習(xí)和工作夯實(shí)了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ),我更明白了作為一名在校的大學(xué)生，我應(yīng)該在大學(xué)里面學(xué)到的卟僅僅是書本上的知識(shí) ,我們應(yīng)該學(xué)會(huì)的是“再學(xué)習(xí)”的能力,只有具備了這種再學(xué)習(xí)的能力,才能在沒有老師指導(dǎo)的情況下自己查閱書籍做出以前沒有學(xué)過的東西。這次課程設(shè)計(jì)更讓我明白了做任何事都應(yīng)該仔仔細(xì)細(xì)、一絲不茍,在把自己編寫的程序輸入電腦的時(shí)候，由于自己一點(diǎn)小小的疏忽， 打錯(cuò)了一個(gè)字符， 導(dǎo)致程序運(yùn)行有錯(cuò)誤，做學(xué)問需要嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度。這次課程設(shè)計(jì)真的讓我學(xué)到很多,這也會(huì)是求學(xué)路途中的一次重要的進(jìn)步。- - 六、參考文獻(xiàn)1 許立梓 .微型計(jì)算機(jī)原理及應(yīng)用 m 北京：機(jī)械工業(yè)出版社,2003. 2江正戰(zhàn) .三級(jí)偏硬考試教程 .江蘇：