直流電機控制報告

1、.專業(yè)整理 .一、設(shè)計題目硬件 35 直流電動機控制設(shè)計要求 ： 1）可控制啟動、停止 ； 2 ）根據(jù)給定轉(zhuǎn)速和檢測的轉(zhuǎn)速，采用PWM 脈寬調(diào)制控制轉(zhuǎn)速 ，產(chǎn)生不同的占空比的脈沖控制電機轉(zhuǎn)速 ； 3）實現(xiàn)由慢到快，再由快到慢的變速控制 ；4）數(shù)碼管顯示運行狀態(tài) 。擴展功能 ：實現(xiàn)定時啟動，定時停止二、開發(fā)目的通過本項課程設(shè)計 ，對計算機硬件課程中涉及的芯片結(jié)構(gòu) 、控制原理 、硬件編程等方面有一定的感性認(rèn)識和實踐操作能力 ，更好的理解計算機硬件課程中講述的基本原理和概念 。通過使用proteus的匯編程序 ，來實現(xiàn)占空比可調(diào)的方波發(fā)生器。學(xué)習(xí)并掌握了8086/8088匯編語言編程方法，掌握了82

2、55 、 8253 、 ADC0808 、74LS154 譯碼器 、74LS273 鎖存器等芯片的基本結(jié)構(gòu)和工作原理，掌握了芯片編程控制的方法 。三、小組成員分工及成果蒲藝文：編寫程序 ，流程圖繪制 。陳興睿：構(gòu)思草圖 ，后期調(diào)試 。肖欽翔：繪制 PROTEUS電路圖，資料收集 。成果：繪制完成電路圖 ，灌入程序 ，調(diào)試，完成直流電動機控制設(shè)計。四、設(shè)計方案以及論證原理：8086 與兩個 74273 和一個 74154 組成地址鎖存及譯碼電路。8255 和 8253 作為譯碼選擇端IO1 和 IO2 ，地址分別為 0200h 和 0400h （由譯碼電路可得到 ）A1,A2 是作為 8253

3、的三個計數(shù)器和控制器的地址（ 01 對應(yīng)計數(shù)器 1，11 對應(yīng)控. 學(xué)習(xí)幫手 .專業(yè)整理 .制器）。A1,A2 也作為 8255 的 A,B,C三組端口和其控制器的地址（00 對應(yīng) A，11 對應(yīng)控制器）一，選擇 8255 （使能端 IO1 ）控制器，寫入控制字 10011000b二，通過C 口依次輸出00000000b ， 00001000b ， 00000000b來啟動ADC0808 。三，等待 ADC0808 轉(zhuǎn)換，并通過 C 口測試 EOC 端口是否為高電平 。四，eoc 為高電平 ，則通過 A 口接受轉(zhuǎn)換后的電壓數(shù)據(jù)AL （范圍從0-ffh ）。五，選擇 8253 （使能端 IO2

4、）控制器，寫入控制字 01010010b六，選擇 8253計數(shù)器 1，寫入初始值為電壓數(shù)據(jù) AL。七，選擇 8253控制器，寫入控制字 00010100b 。八，選擇 8253 計數(shù)器 0，寫入初值 255 ，計數(shù)器 0 即開始工作 ，到 0 時輸出負脈沖，經(jīng)過反相器變?yōu)檎}沖 ，作為計數(shù)器 1 的 GATE門控信號輸入 ，來控制計數(shù)器 1 重新計數(shù) ，從而產(chǎn)生相應(yīng)占空比的方波 。9、檢測 ADC0808輸入端口電壓是否改變 ，不改變原樣輸出 ；若改變 ，通過8255 和 8253 控制改變占空比 。10、PWM 的意思是脈寬調(diào)節(jié) ,也就是調(diào)節(jié)方波高電平和低電平的時間比,一個20%占空比波形

5、,會有 20%的高電平時間和80%的低電平時間 ，而一個 60%占空比的波形則具有 60%的高電平時間和 40%的低電平時間 ,占空比越大 ,高電平時間. 學(xué)習(xí)幫手 .專業(yè)整理 .越長 ,則輸出的脈沖幅度越高,即電壓越高 .如果占空比為0%,那么高電平時間為0,則沒有電壓輸出.如果占空比為100%,那么輸出全部電壓.六、硬件原理圖 （包括芯片的選型介紹）原理圖：. 學(xué)習(xí)幫手 .專業(yè)整理 .芯片的選型介紹 ：8086主要功能 ：8086 CPU 包括兩大部分 ： EU 和 BIUBIU 不斷地從存儲器取指令送入IPQ， EU 不斷地從 IPQ 取出指令執(zhí)行 ；EU 和BIU 構(gòu)成了一個簡單的 2

6、 工位流水線 ；指令預(yù)取隊列 IPQ 是實現(xiàn)流水線操作的關(guān)鍵（類似于工廠流水線的傳送帶）。主要引腳 ：數(shù)據(jù)信號線 (DB)與地址信號線 (AB)：AD7 AD0 ：三態(tài)，地址 / 數(shù)據(jù)復(fù)用線 。ALE 有效時為地址的低8 位。地址信號. 學(xué)習(xí)幫手 .專業(yè)整理 .有效時為輸出 ，傳送 數(shù)據(jù)信號時為雙向 。A19 A16 ：三態(tài)，輸出 。高 4 位地址信號 ，與狀態(tài)信號 S6-S3 分時復(fù)用 。A15A8 ：三態(tài)，輸出 。輸出 8 位地址信號 。WR：三態(tài)，輸出。寫命令信號 ；RD：三態(tài)，輸出。讀命令信號 ；IO/M ：三態(tài)，輸出 。 指出當(dāng)前訪問的是存儲器還是I/O接口。 高：I/O 接口，低：

7、內(nèi)存DEN：三態(tài)，輸出 。低電平時 ，表示 DB 上的數(shù)據(jù)有效 ；RESET：輸入，為高時， CPU 執(zhí)行復(fù)位 ；ALE： 三態(tài)，輸出 。高：AB 地址有效 ；DT/ R ：三態(tài)，輸出 。數(shù)據(jù)傳送方向 ，高：CPU 輸出，低：CPU 輸入8086. 學(xué)習(xí)幫手 .專業(yè)整理 .8253A概貌：3 個 16 位的定時 / 計數(shù)器 （通道）； 24 引腳雙列直插式 ；最高計數(shù)頻率2MHz ；TTL 電平兼容 ；單電源 +5V 供電 。主要構(gòu)成 ：計數(shù)器 (3 個 ) 包括： 16 位初值寄存器 (只寫 )、16 位計數(shù)寄存器 （減 1 計數(shù)器）、 16 位鎖存寄存器 (只讀 )(當(dāng)前計數(shù)初值 )?？刂?/p>

8、寄存器 (1 個) 存放控制命令字 (8 位)（只寫）。占用 4 個地址 3 個計數(shù)器 ，1 個控制寄存器 。計數(shù)通道的主要引線 （每通道均相同 ）：CLKn時鐘脈沖輸入 ，計數(shù)器的計時基準(zhǔn) 。GATEn門控信號輸入 ，控制計數(shù)器的啟停 。OUTn計數(shù)器輸出信號 ，不同工作方式下產(chǎn)生不同波形。（ n = 02）. 學(xué)習(xí)幫手 .專業(yè)整理 .82558255A主要功能 ：含 3 個獨立的 8 位并行輸入 / 輸出端口 ，各端口均具有數(shù)據(jù)的控制和鎖存 / 緩沖能力。可通過編程設(shè)置各端口的工作方式和數(shù)據(jù)傳送方向 （入/ 出/ 雙向）。主要引腳 ：連接外設(shè)端的引腳 ： PA0PA7、PB0PB7、PC0

9、PC7（分別對應(yīng) A、 B、 C三個 8 位輸入 / 輸出端口 ）三個端口可通過編程分別指定為輸入或輸出口。其中 ，C 口即可用作獨立的輸入 / 輸出口，也可用作 A、B 口的握手聯(lián)絡(luò)信號 (控制信號輸出或狀態(tài)信號輸入 )。8255A. 學(xué)習(xí)幫手 .專業(yè)整理 .ADC0808特點：8 通道（8 路）輸入； 8 位字長；逐位逼近型 ；轉(zhuǎn)換時間 100 s；內(nèi)置三態(tài)輸出緩沖器 （可直接接到數(shù)據(jù)總線上 ）。引腳功能 ：D7D0：輸出數(shù)據(jù)線 （三態(tài)）IN0IN7 ：8 通道（路）模擬輸入ADDA 、ADDB 、ADDC ：通道地址 （通道選擇 ）ALE：通道地址鎖存START：啟動轉(zhuǎn)換EOC：轉(zhuǎn)換結(jié)束

10、 ，可用于查詢或作為中斷申請OE：輸出允許 （打開輸出三態(tài)門 ）CLK：時鐘輸入 （10KHz 1.2MHz ）VREF(+)、VREF(-)：基準(zhǔn)參考電壓. 學(xué)習(xí)幫手 .專業(yè)整理 .ADC0808/974LS154功能：4 線-16 線譯碼器 / 解調(diào)器，將 4 個二進制編碼輸入譯成16 個彼獨立的輸出之一；將數(shù)據(jù)從一個輸入線分配到16 個輸出的任意一個而實現(xiàn)解調(diào)功能；輸入箝位二極管簡化了系統(tǒng)設(shè)計；與大部分 TTL 和 DTL 電路完全兼容原理：這種單片 4 線 16 線譯碼器非常適合用于高性能存儲器的譯碼器。當(dāng)兩個選通輸入 G1 和 G2 為低時 , 它可將 4 個二進制編碼的輸入譯成16

11、 個互相獨立的輸出之一 。 實現(xiàn)解調(diào)功能的辦法是 ：用 4 個輸入線寫出輸出線的地址，使得在一個選通輸入為低時數(shù)據(jù)通過另一個選通輸入。當(dāng)任何一個選通輸入是高時，所有輸出都為高 。引腳功能 ：A、B、 C、 D譯碼地址輸入端 (低電平有效 )G1、G2選通端 (低電平有效 )015輸出端 (低電平有效 )74LS154. 學(xué)習(xí)幫手 .專業(yè)整理 .74LS27374LS273 是 8 位數(shù)據(jù) / 地址鎖存器 ，是一種帶清除功能的8D 觸發(fā)器 。引腳：1 腳是復(fù)位 /MR ，低電平有效 ，當(dāng) 1 腳是低電平時 ，輸出腳 0Q 7Q 全部輸出0，即全部復(fù)位 。當(dāng) 1 腳為高電平 ， CP 腳是鎖存控制

12、端 ，并且是上升沿觸發(fā)鎖存，當(dāng) CP 有一個上升沿 ，立即鎖存鎖存輸入腳0D 7D 上的電平狀態(tài) ，并且立即呈現(xiàn)在輸出引腳0Q 7Q 上 。0D7D 為數(shù)據(jù)輸入端 。0Q7Q 為數(shù)據(jù)輸出端 ，正脈沖觸發(fā) ，低電平清除 ，常用作 8 位地址鎖存器 。74LS273七、程序流程圖 （包括各個子系統(tǒng)和子過程的程序流程）主程序：. 學(xué)習(xí)幫手 .專業(yè)整理 .start電位器產(chǎn)生電壓（ 0-5V）調(diào)用子程序 QD0808調(diào)用子程序 READY調(diào)用子程序 INIS_8253運行 J模塊是否電位器電壓是否改變子程序 READY：. 學(xué)習(xí)幫手 .專業(yè)整理 .開始通過 8255 的 C 口測試 ADC0808 的

13、 EOC 端口否EOC 是否為高電平是通過 A 口接受電位器電壓A/D 后的數(shù)據(jù)結(jié)束子程序 INIS_8253 ：開始A/D 后的數(shù)據(jù)存入 BH,BL 寄存器初始化 8253A. 學(xué)習(xí)幫手 .專業(yè)整理 .計數(shù)器 1（方式 1）寫入初值為 A/D 后的數(shù)據(jù)初始化 8253A計數(shù)器 0（方式 2）寫入初值 255結(jié)束子程序模塊 J：開始調(diào)用子程序 QD0808調(diào)用子程序 READY否判斷電位器電壓是否改變？是調(diào)用子程序 INIS_8253結(jié)束. 學(xué)習(xí)幫手 .專業(yè)整理 .八、程序清單 ，要有適當(dāng)?shù)淖⑨孌S55=0200HDS53=0400HCODE SEGMENTASSUME CS:CODESTAR

14、T:MOV DX,DS55+6MOV AL,10011000B;控制字為 PA基本輸入 ,PB基本輸出 ,PC上半輸入 ,下半輸出OUT DX,ALCALL QD0808CALL READYTTT: CALL INIS_8253. 學(xué)習(xí)幫手 .專業(yè)整理 .J:CALL QD0808CALL READYCMP AL,BHJZ JJMP TTTQD0808:MOV DX,DS55+4;為 PC端口地址MOV AL,0OUT DX,ALMOV AL,00001000B;設(shè)置 PC3 ALEOUT DX,ALNOP;延時NOP;延時NOP;延時NOP;延時MOV AL,00000000B;清除 PC3

15、 STARTOUT DX,ALRET. 學(xué)習(xí)幫手 .專業(yè)整理 .READY:MOV DX,DS55+4WAIT1:IN AL,DXAND AL,11110000BAND AL,80H;測試 PC8 EOCJZ WAIT1MOV DX,DS55IN AL,DXRETINIS_8253: MOV BL,ALMOV BH,ALMOV DX,DS53+6MOV AL,01010010BOUT DX,ALMOV DX,DS53+2MOV AL,BLOUT DX,ALMOV DX,DS53+6MOV AL,00010100B. 學(xué)習(xí)幫手 .專業(yè)整理 .OUT DX,ALMOV DX,DS53MOV AL,0FFHOUT DX,ALRETCODE ENDSEND START九、程序運行結(jié)果分析與預(yù)測開關(guān)控制啟停 。 5V 時占空比最大 ，增大占空比 ，則電機轉(zhuǎn)速增大 ；減小占空比，則電機轉(zhuǎn)速