步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、計(jì)算機(jī)控制技術(shù)課程設(shè)計(jì)報(bào)告 成績課 程 設(shè) 計(jì) 報(bào) 告設(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)控制技術(shù)B姓名學(xué)號(hào)班級(jí)教師設(shè)計(jì)日期 2021年 7 月 10 日步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 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。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)的概率和脈沖數(shù)，而不受負(fù)載變化的影響，即給電機(jī)加一個(gè)脈沖信號(hào)，電機(jī)則轉(zhuǎn)過一個(gè)步距角。這一線性關(guān)系的存在，加上步進(jìn)電機(jī)只有周期性的誤差而無積累誤差等特點(diǎn)，使得在速度、位置領(lǐng)域用步進(jìn)電機(jī)來控制變的非常簡單。本次課程設(shè)計(jì)采用TDN-AC/ACS計(jì)算機(jī)控制技術(shù)實(shí)驗(yàn)箱中的35BYJ46型四相八拍步進(jìn)電機(jī)為對(duì)

2、象，以8088CPU為基礎(chǔ)設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)硬件電路、8088為核心的步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)，編寫步進(jìn)電機(jī)控制程序，從而實(shí)現(xiàn)步進(jìn)電機(jī)的變速運(yùn)轉(zhuǎn)以及正反向運(yùn)轉(zhuǎn)。關(guān)鍵詞：步進(jìn)電機(jī)、四相八拍、電脈沖信號(hào)、變速運(yùn)轉(zhuǎn)、正反向運(yùn)轉(zhuǎn)Stepper motor control system design Abstract Stepper motor is the electric pulse signal into angular displacement or linear displacement of the open-loop control components. In the case of non-o

3、verloaded, the motor speed to stop the location of the probability depends only on the pulse and the pulse number, regardless of load changes, that is, to add a pulse motor, the motor is turned a step angle. The existence of this linear relationship, with only periodic error of the stepper motor wit

4、hout the accumulation of errors, etc., makes the speed and position to control the stepper motor areas become very simple.The curriculum design use computer-controlled technology experiments TDN-AC/ACS box in 35BYJ46 four-phase eight-shot stepper motor for the object to 8088CPU-based computer contro

5、l system hardware circuit design, 8088 as the core of the stepper motor control system, write stepper motor control program, in order to achieve variable speed operation of the stepper motor and the pros and cons to running.Key Words：Stepper motor Four-phase eight-shot Electrical pulses Variable-spe

6、ed operationForward and reverse operation 目 錄第一章：步進(jìn)電機(jī)介紹11.1：步進(jìn)電機(jī)工作原理11.2：步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)原理1第二章：系統(tǒng)設(shè)計(jì)及硬件介紹32.1：系統(tǒng)描述32.2：硬件選取及其簡介32.2.1：硬件選取32.2.2：執(zhí)行機(jī)構(gòu)選取32.2.3：8088cpu介紹42.2.4：8255接口芯片介紹.42.2.5： ULN28035第三章：實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)73.1：實(shí)驗(yàn)線路73.2：8255口輸出電平在各步中的情況圖73.3:8088擴(kuò)展數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器和8255接口電路原理圖73.4: 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖8第四章：程序設(shè)計(jì)94.1流程圖94.2：實(shí)驗(yàn)程序9第五章

7、：系統(tǒng)運(yùn)行分析125.1：過程分析125.2：運(yùn)行結(jié)果12總結(jié)13參考文獻(xiàn)13附錄14第一章：步進(jìn)電機(jī)介紹1.1：步進(jìn)電機(jī)工作原理步進(jìn)電機(jī)實(shí)際上是一個(gè)數(shù)字/角度轉(zhuǎn)換器，也是一個(gè)串行的數(shù)/模轉(zhuǎn)換器。其結(jié)構(gòu)原理，如圖1-1所示。從圖1-1可以看出，電動(dòng)機(jī)的定子上有6個(gè)等分的磁極，A，A，B，B，C，C，相鄰的兩個(gè)磁極間的夾角為60。相對(duì)的兩個(gè)磁極組成一相，如圖所示的結(jié)構(gòu)為三相異步電機(jī)。當(dāng)某一繞組有電流通過時(shí)，該繞組相應(yīng)的兩個(gè)磁極立即形成N極和S極，每個(gè)磁極上各有5個(gè)均勻分布的鋸齒小齒。圖表 1.1步進(jìn)電機(jī)原理圖1-2：步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)原理 步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)主要是由步進(jìn)控制器，功率放大器及步進(jìn)電機(jī)組

8、成。特別是采用微型機(jī)控制，更可以根據(jù)系統(tǒng)的需要靈活改變步進(jìn)電機(jī)的控制方案，使用起來很方便。原理圖如下：80888255A驅(qū)動(dòng)器步進(jìn)電機(jī)負(fù) 載 微型機(jī)控制步進(jìn)電機(jī)系統(tǒng)原理圖第二章：系統(tǒng)設(shè)計(jì)及硬件介紹2.1：系統(tǒng)描述：用8088cpu控制8255接口芯片，ULN2803驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)。用計(jì)算機(jī)（windows 98系統(tǒng)）啟動(dòng)ACS2021 軟件，裝入設(shè)計(jì)好匯編語言，調(diào)出示波器來運(yùn)行程序，最終通過軟硬件結(jié)合的方式實(shí)現(xiàn)電機(jī)正反轉(zhuǎn)，修改程序可實(shí)現(xiàn)調(diào)速。2.2：硬件選取及其簡介 2.2.1 硬件選取 1.8088cpu（擴(kuò)展8255接口電路和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器） 2.8255接口芯片3.4個(gè)發(fā)光二極管4.ULN

9、2803驅(qū)動(dòng)模塊5.四相八拍步進(jìn)電機(jī)2.2.2：執(zhí)行機(jī)構(gòu)選取本設(shè)計(jì)所采用的是國產(chǎn)35BYJ46型步進(jìn)電機(jī)，它使用+12V直流電源，步距角為3.75。勵(lì)磁線圈： 2.2.3：8088cpu介紹8088是一個(gè)Intel以8086為基礎(chǔ)的微處理器，擁有16位元暫存器和8位元外部資料總線。8088的原理圖及引腳如下圖： 8088引腳圖2.2.4：8255接口芯片介紹8255接口芯片：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（40引腳）。原理圖及引腳如下圖：8255引腳圖2.2.5： ULN2803 ULN2803：采用

10、AP=DIP16,AFW=SOL16封裝方式八路NPN達(dá)林頓連接晶體管陣系列特別適用于低邏輯電平數(shù)字電路（諸如TTL, CMOS或PMOS/NMOS）和較高的電流/電壓要求之間的接口，廣泛應(yīng)用于計(jì)算機(jī)，工業(yè)用和消費(fèi)類產(chǎn)品中的燈、繼電器、打印錘或其它類似負(fù)載中。所有器件具有集電極開路輸出和續(xù)流箱位二極管，用于抑制躍變。ULN2803的設(shè)計(jì)與標(biāo)準(zhǔn)TTL系列兼容，而ULN2804 最適于6至15伏高電平CMOS或PMOS。ULN2803接線圖第三章：實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)3.1：實(shí)驗(yàn)線路3.2：8255口輸出電平在各步中的情況圖：步序PB13PB12PB11PB10工作狀態(tài)輸出值10001A01H20011AB0

11、3H30010B02H40110BC06H50100C04H61100CD0CH71000D08H81001DA09H3.3:8088擴(kuò)展數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器和8255接口電路原理圖3.4: 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖第四章：程序設(shè)計(jì)4.1流程圖 4.2：實(shí)驗(yàn)程序STACKSEGMENTSTACKDW256DUP(?)STACKENDSDATASEGMENTTABLE1DB01H,03H,02H,06H,04H,0CH,08H,09H；正轉(zhuǎn)拍順序TABLE2DB09H,08H,0CH,04H,06H,02H,03H,01H；反轉(zhuǎn)拍順序DATAENDS ；8255B口輸出值CODESEGMENTASSUMECS:CODE

12、,DS:DATASTART:MOVAX,DATAMOVDS,AXMAIN:MOVAL,80H ；給8255控制口送入控制字 OUT63H,ALA0:MOVCX,0016H ；正轉(zhuǎn)周期數(shù)A1:MOVBX,OFFSET TABLE1 PUSHCX MOVCX,0008H ；步進(jìn)電機(jī)正轉(zhuǎn)數(shù)為8A2:MOVAL,BX ；8255輸出 OUT61H,ALCALLDALLY ；調(diào)用DALLY延時(shí)程序INCBXLOOPA2 ；一個(gè)周期完否POPCXLOOPA1 ；正轉(zhuǎn)完否MOVCX,0024H ；反轉(zhuǎn)周期A3:MOVBX,OFFSET TABLE2PUSHCXMOVCX,0008H ；步進(jìn)電機(jī)反轉(zhuǎn)數(shù)為8A4

13、:MOVAL,BXOUT61H,ALCALLDALLY2INCBXLOOPA4 ；一個(gè)周期完否POPCXLOOPA3 ；反轉(zhuǎn)完否JMPA0DALLY:PUSHCX ；延時(shí)程序MOVCX,0150H ；改變CX可實(shí)現(xiàn)調(diào)速T1:PUSHAXPOPAXLOOPT1POPCXRETCODEENDSENDSTART第五章：系統(tǒng)運(yùn)行分析5.1：過程分析一 按照硬件電路圖來連接電路。首先由8088CPU擴(kuò)展出程序存儲(chǔ)器和8255芯片，然后由8255芯片的PB口的PB0，PB1，PB2，PB3分別接驅(qū)動(dòng)單元ULN2803的A相，B相，C相，D相，最后由驅(qū)動(dòng)單元ULN2803輸出接到紅色發(fā)光二極管和步進(jìn)電機(jī)各相

14、上。二 在window 98系統(tǒng)環(huán)境下運(yùn)行ACS2021 軟件，裝入設(shè)計(jì)好的程序后點(diǎn)開示波器，然后運(yùn)行程序。讓電機(jī)實(shí)現(xiàn)正轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)。經(jīng)過認(rèn)真觀察，確定本次實(shí)驗(yàn)所用的步進(jìn)電機(jī)步距角是3.75，經(jīng)計(jì)算得它的轉(zhuǎn)子側(cè)應(yīng)該有12個(gè)槽位。 三 通過改動(dòng)正反轉(zhuǎn)周期數(shù)使得步進(jìn)電機(jī)正反轉(zhuǎn)的周期數(shù)不同，改動(dòng)每一拍的延時(shí)程序使步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)不同的速度，達(dá)到調(diào)速的目的。5.2：運(yùn)行結(jié)果示波器出現(xiàn)一條水平的橫線，步進(jìn)電機(jī)以一定的速度開始運(yùn)轉(zhuǎn)，正轉(zhuǎn)16圈后開始反轉(zhuǎn)，反轉(zhuǎn)24圈后開始正轉(zhuǎn)，如此往復(fù)下去。在轉(zhuǎn)動(dòng)的同時(shí)，發(fā)光二極管在按照一定的規(guī)律閃爍?？?結(jié) 通過八個(gè)小時(shí)的課程設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)，使我完全的掌握了ACS2021 軟件，并且更

15、加加深了對(duì)步進(jìn)電機(jī)的理解。這次課設(shè)我學(xué)會(huì)了怎樣系統(tǒng)地設(shè)計(jì)一個(gè)軟硬件控制系統(tǒng)，加深了對(duì)8088、驅(qū)動(dòng)模塊、步進(jìn)電機(jī)等模塊工作方式的理解運(yùn)用，也強(qiáng)化了軟件編寫和理解能力。在經(jīng)過不懈的努力后，終于讓電機(jī)實(shí)現(xiàn)了正反轉(zhuǎn)。這時(shí)，老師又提出了關(guān)于硬件的問題，讓我們認(rèn)清了自己的能力，只是會(huì)簡單地連線。在小組同學(xué)的討論和老師的啟發(fā)下，把硬件各部件的工作關(guān)系原理基本上弄清了。這次課設(shè)使得我認(rèn)清了自己的不足，在課設(shè)的過程中也是自己學(xué)會(huì)了很多。特別是要感謝老師的耐心指導(dǎo)，使得我受益匪淺。參 考 文 獻(xiàn)1 信息工程自動(dòng)化實(shí)驗(yàn)室 計(jì)算機(jī)控制技術(shù)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書.太原理工大學(xué)。2 馬春燕。微機(jī)原理與接口技術(shù)。電子工業(yè)出版社，20

16、21,12。附錄A：電路原理圖附錄B：程序清單STACKSEGMENTSTACKDW256DUP(?)STACKENDSDATASEGMENTTABLE1DB01H,03H,02H,06H,04H,0CH,08H,09H；正轉(zhuǎn)拍順序TABLE2DB09H,08H,0CH,04H,06H,02H,03H,01H；反轉(zhuǎn)拍順序DATAENDS ；8255B口輸出值CODESEGMENTASSUMECS:CODE,DS:DATASTART:MOVAX,DATAMOVDS,AXMAIN:MOVAL,80H ；給8255控制口送入控制字 OUT63H,ALA0:MOVCX,0016H ；正轉(zhuǎn)周期數(shù)A1:M

17、OVBX,OFFSET TABLE1 PUSHCX MOVCX,0008H ；步進(jìn)電機(jī)正轉(zhuǎn)數(shù)為8A2:MOVAL,BX ；8255輸出 OUT61H,ALCALLDALLY ；調(diào)用DALLY延時(shí)程序INCBXLOOPA2 ；一個(gè)周期完否POPCXLOOPA1 ；正轉(zhuǎn)完否MOVCX,0024H ；反轉(zhuǎn)周期A3:MOVBX,OFFSET TABLE2PUSHCXMOVCX,0008H ；步進(jìn)電機(jī)反轉(zhuǎn)數(shù)為8A4:MOVAL,BXOUT61H,ALCALLDALLY2INCBXLOOPA4 ；一個(gè)周期完否POPCXLOOPA3 ；反轉(zhuǎn)完否JMPA0DALLY:PUSHCX ；延時(shí)程序MOVCX,015

18、0H ；改變CX可實(shí)現(xiàn)調(diào)速T1:PUSHAXPOPAXLOOPT1POPCX RETCODEENDSENDSTART 公司印章管理制度一、目的 公司印章是公司對(duì)內(nèi)對(duì)外行使權(quán)力的標(biāo)志，也是公司名稱的法律體現(xiàn)， 因此，必須對(duì)印章進(jìn)行規(guī)范化、合理化的嚴(yán)格管理，以保證公司各項(xiàng)業(yè)務(wù)的正常運(yùn)作，由公司指定專人負(fù)責(zé)管理。二、印章的種類1、 公章，是按照政府規(guī)定，由主管部門批準(zhǔn)刻制的代表公司權(quán)力的印章。2、 專用章，為方便工作專門刻制的用于某種特定用途的印章，如：合同專用章、財(cái)務(wù)專用章、業(yè)務(wù)專用章、倉庫簽收章等。 3、手章(簽名章)，是以公司法人代表名字刻制的用于公務(wù)的印章。三、印章的管理規(guī)定1、 印章指定專人負(fù)責(zé)保管和使用，保管印章的地方(桌、柜等)要牢固加鎖，印章使用后要及時(shí)收存。2、 財(cái)務(wù)專用章由財(cái)務(wù)部負(fù)責(zé)保