微機(jī)原理步進(jìn)電機(jī)

1、華北科技學(xué)院計(jì)算機(jī)系綜合性實(shí)驗(yàn)實(shí) 驗(yàn) 報(bào)微機(jī)原理與接口技術(shù)A課程綜合性實(shí)驗(yàn)報(bào)告開課實(shí)驗(yàn)室：接口實(shí)驗(yàn)室 2009年5月24日實(shí)驗(yàn)題目微機(jī)控制步進(jìn)電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)一、實(shí)驗(yàn)題目：微機(jī)控制步進(jìn)電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)二、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?、了解計(jì)算機(jī)控制步進(jìn)電機(jī)原理。2、掌握步進(jìn)電機(jī)正轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)設(shè)置方法。3、掌握步進(jìn)電機(jī)調(diào)速工作原理及程序控制原理。三、實(shí)驗(yàn)設(shè)備及環(huán)境：TPC-2003A微機(jī)四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及要求1、 按圖（1）連接線路，用8255 輸出脈沖序列，開關(guān)K0K6 控制步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)速，K7控制步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)向。2、 8255 的片選信號(hào)CS 接288H28FH。PA0PA3 接BABD；PC0PC7 接K0K7。3、 編寫程序

2、實(shí)現(xiàn)步進(jìn)電機(jī)的順時(shí)針旋轉(zhuǎn)控制。當(dāng)K0K6中任一開關(guān)為“1”（向上撥）時(shí)步進(jìn)電機(jī)啟動(dòng)，全部為“0”時(shí)步進(jìn)電機(jī)停止，其中K0為“1”時(shí)速度最慢，K6為“1”時(shí)速度最快。K7為“1”（向上撥）時(shí)步進(jìn)電機(jī)順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，為“0”（向下?lián)埽r(shí)逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。硬件接線連接圖：圖1實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)原理：如圖（2）是通過對(duì)每相線圈中的電流的順序切換來使電機(jī)作步進(jìn)式旋轉(zhuǎn)。線圈的通電順序決定了步進(jìn)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向（順時(shí)針或逆時(shí)針）。驅(qū)動(dòng)電路由脈沖信號(hào)來控制，所以，調(diào)節(jié)脈沖信號(hào)的頻率便可改變步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速。如圖(2)所示：本實(shí)驗(yàn)使用的步進(jìn)電機(jī)用直流5V 電壓，每相電流為0.16A，電機(jī)線圈由四相組成：即： 1（BA）2

3、（BB）3（BC） 4（BD）圖2驅(qū)動(dòng)方式為二相激磁方式，各線圈通電順序如下表：圖3表1表1中首先向F1-F2線圈輸入驅(qū)動(dòng)電流，接著依次向F2-F3，F(xiàn)3-F4，F(xiàn)4-F1輸入驅(qū)動(dòng)電流，最后再返回到F1-F2，按這種順序切換可使步進(jìn)電機(jī)實(shí)現(xiàn)順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)。實(shí)驗(yàn)中可通過不同的時(shí)間延時(shí)來得到不同頻率的步進(jìn)電機(jī)輸入脈沖，從而得到各種不同的電機(jī)轉(zhuǎn)速。8255A芯片一般占用四個(gè)連續(xù)的口地址，按照從高高到低分別為：控制口、C口、B口、A口。 8255共有三種工作方式： 方式0：基本輸入輸出； 方式1：中斷工作方式； 方式2：雙通輸入輸出，僅有A口。圖（4 ）8255A芯片簡(jiǎn)介實(shí)驗(yàn)執(zhí)行流程圖：參考代碼：1.

4、數(shù)據(jù)段代碼DATA SEGMENTioport EQU 0c800h-0280h ；0c800h是I/O端口的基本地址P55A EQU ioport+288H；定義P55A為8255 A端口的地址（A口做輸出）P55C EQU ioport+28AH；定義P55C為8255 C端口的地址（C口做輸入）P55CTL EQU ioport+28BH；定義P55CTL為8255 控制字端口的地址BUF DB 0 ；定義一個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)（用來存入開關(guān)的狀態(tài)）MES DB 'K0-K6 ARE SPEED CONTYOL',0AH,0DH；寫入一些文字用來描述DB 'K6 IS TH

5、E LOWEST SPEED ',0AH,0DH ；各個(gè)開關(guān)所代表的速度DB 'K0 IS THE HIGHEST SPEED',0AH,0DH ；K0為最低速，K6為最高速DB 'K7 IS THE DIRECTION CONTROL',0AH,0DH,'$'；K7為方向鍵DATA ENDS2.代碼段代碼CODE SEGMENTASSUME CS:CODE,DS:DATASTART:MOV AX,CODEMOV CS,AXMOV AX,DATAMOV DS,AX ；程序的初始化（給CS,DS 賦值）MOV DX,OFFSET MESMO

6、V AH,09INT 21H ；顯示各個(gè)開關(guān)的信息MOV DX,P55CTLMOV AL,8BH ；（8BH=10001011B,為控制字）OUT DX,AL ； A口做輸出，C口做輸入送33H到A口輸出 給后面電機(jī)的正反轉(zhuǎn)提供初只 調(diào)用BIOS功能的INT16的1號(hào)功能，判斷是否按下 如果有則返回DOS 如果沒有判斷開關(guān)的狀態(tài)。 MOV BUF,33HOUT1: MOV AL,BUFMOV DX,P55AOUT DX,AL ；間接尋址獲得AL的值push dxMOV AH,06hmov dl,0ffhINT 21H ；檢查是否有鍵按下 pop dxJE IN1 ；有鍵按下就停止，沒有則轉(zhuǎn)向I

7、N1去執(zhí)行MOV AH,4CHINT 21HIN1: MOV DX,P55CIN AL,DX ；獲得各個(gè)開關(guān)的狀態(tài) TEST AL,01HJNZ K0TEST AL,02HJNZ K1TEST AL,04HJNZ K2TEST AL,08HJNZ K3TEST AL,10HJNZ K4TEST AL,20HJNZ K5TEST AL,40HJNZ K6 ；檢查各個(gè)開關(guān)的狀態(tài)，分別轉(zhuǎn)向相應(yīng)的程序 STOP: MOV DX,P55AMOV AL,0FFHJMP OUT1 ；置停止信息并轉(zhuǎn)向OUT1判斷完?duì)顟B(tài)則跳轉(zhuǎn)到執(zhí)行的程序 獻(xiàn)給BL復(fù)制 實(shí)現(xiàn)巖石時(shí)間 控制轉(zhuǎn)速 然后判斷K7 的狀態(tài)是1 還是0

8、。K0: MOV BL,10HSAM: TEST AL,80H；繼續(xù)判斷K7是否為0JZ ZX0 ；為0就轉(zhuǎn)向ZX0（循環(huán)右移程序）JMP NX0 ；為1就轉(zhuǎn)向NX0（循環(huán)左移程序）K1: MOV BL,2FH ；BL為延時(shí)子程序的內(nèi)層循環(huán)計(jì)數(shù)器JMP SAMK2: MOV BL,4FHJMP SAMK3: MOV BL,6FHJMP SAMK4: MOV BL,8FHJMP SAMK5: MOV BL,0AFHJMP SAMK6: MOV BL,0CFHJMP SAMZX0: CALL DELAY ；調(diào)用延時(shí)子程序MOV AL,BUFROR AL,1MOV BUF,ALJMP OUT1 ；循

9、環(huán)右移NX0: CALL DELAY；調(diào)用延時(shí)子程序MOV AL,BUFROL AL,1MOV BUF,ALJMP OUT1 ；循環(huán)左移延時(shí)程序是由兩曾循環(huán)程序構(gòu)成的 BL 是外曾循環(huán)的次數(shù) CX是內(nèi)層循環(huán)的次數(shù)嚴(yán)實(shí)時(shí)間長(zhǎng)則脈沖頻率小 轉(zhuǎn)速慢DELAY PROC NEAR ；定義延時(shí)子程序DELAY1: MOV CX,0FFFFHDELAY2: LOOP DELAY2DEC BLJNZ DELAY1RETDELAY ENDPCODE ENDSEND START實(shí)驗(yàn)總結(jié)：微機(jī)原理這門課程學(xué)完后我有很大的收獲，對(duì)匯編語言有了初步的了解。并且通過本實(shí)驗(yàn)讓我對(duì)匯編語言產(chǎn)生很大的興趣，讓我掌握了匯編編程

10、的總體思路，本實(shí)驗(yàn)利用微機(jī)控制步進(jìn)電機(jī)的調(diào)速，在實(shí)驗(yàn)過程中遇到的問題告訴我們理論的編程要結(jié)合實(shí)際的電動(dòng)機(jī)技術(shù)指標(biāo)調(diào)試延遲時(shí)間和實(shí)驗(yàn)箱的?？梢酝ㄟ^改變CX的賦值來控制電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)速度。CX越小電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)速度越大。也可以通過改變BL的值來改變單個(gè)開關(guān)的速度。我們把CX稱為總開關(guān)，BL成為分開關(guān)。從而達(dá)到從K0到K6 速度逐漸變快，而K7控制電動(dòng)機(jī)的反轉(zhuǎn)。當(dāng)K7閉合時(shí) 電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)。從這次實(shí)驗(yàn)中并讓我進(jìn)一步的學(xué)習(xí)到了8255的應(yīng)用和掌握了8255 的初始化和其編程。對(duì)我們以后的工作和學(xué)習(xí)起到的積極的作用?？己藰?biāo)準(zhǔn)：硬件連接正確，原理清楚。3分。完成步進(jìn)電機(jī)控制、分析控制規(guī)律或有一定調(diào)速能力。5分。報(bào)

11、告書寫格式與數(shù)據(jù)分析及結(jié)論。2分。教 師 評(píng) 價(jià)評(píng)定項(xiàng)目ABCD評(píng)定項(xiàng)目ABCD算法正確界面美觀，布局合理程序結(jié)構(gòu)合理操作熟練語法、語義正確解析完整實(shí)驗(yàn)結(jié)果正確文字流暢報(bào)告規(guī)范題解正確其他：評(píng)價(jià)教師簽名：年月日匯編源程序(部分,多了發(fā)不出來)P55A EQU 288H ;8255 A PORT OUTPUT P55C EQU 28AH ;8255 C PORT INPUTP55CTL EQU 28BH ;8255 COUTRLPORTstack segment stackstack endsDATA SEGMENTBUF DB 0.START: MOV AX,CSMOV DS,AX MOV A

12、X,DATAMOV DS,AX MOV DX,OFFSET MES MOV AH,09INT 21H MOV DX,P55CTL MOV AL,8BH OUT DX,AL ;8255 C INPUT, A OUTPUT MOV BUF,33HOUT1: MOV AL,BUFMOV DX,P55A OUT DX,AL push dx MOV AH,06h mov dl,0ffh INT 21H ;ANY KEY PRESSED pop dx JE IN1MOV AH,4CHINT 21HIN1: MOV DX,P55C IN AL,DX ;INPUT SWITCH VALUETEST AL,01

13、H  JNZ K0TEST AL,02H JNZ K1TEST AL,04H JNZ K2 TEST AL,08H JNZ K3TEST AL,10HJNZ K4 TEST AL,20H JNZ K5 TEST AL,40H JNZ K6STOP: MOV DX,P55AMOV AL,0FFH JMP OUT1 K0: MOV BL,10HSAM: TEST AL,80H步進(jìn)電機(jī)原理及使用說明 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)的頻率和脈沖數(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

14、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累積誤差等特點(diǎn)。使得在 速度、位置等控制領(lǐng)域用步進(jìn)電機(jī)來控制變的非常的簡(jiǎn)單。為此， 51測(cè)試網(wǎng)在騰龍開發(fā)套件中首次引入 了步進(jìn)電機(jī)技術(shù)，方便用戶應(yīng)用掌握。 雖然步進(jìn)電機(jī)已被廣泛地應(yīng)用，但步進(jìn)電機(jī)并不能象普通的直流電機(jī)，交流電機(jī)在常規(guī)下使用。它必 須由雙環(huán)形脈沖信號(hào)、功率驅(qū)動(dòng)電路等組成控制系統(tǒng)方可使用。因此用好步進(jìn)電機(jī)卻非易事，它涉及到機(jī) 械、電機(jī)、電子及計(jì)算機(jī)等許多專業(yè)知識(shí)。 步進(jìn)電機(jī)的主要特性： 1 步進(jìn)電機(jī)必須加驅(qū)動(dòng)才可以運(yùn)轉(zhuǎn)， 驅(qū)動(dòng)型號(hào)必須為脈沖信號(hào)，沒有脈沖的時(shí)候， 步進(jìn)電機(jī)靜止， 如 果加入適當(dāng)?shù)拿}沖信號(hào)， 就會(huì)以一定的角度（稱為步角）轉(zhuǎn)動(dòng)。轉(zhuǎn)動(dòng)的速度和脈沖的頻率成正比。 2 騰龍版步進(jìn)電機(jī)的步進(jìn)角度為7.5 度，一圈360 度， 需要48 個(gè)脈沖完成。 3 步進(jìn)電機(jī)具有瞬間啟動(dòng)和急速停止的優(yōu)越特性。 4 改變脈沖的順序， 可以方便的改變轉(zhuǎn)動(dòng)的方向。 因此，目前打印機(jī)，繪圖儀，機(jī)器人，等等設(shè)備都以步進(jìn)電機(jī)為動(dòng)力核心。1、單片機(jī)原理與應(yīng)用，徐泳龍等，機(jī)械工業(yè)出版社，2004