四相單四拍步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、，算機(jī)控制綜合實(shí)驗(yàn)課程設(shè)計(jì)說明書學(xué)生姓名:學(xué)號(hào)：學(xué)院：信息與通信工程學(xué)院專業(yè)：自動(dòng)化題目：四相單四拍步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)指導(dǎo)老師職稱2011年12月26日課程設(shè)計(jì)任務(wù)書11/12學(xué)年第一學(xué)期學(xué)院：信息與通信工程學(xué)院專業(yè)：自動(dòng)化學(xué)生姓名：學(xué)號(hào)：課程設(shè)計(jì)題目：四相單四拍步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)2011年12月26日2012年1月6起迄日期：丄課程設(shè)計(jì)地點(diǎn)：指導(dǎo)教師：系主任：下達(dá)任務(wù)書日期：2011年12月26日課程設(shè)計(jì)任務(wù)書1. 設(shè)計(jì)目的：*a-KWW*VVvnVE*VVWWBT*0VV*VVnBTVVVVBT*0VV!nBTVVVK!TBVT9-K設(shè)計(jì)一個(gè)計(jì)算機(jī)步進(jìn)電機(jī)程序控制系統(tǒng)，可以對(duì)步進(jìn)電機(jī)的

2、轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)向以及位置進(jìn)行控制。通過設(shè)計(jì)，掌握步進(jìn)電機(jī)的工作原理、掌握步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原理、設(shè)計(jì)步驟，進(jìn)一步提高綜合運(yùn)用知識(shí)的能力。2. 設(shè)計(jì)內(nèi)容和要求(包括原始數(shù)據(jù)、技術(shù)參數(shù)、條件、設(shè)計(jì)要求等)：n!«ITB*nWin*inWITB*Hin*HnB1!*HWBl!*HnHHnHHn(1) 選擇步進(jìn)電機(jī)，設(shè)計(jì)接口電路和驅(qū)動(dòng)電路，對(duì)步進(jìn)電機(jī)進(jìn)行控制。(2) 選擇控制算法，編寫控制程序，實(shí)現(xiàn)四相步進(jìn)電機(jī)在單四拍工作方式下先正轉(zhuǎn)90度，然后再反轉(zhuǎn)60度，要求其速度可調(diào)，轉(zhuǎn)向可控。(3) 寫出設(shè)計(jì)說明書。3. 設(shè)計(jì)工作任務(wù)及工作量的要求(包括課程設(shè)計(jì)計(jì)算說明書、圖紙、實(shí)物樣品等)：=aav

3、am一wmmaa=aav-a.s>mvm-aaaavnm一wmma*s>mvmtaaaa亠ad二：aa-a.s>mvm-aaaa亠ad二：aa-a.s>mvnvaa亠adaa-a.mvnvaa4亠ad&a-a.mvnvaa4亠aa=-&a-a.mvn>sas(1) 查閱資料，確定設(shè)計(jì)方案(2) 選擇器件，設(shè)計(jì)硬件電路，并畫出原理圖和圖(3) 畫出流程圖，編寫控制程序(4) 撰寫課程設(shè)計(jì)說明書課程設(shè)計(jì)任務(wù)書4. 主要參考文獻(xiàn)：1張艷兵，王忠慶。計(jì)算機(jī)控制技術(shù)。國(guó)防工業(yè)出版社2顧德英，張健，馬淑華.計(jì)算機(jī)控制技術(shù)【M】北京：北京郵電大學(xué)出版社，2006

4、.3華張家生.電機(jī)原理與拖動(dòng)基礎(chǔ)【M】.北京：北京郵電大學(xué)出版社，2006.成英，4張家生.電機(jī)原理與拖動(dòng)基礎(chǔ)【M】.北京：北京郵電大學(xué)出版社，2006.5. 設(shè)計(jì)成果形式及要求:課程設(shè)計(jì)說明書1份原理圖和圖各1份程序清單1份6. 工作計(jì)劃及進(jìn)度：起迄日期11年12月26日12月27日12月28日12月31日12年1月2日1月3日1月3日1月4日1月5日1月6日工作內(nèi)容:V查閱資料，確定設(shè)計(jì)方案I-I設(shè)計(jì)硬件電路I畫出流程圖，編寫控制程序>撰寫課程設(shè)計(jì)說明書!Ii課程設(shè)計(jì)答辯系主任審查意見:簽字：年月曰目錄1 系統(tǒng)概述錯(cuò)誤!未指定書簽2 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì).錯(cuò)誤!未指定書簽2.1 系統(tǒng)硬件原理

5、圖錯(cuò)誤!未指定書簽2.2 各硬件單元功能說明及口、功能鍵分配錯(cuò)誤!未指定書簽2.3 硬件連接圖錯(cuò)誤!未指定書簽3 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)錯(cuò)誤!未指定書簽3.1 工作方式下的控制模型錯(cuò)誤!未指定書簽3.2 流程圖錯(cuò)誤!未指定書簽4 結(jié)束語錯(cuò)誤!未指定書簽系統(tǒng)概述步進(jìn)電動(dòng)機(jī)是一種將電脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換相應(yīng)的角位移的特種電動(dòng)機(jī)。是工業(yè)過程控制及儀表中的主要控制元件之一。步進(jìn)電動(dòng)機(jī)具有快速起動(dòng)能力，而且精度高，在數(shù)字控制系統(tǒng)中可以直接接受來自計(jì)算機(jī)的數(shù)字信號(hào)，不需要進(jìn)行數(shù)/模轉(zhuǎn)換,所以步進(jìn)電動(dòng)機(jī)在定位場(chǎng)合得到了廣泛應(yīng)用。本次課程設(shè)計(jì)通過鍵盤控制四相電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)，單四拍、雙四拍、四相八拍三種工作方式及正反轉(zhuǎn)的選擇。并通

6、過七段數(shù)碼管顯示剩余工作步數(shù)。從而達(dá)到手動(dòng)控制與直觀顯示的結(jié)合。本系統(tǒng)應(yīng)用芯片8255,顯示單元，鍵盤模擬控制鍵，四相步進(jìn)電動(dòng)機(jī)及其驅(qū)動(dòng)電路，接線較為簡(jiǎn)單。軟件編程采用的是匯編語言，程序中包括主程序，顯示子程序，延時(shí)子程序。系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)1.1系統(tǒng)硬件原理圖圖1系統(tǒng)硬件原理圖1.2各硬件單元功能說明及口、功能鍵分配（1）8255芯片：8255作為整個(gè)系統(tǒng)的主控單元，與系統(tǒng)總線連接，接受外部控制信息，并通過設(shè)定的口將控制信息輸出到數(shù)碼管顯示單元，顯示單元及驅(qū)動(dòng)電路。系統(tǒng)設(shè)置8255工作方式0,A、B、C口均為輸出，07與數(shù)碼管相連顯示剩余工作步數(shù)，03連接電動(dòng)機(jī)的A、B、C、D四相控制電動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)

7、，0,1分別與0、1連接，47及37不用。（2）鍵盤模擬功能鍵：“0”鍵控制起動(dòng)，“T鍵控制選擇單四拍正轉(zhuǎn)工作方式，“2”健控制選擇單四拍反轉(zhuǎn)工作方式，“3”鍵控制選擇雙四拍正轉(zhuǎn)工作方式，“4”鍵控制選擇雙四拍反轉(zhuǎn)工作方式，“5”鍵控制四相八拍正轉(zhuǎn)工作方式，“6”鍵控制選擇四相八拍反轉(zhuǎn)工作方式，“7”鍵控制選擇停止退出程序。（3）驅(qū)動(dòng)電路:驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)。及功能鍵分配表如表1所示表1及功能鍵分配表口及功能鍵0703010鍵1鍵2鍵分配數(shù)碼管控制接口步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)接口反轉(zhuǎn)指示正轉(zhuǎn)指示起動(dòng)單四拍正轉(zhuǎn)單四拍反轉(zhuǎn)口及功能鍵3鍵4鍵5鍵6鍵7鍵分配雙四拍正轉(zhuǎn)雙四拍反轉(zhuǎn)四相八拍正轉(zhuǎn)四相八拍反轉(zhuǎn)退出1.3硬件連

8、接圖系統(tǒng)總圖2系纜殛件連按刻系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)1.4工作方式下的控制模型單四拍正轉(zhuǎn)、單四拍反轉(zhuǎn)、雙四拍正轉(zhuǎn)、雙四拍反轉(zhuǎn)、四相八拍正轉(zhuǎn)及四相八拍反轉(zhuǎn)六種工作方式下的控制模型分別如表2、3、4、5、67所示。表2單四拍正轉(zhuǎn)控制數(shù)字模型步序D相C相B相A相字模32101000101H2001002H3010004H4100008H表3單四拍反轉(zhuǎn)控制數(shù)字模型步序D相C相B相A相字模32101100008H2010004H3001002H4000101H表4雙四拍正轉(zhuǎn)控制模型D相C相B相A相字模步序32101001103H2011006H3110004100109H表5雙四拍反轉(zhuǎn)控制模型步序D相C相B相A相字

9、模32101100109H2110003011006H4001103H1.5流程圖8233協(xié)冶代沖口般反輅亠肛閡四汨正弱亠偉圖3程序流程圖結(jié)束語計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的課程設(shè)計(jì)是一個(gè)綜合運(yùn)用知識(shí)的過程，它不僅需要計(jì)算機(jī)控制理論、程序設(shè)計(jì)方面的基礎(chǔ)知識(shí)，而且還需要具備一定的生產(chǎn)工藝知識(shí)。設(shè)計(jì)包括確定控制任務(wù)、系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)、硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)、控制軟件的設(shè)計(jì)等，以便使學(xué)生掌握計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的總體思路和方法。此次課程設(shè)計(jì)選作的是步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)要求1.通電方式選擇鍵三個(gè)，分別為單四拍、雙四拍和四相八拍；2.啟動(dòng)鍵和方向控制鍵；3.正反轉(zhuǎn)指示燈；4.剩余工作步數(shù)顯示。此次課程設(shè)計(jì)經(jīng)過前期查找資料，

10、設(shè)計(jì)硬件電路，自編初步程序，設(shè)計(jì)期間在實(shí)驗(yàn)室調(diào)試程序，最終實(shí)現(xiàn)了以上基本功能，并且還實(shí)現(xiàn)了在不同工作方式之間的切換，屏幕顯示剩余拍數(shù)兩項(xiàng)功能，對(duì)步進(jìn)電機(jī)的控制有了初步了解，同時(shí)也對(duì)芯片8255，數(shù)碼管顯示部分加強(qiáng)了運(yùn)用。通過此次設(shè)計(jì)，將所學(xué)的專業(yè)理論知識(shí)與實(shí)際開發(fā)實(shí)際結(jié)合起來，理論聯(lián)系實(shí)際，提高了專業(yè)技能。在設(shè)計(jì)過程中得到了同學(xué)的幫助，老師的指導(dǎo)，在此一并感謝！;源程序如下：.*J根據(jù)配置信息修改下列符號(hào)值*09800H;片選0對(duì)應(yīng)的端口始地址.*82550+00H*4;8255的A口地址82550+01H*4;8255的B口地址82550+02H*4;8255的C口地址82550+03H*4

11、;8255的控制寄存器地址1256(?)1K09H03H,06H,0,09H09H,0,06H,03H13,06H,5,4,66H,6,7,07H,7,6工作步數(shù);雙四拍正轉(zhuǎn)模型;雙四拍反轉(zhuǎn)模型七段數(shù)碼管字模,80H;初始化8255,工作方式0,A,、B、C口均為輸出8255DX,AL1:,08H;等待啟動(dòng)鍵“0”按下21H,30HMAIN1:,08H;判斷工作方式控制鍵是否按下21H;若鍵按下轉(zhuǎn)到相應(yīng)的程序,否則循環(huán)等待.,33H;轉(zhuǎn)雙四拍正轉(zhuǎn),34H1;轉(zhuǎn)雙四拍反轉(zhuǎn),35H1MAIN;單四拍正轉(zhuǎn),02H;點(diǎn)亮正轉(zhuǎn)指示燈8255DX,AL0:1;數(shù)碼管顯示剩余步數(shù)8255DX,AL1:,04H;驅(qū)動(dòng)電機(jī)82552:,0;判斷是否有按鍵切換工作方式21H;有按鍵跳回判斷按鍵對(duì)應(yīng)程序，否則繼續(xù)執(zhí)行程序ALMAIN;調(diào)用顯示子程序，顯示工作剩余拍數(shù),DX,AL;調(diào)用延時(shí)子程序;判斷是否工作完所有拍數(shù)，有則退出等待重選工作方式，否則繼續(xù)循環(huán)201;中間跳轉(zhuǎn)1;雙四拍正轉(zhuǎn),02H8255DX,AL0:18255DX,AL1:,08H82552:,021HAL1,DX,AL201;中間跳轉(zhuǎn)程序001;雙四拍反轉(zhuǎn),01H8255DX,AL0:18