東北大學(xué)接口技術(shù)微機(jī)原理課程設(shè)計(jì)大作業(yè)

東北大學(xué)學(xué)院班級(jí)姓名學(xué)號(hào)日期【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?、利用PC機(jī)和實(shí)驗(yàn)箱，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)給定步進(jìn)電機(jī)的控制。2、進(jìn)一步掌握對(duì)芯片的硬件和軟件綜合設(shè)計(jì)方法。3、了解微機(jī)的工作原理，微型計(jì)算機(jī)的基本結(jié)構(gòu)，接口技術(shù)及匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)?！緦?shí)驗(yàn)內(nèi)容】1、控制步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，要求轉(zhuǎn)速1步秒。2、基于實(shí)驗(yàn)箱，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)接口和驅(qū)動(dòng)電路。3、用匯編語(yǔ)言編制程序。4、改善步進(jìn)電機(jī)的控制性能，控制步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)/停；正轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)；改變轉(zhuǎn)速（至少3【實(shí)驗(yàn)設(shè)備】1）MUT-III型實(shí)驗(yàn)箱2）計(jì)算機(jī)【總體設(shè)計(jì)】18253定時(shí)控制步進(jìn)速度。28255輸出控制脈沖，再經(jīng)75452驅(qū)動(dòng)電機(jī)。3、系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，通過(guò)按鍵的不同來(lái)控制電機(jī)轉(zhuǎn)/停；正轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)；改變1轉(zhuǎn)速（至少3【硬件設(shè)計(jì)】因采用了PC機(jī)和PC總線接口應(yīng)用平臺(tái)，硬件電路相對(duì)簡(jiǎn)單，除利用了PC8253計(jì)數(shù)定時(shí)器、8255并行接口單元，再加上外圍驅(qū)動(dòng)電路，便構(gòu)成可步進(jìn)電機(jī)控制電路，硬件原理圖如圖：圖中75452元件是正與非驅(qū)動(dòng)器，OC門輸出，所以加上拉電阻；8253的作用是輸出定時(shí)信號(hào)向CPU申請(qǐng)中斷要求輸出電機(jī)走步的控制信號(hào)。圖1【芯片介紹】（18253定時(shí)器計(jì)數(shù)器電路該電路由１片8253組成，8253的片選輸入端插孔CS8253，數(shù)T2時(shí)鐘輸入分別為8253CLK0、28253CLK18253CLK2GATE控制孔對(duì)應(yīng)如下：OUT0、GATE0、OUT1、GATE1、OUT2、GATE2、CLK2。原理圖如下：注：GATE信號(hào)無(wú)輸入時(shí)為高電平（2825582558255組成，8255的數(shù)據(jù)口，8255CS,A,B,C三端口的插孔分別為：PA0~PA7,PB0~PB7,PC0~PC7.電路原理如圖：8255A是比較常用的一種并行接口芯片，其特點(diǎn)在許多教科書(shū)中均有介紹。8255A有三個(gè)8位的輸入輸出端口，通常將A端口作為輸入用，B端口作為輸出用，C端口作為輔助控制用，本實(shí)驗(yàn)也是如8255A工作于基本輸入輸出方式（方式另外，從原理圖中看到，8255芯片的端口選擇信號(hào)A0A1，分別與地址總線A1、A2相連，因此，8255的四個(gè)端口地址應(yīng)是：04A0H、04A2H、04A4H、04A6H。用8255A的PA03分別控制步進(jìn)電機(jī)的BCD”0”則不通電。步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)原理是使各相繞組為：→B→C→D→；→AB→B→BC→C→CD→→DA→。按相反的順序即可改變電機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向。本實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)采用的是：AB→BC→CD→→。4+12V【軟件設(shè)計(jì)】本設(shè)計(jì)通過(guò)軟件編程使8253輸出定時(shí)信號(hào)申請(qǐng)中斷，CPU發(fā)出命令由8255的下C口輸出脈寬信號(hào)來(lái)控制步進(jìn)電機(jī)的走步。電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)和停止則是通過(guò)8255的A0端子輸出高低電平來(lái)繼續(xù)或暫停8253的計(jì)數(shù)從而控制中斷申請(qǐng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。8253的定時(shí)時(shí)間決定了電內(nèi)容?？刂葡到y(tǒng)分五個(gè)功能模塊，分別是轉(zhuǎn)速設(shè)置、轉(zhuǎn)向設(shè)置、固定步數(shù)轉(zhuǎn)動(dòng)、連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)、退出系統(tǒng)，在前四個(gè)功能塊中都設(shè)置了ESC鍵來(lái)取消或暫停執(zhí)行當(dāng)前操作。（1）轉(zhuǎn)速設(shè)置5調(diào)整計(jì)算初值。這里采用的是8253的0號(hào)計(jì)數(shù)器和方波產(chǎn)生方式，輸入時(shí)鐘為f=46875hz，設(shè)計(jì)數(shù)初值為n，要求轉(zhuǎn)速為0.25轉(zhuǎn)/秒，對(duì)四相步進(jìn)電機(jī)而言即為5/秒，則有：f/n=5n=f/5=46875/5=9375反過(guò)來(lái)，當(dāng)計(jì)數(shù)器初值確定時(shí)，決定了電機(jī)的轉(zhuǎn)速，如計(jì)數(shù)初值為0時(shí)，有電機(jī)轉(zhuǎn)速為1為125時(shí)，電機(jī)轉(zhuǎn)速為375初值及轉(zhuǎn)速見(jiàn)表2。轉(zhuǎn)速35（2）轉(zhuǎn)向設(shè)置在內(nèi)存單元中設(shè)置一方向標(biāo)志FLAG1設(shè)FLAG1為0時(shí)為順時(shí)針轉(zhuǎn)向，則當(dāng)設(shè)置FLAG1不為0時(shí)即可使電機(jī)轉(zhuǎn)逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。判斷操作在中斷子程序中進(jìn)行。（3）連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)置在此功能模塊中，通過(guò)讓8255的A0口輸出高電平到8253的GATE0使其0號(hào)計(jì)數(shù)器繼續(xù)工作（平常時(shí)A0口為低電平使8253的0狀態(tài)中若有鍵盤的‘ESC’鍵按下，則認(rèn)為暫停要求而關(guān)閉中斷和暫6停8253計(jì)數(shù)回到主菜單。需要繼續(xù)原轉(zhuǎn)向原速度運(yùn)行，再選擇此功能模塊即可。（4）固定步數(shù)轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)置通過(guò)鍵盤輸入0到999數(shù)即中斷次數(shù)是這樣實(shí)現(xiàn)的，設(shè)置一內(nèi)存單元FLAG0，中斷時(shí)在中化繼續(xù)循環(huán)，有變化則使計(jì)數(shù)寄存器CX減1后繼續(xù)循環(huán)，當(dāng)CX=0時(shí)退出等待中斷狀態(tài)，并關(guān)中斷和暫停8253計(jì)數(shù)。在這個(gè)等待程序中也判斷鍵盤有無(wú)ESC鍵按下，若有則認(rèn)為暫停要求而退出。（6）中斷子程序11001100B的內(nèi)存單元循環(huán)左移或右移一位，通過(guò)8255的下C口輸出低四位，控制步進(jìn)電機(jī)的相序變化，由標(biāo)志FLAG1來(lái)決定。7【程序流程圖】（1）主程序框圖如圖2圖2主程序框圖（2）中斷服務(wù)子程序框圖如圖3（3）速度設(shè)置自程序和方向設(shè)置單元程序的流程比較簡(jiǎn)單，如圖4，5。8（4）固定步數(shù)轉(zhuǎn)動(dòng)單元子程序框圖如圖6（5）連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)單元子程序框圖如圖79圖7連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)單元子程序框圖（68253和8255初始化子程序、菜單顯示子程序請(qǐng)參考程序清單?！緦?shí)驗(yàn)程序】DATASEGMENTIRQEQU0DH0DFHIMR1EQUIMR2EQUPA55EQUPC55EQUCTL55EQUP0_53EQUCTL53EQUINTA0EQUINTA1EQU20H280H282H283H290H293H20H21HMES0DB0DH,0AH,'*****STEPPINGMOTORCONTROLSYSTEM!*****',0DH,0AH,0DH,0AHDB'PRESS1TOSPEEDSET!',0DH,0AHDB'PRESS2TODIRECTIONSET!',0DH,0AH'PRESS3TOTURNREQUIREDSTEPS!',0DH,0AH'PRESS4TOSTARTRUNNING!',0DH,0AH'PRESS5TOEXIT!',0DH,0AH,'$'DBDBDBMES1DB0DH,0AH,'*****SPEEDSET*****',0DH,0AH,0DH,0AH'PRESSAFOR0.05R/S!',0DH,0AHDBDB'PRESSBFOR0.15R/S!',0DH,0AHDB'PRESSCFOR0.25R/S!',0DH,0AHDB'PRESSDFOR0.75R/S!',0DH,0AH'PRESSEFOR1.25R/S!',0DH,0AHDBDB'PRESSFFOR3.75R/S!',0DH,0AHDB'PRESSGFOR6.25R/S!',0DH,0AH'PRESSHFOR18.75R/S!',0DH,0AHDBDB'PRESSESCTOCANCEL!',0DH,0AH,'$'0DH,0AH,'*****DIRECTIONSET*****',0DH,0AH,0DH,0AH'PRESS1TORIGHT!',0DH,0AHMES2DBDB10DBMES3DBDB'PRESS0TOLEFT!',0DH,0AH,'$'0DH,0AH,'*****STEPS(<1000)SET*****',0DH,0AH,0DH,0AH'PRESSESCTOCANCEL!',0DH,0AHDB'PLEASEINPUTSTEPS:','$'MES4DBDB0DH,0AH,'RUNNING.....',0DH,0AH'PRESSESCTOSTOP!',0DH,0AH,'$'INTSEGDWINTOFFDWINTIMRDBFLAG1DBFLAG0DBNUMDBCNTFFDWENDS???0011001100B0B71BH,3D09H,249FH,0C35H,753H,271H,177H,7DHSTACKSEGMENTPARASTACK'STACK'DBSTACKENDSCODESEGMENTASSUMESTART:MOV256DUP(?)DS,AXMOVMOVDX,CTL53AL,00110110BDX,ALMOVOUTMOVDX,P0_53AL,1BHMOVOUTDX,ALMOVAL,0B7HDX,ALOUTMOVDX,CTL55AL,10000000BDX,ALMOVOUTMOVDX,PA55AL,0MOVOUTDX,ALMOVAL,11001100BDX,PC55DX,ALMOVOUTCLIMOVAH,35HAL,IRQ21HMOVINTMOVAX,ES11MOVMOVPUSHMOVMOVLEAINTOFF,BXDSAX,SEGINTPROCDS,AXDX,INTPROCAH,25HMOVMOVINTAL,IRQ21HMOVINDX,INTA1AL,DXMOVANDOUTPOPSTIINTIMR,ALAL,IMR1DX,ALDSMAIN:LP0:LEAMOVINTDX,MES0AH,09H21HMOVINTCMPJEAH,821HAL,'1'LP1CMPJEAL,'2'LP2CMPJEAL,'3'LP3CMPJEAL,'4'LP4CMPJEAL,'5'EXITLP0JMPLP1:LP2:LP3:CALLJMPAAMAINCALLJMPBBMAINCALLJMPCCMAIN12LP4:CALLJMPDD1MAINEXIT:CLIMOVMOVOUTMOVMOVMOVMOVMOVINTAL,INTIMRDX,INTA1DX,ALDX,INTOFFAX,INTSEGDS,AXAH,25HAL,IRQ21HSTIMOVINTAH,4CH21HINTPROCPROCPUSHPUSHPUSHPUSHSTIAXDSDXCXMOVMOVCMPDS,AXFLAG1,0KKJERORNUM,1YYJMPKK:ROLNUM,1YY:MOVANDAL,NUMAL,00001111BDX,PC55DX,ALMOVOUTNOTFLAG0;INCFLAG0MOVMOVOUTPOPPOPPOPPOPDX,INTA0AL,20HDX,ALCXDXDSAX13IRETINTPROCENDPAAPROCPUSHPUSHPUSHPUSHMOVAXBXDXDIAH,9LEADX,MES121HINTMOVAH,8INT21HCMPAL,1BHKK0JZSUBAL,'A'MOVAH,0ADDAX,AXMOVDI,AXMOVBX,OFFSETCNTFFAX,WORDPTR[BX+DI]DX,P0_53DX,ALMOVMOVOUTXCHGOUTAH,ALDX,ALKK0:POPDIPOPDXBXAXPOPPOPRETAAENDPBBPROCPUSHPUSHMOVAXDXAH,9LEADX,MES221HINTMOVAH,8INT21HCMPAL,1BHXXJZSUBAL,'0'FLAG1,ALDXMOVXX:POP14POPRETAXBBENDPCCPROCPUSHAXBXCXDXPUSHPUSHPUSHMOVAH,9DX,OFFSETMES321HMOVINTMOVBX,0GETCHAR:MOVINTAH,121HAL,30HXX0SUBJLCMPJGAL,09HXX0MOVXCHGMOVMULXCHGADDJMPAH,0AX,BXCX,0AHCXAX,BXBX,AXGETCHARXX0:MOVLEAINTAH,9DX,MES421HMOVCX,BX;MOVCX,10STIMOVMOVOUTMOVDX,PA55AL,1DX,ALBL,FLAG0XX1:;CLIMOVMOVINTAH,6DL,0FFH21HCMPJEAL,1BHXX2;STI15HLTCMPJEBL,FLAG0XX1MOVLOOPBL,FLAG0XX1XX2:CLIMOVMOVOUTPOPPOPPOPPOPRETDX,PA55AL,0DX,ALDXCXBXAXCCENDPDD1PROCPUSHPUSHMOVAXDXAH,9DX,MES421HLEAINTSTIMOVDX,PA55AL,1MOVOUTDX,ALLOP:MOVAH,821HINTCMPAL,1BHLOPJNZCLIMOVDX,PA55AL,0MOVOUTDX,ALDXPOPPOPAXRETDD1ENDPCODEENDSENDSTART16【心得體會(huì)】少有些困難。但課程中融入了實(shí)驗(yàn)，并且還有這次的大作業(yè)。對(duì)于理論知識(shí)的理解就更深刻了。本次大