微机原理步进电机.doc

华北科技学院计算机系综合性实验实 验 报微机原理与接口技术A课程综合性实验报告开课实验室： 接口实验室 2009年5月24日实验题目微机控制步进电机调速系统 一、实验题目：微机控制步进电机调速系统二、实验目的：1、了解计算机控制步进电机原理。 2、掌握步进电机正转反转设置方法。3、掌握步进电机调速工作原理及程序控制原理。三、实验设备及环境：TPC-2003A微机四、实验内容及要求1、 按图（1）连接线路，用8255 输出脉冲序列，开关K0K6 控制步进电机转速，K7控制步进电机转向。2、 8255 的片选信号CS 接288H28FH。PA0PA3 接BABD；PC0PC7 接K0K7。3、 编写程序实现步进电机的顺时针旋转控制。当K0K6中任一开关为“1”（向上拨）时步进电机启动，全部为“0”时步进电机停止，其中K0为“1”时速度最慢，K6为“1”时速度最快。K7为“1”（向上拨）时步进电机顺时针转动，为“0”（向下拨）时逆时针转动。硬件接线连接图：图1实验内容：步进电机驱动原理：如图（2）是通过对每相线圈中的电流的顺序切换来使电机作步进式旋转。线圈的通电顺序决定了步进电机的旋转方向（顺时针或逆时针）。驱动电路由脉冲信号来控制，所以，调节脉冲信号的频率便可改变步进电机的转速。如图(2)所示：本实验使用的步进电机用直流5V 电压，每相电流为0.16A，电机线圈由四相组成：即： 1（BA）2（BB）3（BC） 4（BD）图2驱动方式为二相激磁方式，各线圈通电顺序如下表：图3表1表1中首先向F1-F2线圈输入驱动电流，接着依次向F2-F3，F3-F4，F4-F1输入驱动电流，最后再返回到F1-F2，按这种顺序切换可使步进电机实现顺时针方向旋转。实验中可通过不同的时间延时来得到不同频率的步进电机输入脉冲，从而得到各种不同的电机转速。8255A芯片一般占用四个连续的口地址，按照从高高到低分别为：控制口、C口、B口、A口。 8255共有三种工作方式： 方式0：基本输入输出； 方式1：中断工作方式； 方式2：双通输入输出，仅有A口。图（4 ）8255A芯片简介实验执行流程图：参考代码：1.数据段代码DATA SEGMENTioport EQU 0c800h-0280h ；0c800h是I/O端口的基本地址P55A EQU ioport+288H；定义P55A为8255 A端口的地址（A口做输出）P55C EQU ioport+28AH；定义P55C为8255 C端口的地址（C口做输入）P55CTL EQU ioport+28BH；定义P55CTL为8255 控制字端口的地址BUF DB 0 ；定义一个字节数据（用来存入开关的状态）MES DB K0-K6 ARE SPEED CONTYOL,0AH,0DH；写入一些文字用来描述DB K6 IS THE LOWEST SPEED ,0AH,0DH ；各个开关所代表的速度DB K0 IS THE HIGHEST SPEED,0AH,0DH ；K0为最低速，K6为最高速DB K7 IS THE DIRECTION CONTROL,0AH,0DH,$；K7为方向键DATA ENDS2.代码段代码CODE SEGMENTASSUME CS:CODE,DS:DATASTART:MOV AX,CODEMOV CS,AXMOV AX,DATAMOV DS,AX ；程序的初始化（给CS,DS 赋值）MOV DX,OFFSET MESMOV AH,09INT 21H ；显示各个开关的信息MOV DX,P55CTLMOV AL,8BH ；（8BH=10001011B,为控制字）OUT DX,AL ； A口做输出，C口做输入 送33H到A口输出 给后面电机的正反转提供初只 调用BIOS功能的INT16的1号功能，判断是否按下 如果有则返回DOS 如果没有判断开关的状态。 MOV BUF,33HOUT1: MOV AL,BUFMOV DX,P55AOUT DX,AL ；间接寻址获得AL的值push dxMOV AH,06hmov dl,0ffhINT 21H ；检查是否有键按下 pop dxJE IN1 ；有键按下就停止，没有则转向IN1去执行MOV AH,4CHINT 21HIN1: MOV DX,P55CIN AL,DX ；获得各个开关的状态 TEST AL,01HJNZ K0TEST AL,02HJNZ K1TEST AL,04HJNZ K2TEST AL,08HJNZ K3TEST AL,10HJNZ K4TEST AL,20HJNZ K5TEST AL,40HJNZ K6 ；检查各个开关的状态，分别转向相应的程序 STOP: MOV DX,P55AMOV AL,0FFHJMP OUT1 ；置停止信息并转向OUT1判断完状态则跳转到执行的程序 献给BL复制 实现岩石时间 控制转速 然后判断K7 的状态是1 还是0 。K0: MOV BL,10HSAM: TEST AL,80H；继续判断K7是否为0JZ ZX0 ；为0就转向ZX0（循环右移程序）JMP NX0 ；为1就转向NX0（循环左移程序）K1: MOV BL,2FH ；BL为延时子程序的内层循环计数器JMP SAMK2: MOV BL,4FHJMP SAMK3: MOV BL,6FHJMP SAMK4: MOV BL,8FHJMP SAMK5: MOV BL,0AFHJMP SAMK6: MOV BL,0CFHJMP SAMZX0: CALL DELAY ；调用延时子程序MOV AL,BUFROR AL,1MOV BUF,ALJMP OUT1 ；循环右移NX0: CALL DELAY；调用延时子程序MOV AL,BUFROL AL,1MOV BUF,ALJMP OUT1 ；循环左移延时程序是由两曾循环程序构成的 BL 是外曾循环的次数 CX是内层循环的次数严实时间长则脉冲频率小 转速慢DELAY PROC NEAR ；定义延时子程序DELAY1: MOV CX,0FFFFHDELAY2: LOOP DELAY2DEC BLJNZ DELAY1RETDELAY ENDPCODE ENDSEND START实验总结：微机原理这门课程学完后我有很大的收获，对汇编语言有了初步的了解。并且通过本实验让我对汇编语言产生很大的兴趣，让我掌握了汇编编程的总体思路，本实验利用微机控制步进电机的调速，在实验过程中遇到的问题告诉我们理论的编程要结合实际的电动机技术指标调试延迟时间和实验箱的。可以通过改变CX的赋值来控制电动机的转动速度。CX越小电动机的转动速度越大。也可以通过改变BL的值来改变单个开关的速度。我们把CX称为总开关，BL成为分开关。从而达到从K0到K6 速度逐渐变快，而K7控制电动机的反转。当K7闭合时 电动机反转。从这次实验中并让我进一步的学习到了8255的应用和掌握了8255 的初始化和其编程。对我们以后的工作和学习起到的积极的作用。 考核标准：硬件连接正确，原理清楚。3分。完成步进电机控制、分析控制规律或有一定调速能力。5分。报告书写格式与数据分析及结论。2分。 教 师 评 价评定项目ABCD评定项目ABCD算法正确界面美观，布局合理程序结构合理操作熟练语法、语义正确解析完整实验结果正确文字流畅报告规范题解正确其他：评价教师签名：年 月 日汇编源程序(部分,多了发不出来)P55A EQU 288H ;8255 A PORT OUTPUT P55C EQU 28AH ;8255 C PORT INPUTP55CTL EQU 28BH ;8255 COUTRL PORTstack segment stackstack endsDATA SEGMENTBUF DB 0.START: MOV AX,CSMOV DS,AX MOV AX,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,01H 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步进电机原理及使用说明 步进电机是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制元件。在非超载的情况下，电机的转速、 停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数，而不受负载变化的影响，即给电机加一个脉冲信号，电机 则转过一个步距角。这一线性关系的存在，加上步进电机只有周期性的误差而无累积误差等特点。使得在 速度、位置等控制领域用步进电机来控制变的非常的简单。为此， 51测试网在腾龙开发套件中首次引入 了步进电机技术，方便用户应用掌握。 虽然步进电机已被广泛地应用，但步进电机并不能象普通的直流电机，交流电机在常规下使用。它必 须由双环形脉冲信号、功率驱动电路等组成控制系统方可使用。因此用好步进电机却非易事，它涉及到机 械、电机、电子及计算机等许多专业知识。 步进电机的主要特性： 1 步进电机必须加驱动才可以运转， 驱动型号必须为脉冲信号，没有脉冲的时候， 步进电机静止， 如 果加入适当的脉冲信号， 就会以一定的角度（称为步角）转动。转动的速度和脉冲的频率成正比。 2 腾龙版步进电机的步进角度为7.5 度，一圈360 度， 需要48 个脉冲完成。 3 步进电机具有瞬间启动和急速停止的优越特性。 4 改变脉冲的顺序， 可以方便的改变转动的方向。 因此，目前打印机，绘图仪，机器人，等等设备都以步进电机为动力核心。1、单片机原理与应用，徐泳龙等，机械工业出版社，2004 2、单片微型机原理、应用与实验，张友德等，复旦大学出版社，2000 3、单片机技术实验指导书 4、机械设备电气与数字控制，黄义源，中央广播电视大学出版社