微机原理课程设计 直流电机控制.doc

应昕烨（07091327） 第 14 页课程设计说明书课题名称： 直流电机控制日 期： 2010年5月16日 目 录1. 课程设计任务书 3 2. 说明书正文 42.1 前言 42.2 任务分析与方案设计 42.3 系统电路原理图 52.4 元器件清单及参数选择 82.5 电路的调试 83. 心得体会 94. 参考文献 105. 附录 111.课程设计任务书一、任务要求 在Dais实验台基础上设计并调试一个外接口电路，能够测量和显示所测量的值。且具有一定的控制功能，编程并调试完成整个开发系统。每组一题，分别由45位同学合作完成。二、主要技术要求 （1）用0832D/A转换电路的输出经放大后驱动滞留电机。 （2）编制程序改变0832输出经放大后方波信号的占空比来控制电机转速。 （3）用8255控制电机的正反转。三、主要完成任务： （1）查找相关资料，确定课程设计方案。（2）微机接口电路硬件的焊接、装配、逐步排除故障及调试。（3）用Protel2004绘制微机最小系统配置原理图。（4）用Protel2004绘制相关项目的接口原理图。（5）编写有关项目的程序，并进行调试。（6）按照相关项目内容要求，上机进行联调。（7）编写课程设计报告。四、提交成果 （1) 课程设计说明书一本。（电子文档和打印稿各一份） 要求：内容完整，图表完备，条理清晰，分析有据，计算精确。 所附电路图布局合理，清晰完备，图形和符号要规范。（2) 所用元器件清单。（3) 电路实体一套。要求：该电路实体必须是经过自己安装调试达到性能指标要求的电路实体。五、时间按排： 4月19日晚，布置任务与接口电路知识授课。4月20日-5月3日，查找相关资料，初拟总体方案；讨论确定总方案；上机熟悉Protel2004软件；微机最小系统配置原理图，相关节楼电路图设计；借领工具，分发参考资料，PCB版及相关元器件。5月4日-5月14日，接口电路PCB版焊接，装配，调试；各项目相关程序设计，编写，调试；软硬件联合调试。5月15日-5月16日，编写课程设计说明书；答辩及验收课程设计成果；归还所借工具，上交课程设计成果。5月17日5月19日，提交修改后的最终报告及成果。地点：4月19日晚，布置任务与接口电路知识授课在12教414。其他时间地点在2教北楼428。六、注意事项（1） 按时上下机，严禁玩游戏，注意公共卫生。（2） 爱护实验室内一切实验设施，违者按零分计。（3） 爱护借用的工具，丢失工具按原价赔偿。故意损坏工具者按零分计，并原价赔偿。(4) 注意安全。下课时关闭总闸与空调，拔掉电烙铁，关好门窗。(5) 不准用笔在实验桌上乱写乱画，否则按零分计。2.说明书正文2.1 前 言随着自动控制技术与计算机科学技术的快速发展，制造业领域已大量采用计算机技术进行自动控制，这使制造业各个领域的成果，效率和质量得到大幅度提高。各种微机控制系统在基本构造上是类同的，主要由微机控制器，被控对象与接口电路（输入，输出及驱动接口电路）组成。根据被控对象的不同，微机控制系统又分为闭环控制系统（反馈控制输出信号的大小）与开环控制系统，学好“微机原理与接口技术”是掌握微机控制系统原理与技术的基础；而“微机原理与接口技术课程设计”是巩固，深化，掌握本门课程知识不可缺少的重要环节。 通过本次课程设计加深对的理解和掌握。在设计程序的过程中，广泛的查阅相关资料，如各类中断的作用和调用方式,屏幕显示等等，通过实践来加深对理论知识的理解，同时将自己对这门技术的理解应用在计算器的设计当中，理论与实践相互融合、相互促进，提高自己的理论水平和实践能力。2.2 任务分析与方案设计(1)、任务分析直流电机调速：采用脉宽调制控制技术（PWM）对直流电机进行调速控制。 键盘控制：由于难度下降，取消了对键盘输入的要求。(2)、方案设计PWM信号通道：微机输出的PWM信号经插座P1，R1进入U1A同相放大电路，U1A输出同相位的PWM信号分别经R11，R16同时进入Q1，Q2的集电极。只有当正反转控制信号高电平经U1B，U1C电压比较器输出高电平触发Q1，Q6或Q2，Q4导通时，PWM控制信号才能开关Q3，Q5，驱使直流电机产生正反转运行。运用微机控制技术，就能非常方便地调整脉冲的占空比，从而实现直流电机的调速。正反转信号控制:当需要直流电机正传时，危机输出高电平经P2的1脚输入反相器U2A输入端，U2A的输出端与反相器u2b的输入端相连，U2B的输出端经电阻R7输入U1B的同相输入端。U1B为电压比较器。其反相输入端接着R8，R9的分压电阻组成的2.5V的门槛电压。当输入电压小于2.5V时，U1B7脚输出低电平；当输入电压大于2.5V时，输出高电平触发Q1，Q6导通，使直流电机产生正转。同理，直流电机的反转控制由U2A，U1C组成。由于直流电机正反转控制不能同时存在，所以当U1B为高电平时，U1C只能是低电平。它们之间靠U2A，U2B来实现互锁。 2.3 系统电路原理图(1)、电路原理图 图一 直流电机控制接口电路原理图图二 微机8086最小模式系统配置（2）程序流程图图三 软件流程图2.4 元器件清单及参数选择 元器件型号数量稳压器L7805CV1集成芯片LM324N1三极管C26556电阻12 K1电阻1 K 8电阻10 K8二极管IN40074集成芯片TC4069UBP1表一2.5 电路的调试初始化8255，按照步进电机驱动方式驱动电机摸索每一步进间的延时长短，使得电机可以正常工作改变延时摸索延时间隔，使得电机工作最好调试加入硬件调试后控制是否可靠反复检验验证，保证程序的可靠性，是否存在错误图四3. 心得体会此次课程设计总体来说比较匆忙，原本应该是短学期完成的任务，由于课程的改动被安排到现在来进行，都是利用晚上和双休日上课的。在这一个月时间里碰到过许多问题，但是我们确实学到了很多东西，不仅巩固了以前学到的知识，而且还学到了很多书上所没有的东西。通过这次课程设计，我认识到了以前的错误认识，我的任务主要是负责直流电机控制的硬件及硬件调试部分，虽然是做硬件，但还是要了解一下软件控制的原理。直流电机的硬件就是利用0832D/A转换电路的输出经放大后驱动直流电机。编制程序改变0832输出经放大后方波信号的占空比来控制电机转速.编制程序改变8255输出的高低电频来改变直流电机的正转和反转。利用软件画电路图的时候，由于对软件和电路图原理的不熟悉，使得画图的进展很慢，再加上老师给的电路图还有一部分需要做修改，在框架搭完之后就停滞不前了，后来经过查找资料进一步的去完善。焊接电路之初是相当顺利的，把所有元器件都焊完之后，经过检查发现所有二极管的方向弄反了，又把二极管重新焊，这花费了很多时间，通过这点让我认识到在焊接之前一定要先搞清楚每个元件的位置和方向，这样才能避免不必要的麻烦。电路弄好之后再拿到老师那边调试，调试进行的相当顺利，一次就通过了。接下来就是电机和实验仪的连接和软件的编写，这一阶段是整个设计过程中遇到困难最大的，整整两天时间毫无收获。后来经过反复推敲终于把软件编译出来了，但是只能实现电机的变速却不能实现反转，试验再一次陷入困境。经过老师讲解之后发现是实验仪上的电压没有达到要求，实验仪上的连线也没有连接好。调整完这些所有的缺陷之后，电机终于如愿的实现了正反转和调速。通过本次微机的课程设计，使我懂得了理论与实践相结合的重要性，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，才能达到目的。另外，细心也是极其重要的，做这个设计不能有一点闪失，必须一步到位，不然就会花费相当长的时间去检查错误，这次设计提高了我的实际动手能力和独立思考的能力。在设计的过程中遇到的问题，可以说是困难重重，毕竟是第一次做课程设计，难免会碰到这样那样的问题，同时在设计过程中发现自己的不足之处，对以前所学过的知识理解还不够深刻，掌握的不够牢固。总之，这次课程设计使我获益匪浅，不但增大了我们对微机原理和电子电路的学习热情，更使我们对未来的学习和就业充满了信心！4. 参考文献1、周佩玲主编.微机原理与接口技术（基于16位机）.北京：电子工业出版社，20042、吴秀清主编.微型计算机原理与接口技术.北京：清华大学出版社，20033、沈美明等编.IBM-PC汇编语言程序设计.北京：清华大学出版社，20024、张伟等编.Protel DXP 入门与提高.北京：人民邮电出版社，2003.25、李继灿编.新编16/32位微型计算机原理及应用（第3版）.北京：清华大学出版社，20046、李继灿编.微型计算机原理与接口技术题解及实验指导.北京：清华大学出版社，2003 7、康华光等编.电子技术基础-数字部分（第四版）.北京：高等教育出版社，2000.68、高吉祥等编.电子技术基础-实验与课程设计.北京：电子工业出版社，2002. 29、甘登岱主编.Protel DXP电路设计与制版实用教程.北京：人民邮电出版社，2004.710、钱培怡编.电子电路实验与课程设计.北京：地震出版社，2002.6 11李国栋，王新中，陆志平等编.微机原理与接口技术课程设计.杭州：浙江大学出版社，20075.附录：参考程序：CODE SEGMENTASSUME CS:CODE,DS:CODE,ES:CODE;=DAPORT EQU 0FFE0h ；D/A或A/D端口地址ZXK EQU 0FFDCH ；定义字形口 ZWK EQU 0FFDDH ；定义自位口PA EQU 0FFD8H ；8255A口端口地址PCTL EQU 0FFDBH ；8255控制口;= ORG 3670hSTART: MOV DX,PCTL MOV AL,80H OUT DX,ALL0: MOV DX,PA MOV AL,00H OUT DX,AL ；A口输出低电平 MOV CX,0100H LOOP $ NOT AL OUT DX,AL ；A口输出为高电平 MOV CX,0100H ；延时 LOOP $ JMP L0 ；循环执行 MOV BUF,00H ；DISPLAY 0832 80 MOV BUF+1,08H MOV BUF+2,03H MOV BUF+3,02H L1: MOV AL,00H ；输出高转速 CALL JDAL MOV AL,65H ；输出较低转速 CALL JDAL MOV AL,70H ；输出更低转速 CALL JDAL MOV AL,65H CALL JDAL JMP L1 ；循环自动调速 ;=JDAL: MOV DX,DAPORT OUT DX,AL ；AL内容输出到输出端口 CALL JDAS MOV CX,0100Hp6: PUSH CX CALL DIS POP CX loop p6 ret;=JDAS: MOV AH,AL ；BUF2左后两位的赋值程序 AND AL,0FH MOV BUF+5,AL AND AH,0F0H MOV CL,4 SHR AH,CL MOV BUF+4,AH ;=DIS: MOV CL,20H MOV BX,OFFSET BUF ；BUF的偏移地址送入BX中DIS1: MOV AL,BX ；将BUF中的内容输出 PUSH BX MOV BX,OFFSET LED ；将LED的内容送入BX中 XLAT POP BX MOV DX,ZXK OUT DX,AL ；将AL的内容输出到字形口 MOV AL,CL MOV DX,ZWK OUT DX,AL ；将CL的内容输入到字位口 PUSH CX MOV CX,0100H DELAY: LOOP $ ；循环执行 POP CX CMP CL,01H JZ EXIT ；ZF=1跳转到EXIT INC BX SHR CL,1 JMP DIS1 EXIT: MOV AL,00H MOV DX,ZWK OUT DX,AL ；将字位口端口地址清零 RETBUF DB ?,?,?,?,?,? LED DB 0C0H,0F9H,0A4H,0B0H,99H,92H,82H,0F8H,80H,90HDB 88H,83H,0C6H,0A1H,86H,8EH,0FFH,0CH,0DEH,0F3H;=CODE ENDS END START实际程序：CODE SEGMENTASSUME CS:CODE,DS:CODE,ES:CODE;=DAPORT EQU 0FFE0hZXK EQU 0FFDCHZWK EQU 0FFDDHIOCO EQU 0FFDBHPA EQU 0FFD8H;= org 3670hSTART: MOV BUF,00H ；DISPLAY 0832 80 MOV BUF+1,08H MOV BUF+2,03H MOV BUF+3,02HP5: mov al,88h mov dx,ioco OUT DX,AL MOV AL,01H ；实现正转 MOV DX,PA OUT DX,AL MOV AL,0FFH ；快速正转 MOV DX,DAPORT OUT DX,AL CALL JDAS MOV CX,0100H P6: PUSH CX CALL DIS ；延时程序 POP CX LOOP P6 MOV AL,0AAH ；慢速正转 MOV DX,DAPORT OUT DX,AL MOV CX,0100H P7: PUSH CX CALL DIS POP CX LOOP P7 MOV AL,80H MOV DX,DAPORT OUT DX,AL MOV AL,88H MOV DX,IOCO OUT DX,AL CALL JDAS MOV CX,0100H P8: PUSH CX CALL DIS POP CX LOOP P8 MOV AL,00H ；实现反转 MOV DX,PA OUT DX,AL MOV AL,0FFH ；快速反转 MOV DX,DAPORT OUT DX,AL CALL JDAS ；延时 M