C语言在测量和控制中的应用资源第7章-并口的使用与步进的电机控制

第7章并口的使用与步进电机控制哈尔滨工业大学航天学院《C语言在测量与控制中的应用》系列课件7.1并行I/O接口概述数据所有位同时进行传输称为并行通讯，并行接口芯片具有以下功能:1.两个或两个以上的具有锁存器或缓冲器的数据端口;2.每个数据端口都具有与CPU用应答方式交换信号所必需的控制和状态信息，也有与外设交换信号所必需的控制和状态信息；3.每个数据端口有能用中断方式与CPU交换信息所必需的电路；4.具有片选和控制电路；5.可用程序选择数据端口，选择端口的数据传递方向，选择与CPU交换信息的方法等。7.28255A并行接口芯片简介

8255A是Intel系列的可编程接口芯片，具有40条引脚，使用单一的+5V电源，双列直插式封装。8255A有3个8位的输入输出端口，端口A端口B和端口C，可以用软件分别置成输入或输出端口。

早期PC机有一片8255A,现在集成在多功能芯片中，功能和地址根本兼容。 A口 B口 C口端口地址： 60H 61H 62H8255A的管脚7.3HY-6160数字量输入/输出板HY-6160是一种用于ISA总线的数字量输入/输出接口板。HY-6160接口板为用户提供了32个数字量输入通道，32个数字量输出通道,数字量输出通道上电清零。

数字量输入通道数： 32数字量输入组数： 4〔8bit/组〕数字量输出通道数： 32数字量输出组数： 4〔8bit/组〕输入/输出电平： TTL电平兼容输入电平： VIH=2.0V 〔最小值〕 VIL=0.8V 〔最大值〕输出电平： VOL=0.4V〔最大值〕 VOH=2.4V 〔最小值〕输出高电平电流： IOH=-400A 最大值输出低电平电流： IOL=8mA 最大值尺寸：10.7cm×12.8cm×2.3cm工作温度范围：0°~+60°C存储温度范围：-25°~+85°C湿度范围：>90%〔不结露〕电源功率消耗：+5V,320mA典型值HY-6160的I/O端口地址ON12345

6地址：A8A7A6A5A4A3十进制：2561286432168十六进制：1008040201008基地址计算公式：基地址=512〔0x200〕+所有有效位之和(ON为1〕ON12345

6出厂设置基地址设置开关基地址=0x200+0x80=0x280基地址+0 写D/O0组输出存放器的 D/O00~D/O07基地址+1 写D/O1组输出存放器的 D/O10~D/O17 基地址+2 写D/O2组输出存放器的 D/O20~D/O27基地址+3 写D/O3组输出存放器的 D/O30~D/O37基地址+4 读D/I0组输入缓冲器的 D/I00~D/I07基地址+5 读D/I1组输入缓冲器的 D/I10~D/I17基地址+6 读D/I2组输入缓冲器的 D/I20~D/I27基地址+7 读D/I3组输入缓冲器的 D/I30~D/I37假设基地址选择为0x280,那么从D/O0组输出255，从D/O2组输出0xb8的程序如下： int base=0x280; …… outportb(base+0,255); outportb(base+2,0xbc);7.4打印机的接口通常PC机有两个并口：并口1，并口2。打印机通常接口1。每个并口都包括数据口、状态口和控制口。 数据口 状态口 控制口并口1 378H 379H 37AH并口2 278H 279H 27AH并口1在PC机后面板上是D型25针插座，在打印机上是D型36线插座。信号线功能信号 25芯插座 36芯插座 功 能D7~D0 9~2 9~2 数据线STRORB 1 1 数据选通脉冲ACKNLG 10 10 打印机应答信号，收到数据BUSY 11 11 打印机忙，不能接收新数据PE 12 12 缺纸SLCT 13 13表示打印机能工作OUTPEEDXT 14 14 打印一行后，自动走纸ERROR 15 22 无纸、脱机、出错指示INIT 16 31 初始化打印机SLCTIN 17 36 允许打印机工作GND 18~25 19~30,33 地控制口、状态口和数据口控制口即控制存放器〔8位〕，功能包括初始化打印机接口及设置中断方式等。状态口即状态存放器〔8位〕，提供打印机工作状态，供CPU读。数据口是一个8位单向输出端口，假设不接打印机，可作为8位输出端口，控制数码显示管、发光二极管、步进电机驱动器等。7.5步进电动机及驱动器步进电机步进电机驱动器步进电机的特点步进电机是纯数字的控制电机，将脉冲信号转换成角位移。给一个脉冲信号，转过一定角度。在x-y工作台，磁盘驱动器，阀门控制，石英钟，打印机等许多方面应用。

步进电机的特点：1.电机旋转角度与输入脉冲成比例，角度误差小，不产生积累误差。2.利用输入脉冲频率上下可做转速调整。3.可采用开环控制，本钱低。4.电机的启动、停止、加速、减速、正反转反响快，容易控制〔动态反响快〕。5.可带负载低速运行，不必接减速器。6.结构简单，可靠性高，使用寿命长。7.低速时，可能产生震动和噪声。振荡与失步步进电机在低速和共振区可能产生振荡现象，细分角度可减轻振荡。步进电机有一个启动频率〔1〕启动时，假设脉冲频率过高，电机来不及获得足够能量，转子跟不上旋转磁场速度，引起失步。提高电机转矩，减小负载转动惯量，减小步距角都可提高电机启动频率。〔2〕制动和突然换向时，转子获得过多能量，产生严重过冲，引起失步。磁盘结构步进电机在磁盘驱动器上的应用步进电机磁盘驱动器上的步进电机图23HS2001步进电机技术参数1相数： 2步距角： 1.8°相电流： 1.7A最大静转矩： 0.15Nm相电阻： 1.4

相电感： 1.96mH驱动电压： DC24V空载启动频率/转速 6.5KHz/390转/分23HS2001步进电机技术参数2重量 :0.2Kg环境温度 ：-25~+55ºC绝缘电阻

：500VDC

100MΩMin温升 ：75℃Max绝缘强度 ：B配套驱动器 ：SH-2H042MaSH-2H042Ma步进电机驱动器类别 ：混合式相数 ：2/4细分倍数 ：2、4、8(b型2，5，10，20，40〕输出相电流 ：1.7A电源电压 ：一组DC24V配套电机 ：17HS001,17HS101,17HS111,23HS2001电机与驱动器的连接ØCP+ 步进脉冲+ØCP- 步进脉冲-ØDIR+ 方向脉冲+ØDIR- 方向脉冲-ØA 红ØA 绿ØB 蓝ØB 黄Ø＋Ø－转子DC24V/2A细分开关设置 1234 num angle 0011 2 0.9º 0111 4 0.45º 1011 8 0.225º switch3,4kept1共阳极接法CP+和DIR+接在一起作为共阳端OPTO,接外部系统+5V。 脉冲信号接CP-端，方向信号接DIR-端。脉冲宽度2μS 负脉冲方式CP=5V高电平CP=0V低电平共阴极接法CP-和DIR-接在一起作为共阴端,接外部系统GND。 脉冲信号接CP+端，方向信号接DIR+端。脉冲宽度2μS正脉冲方式CP=5V高电平CP=0V低电平7.6步进电动机的位置与速度控制采用共阴极接法，正脉冲有效。利用打印机数字口(地址0x378)控制步进电机驱动器， D0 控制方向，接DIR+端 D1 控制步进，接CP+端 DIR-和CP-接地 细分开关置成2细分状态，步距角0.9º程序举例#include<dos.h>#include<stdio.h>voidplus(intm){outportb(0x378,0x00);delay(m);outportb(0x378,0x02);delay(1);}main(){long n;for(n=0;n<160000;n++){ plus(20);}}D1位交替输出高、低电平，形成步进脉冲。00000000D7D6D5D4D3D2D1D0控制方向控制步进00000010D0位是0时是某个转向，D0位是1时是另一个转向。关于延时函数delay()的一些说明void delay(unsigendmilliseconds)该函数由头文件dos.h说明。该函数可起到延时一段时间的作用，延时时间的长短由参数milliseconds确定。该函数的说明中说milliseconds的单位是毫秒，但对目前使用的PC系列微机来说，实际的延时时间要比说明中规定的短，而且与CPU的主频有关。所以在使用这个函数时，要测试一下在所使用计算机软、硬件条件下，函数delay()的参数milliseconds实际的延时单位。实验要求1.步进电机向某一方向转4周，然后再向另一方向转2周。注意观察是否回到原来的起始位置〔旋转结束后旋钮的指向是否停在原来位置〕。2.提高步进电机转速，旋转5周。注意观察是否出现失步现象估计步进电机的带载启动频率。*3．编写“升速-恒速-减速”控制程序。起始频率应低于步进电机的带载启动频，恒速运行时的频率应高于步进电机的带载启动频。整个运行过程应是整圈数，注意