步进电机实验微机原理

PAGE12-大连理工大学本科设计报告（计算机原理接口实验综合设计）题目：步进电机控制系统设计课程名称：计算机原理实验学院（系）：电信专业：自动化班级：100*学号：201081***学生姓名：**成绩：201年月0日题目：步进电机1设计要求利用实验台上的开关（K7-K0），实现步进电机的转速、转向控制。具体要求如下：利用D8255A的PA0-PA3做输出，输出步进电机的相序、驱动步进电机工作（使用四个LED监视步进电机的相序信号），相序之间的时间决定着步进电机的转速，而间隔时间由延时程序中的CX寄存器的初值决定（参见实验教材3.1.3章节）。利用D8255A的PB7-PB0做输入，与K7-K0连接。其中K7做步进电机的转向控制，其余位做步进电机的转速控制。程序运行时通过K7-K0对步进电机实施动态控制；利用8253做秒脉冲发生器，产生约2秒的周期性方波信号。其中CNT0做分频器：将1MHZ信号分频为100HZ；CNT1做秒脉冲输出（0.5HZ）；利用386模块的主8259的MIR5做中断请求输入，将CNT1的OUT1秒信号方波作为中断请求信号，引发中断服务ISR;在中断服务程序中实现对步进电机的转速、转向实时控制。方法如下：在ISR中，对D8255A的PB口进行一次输入操作，并根据输入的数据：对D7（与K7对应）位的数据为步进电机的转向控制；对D6-D0（与K6-K0对应）位的数据为步进电机的转速控制。2设计分析及系统方案设计将初始相序存放在一个寄存器中（原始相序数据位66H），然后利用对该寄存器“移位”的方式产生下一个相序。其中对寄存器中的数据移位方向决定着电机旋转地方向。从而使步进电机运转起来。对8253进行编程，使OUT1输出2秒周期的脉冲方波信号。为了便于调试，建议使用逻辑笔监测OUT1的输出；编制与中断相关的程序。包括中断屏蔽字的设定、中断向量表的创建以及开中断的操作（参见教材3.3.3章节）。上述这些操作都应当加到程序的初始化中；编写中断服务程序ISR。在ISR中读取D8255A的PB口数据，然后进行数据分析、根据数据来调整CX寄存器中的数据，因而改变步进电机的转速和转向。3 系统电路图82538253OUT1CLK1GATE1/CSOUT0CLK0GATE01MHZ脉冲K7输入K6输入……K0输入Vcc270H图1.1实验电路MIR58255APA3PA2PA1PA0D7··D0A1A0/CSPB7PB6PB0LED3LED2LED1LED0200H步进电机5～12VBJ_IN4BJ_IN3BJ_IN2BJ_IN1系统总线K7………K00.5HZ方波4外围接口模块硬件电路功能描述8253具有三个独立的16位减法计数器，每个计数器可按照二进制或十进制计数，每个通道都有六种不同的工作方式。8255有3个8位并行I/O口。具有3个通道3种工作方式的可编程并行接口芯片（40引脚）。其各口功能可由软件选择，使用灵活，通用性强。8255可作为主机与多种外设连接时的中间接口电路。5主程序中主要变量说明变量名称内存单元功能FLAGAX转向标志BUFAL步进电机初始相位SPEEDSI可调转速SDAL默认转速6 系统软件中各个子程序的功能描述子程序名称入口参数出口参数功能描述INT_PROCio8255_BSD中断服务DELAY无无延时7 主程序程序流程图从8255的B口从8255的B口输入数据中断结束命令PB7=1？N修改方向标志Flag=1Y根据D6-D0设定CX值ISRD8255A的初始化PA、PB输出8253初始化CNT0方式3、初值CNT1方式2、初值主片8259初始化设置屏蔽字创建35H的中断向量表开中断开始（a）主程序流程图IRET修改方向标志Flag=0Flag=1？顺时驱动（等待中断）逆时驱动（等待中断）（b）中断服务程序流程图图1.2程序流程图建立方向标志Flag=1YN8 程序清单io8255_A EQU 200Hio8255_B EQU 201Hio8255_K EQU 203Hio8253_0 EQU 270Hio8253_1 EQU 271Hio8253_K EQU 273HDATA SEGMENTSPEED DW 0280H,0380H,0480H,05800H,0680H,0780H,0880HSD DW 0300H;默认转速FLAG DB ?BUF DB ?DATA ENDSCODE SEGMENTASSUME CS:CODE,DS:DATASTART:CLI;关中断MOV FLAG,00H;标志位置一MOV AX,DATAMOV DS,AXMOV ES,AXIN AL,21H;设置中断屏蔽字AND AL,11011111BOUT 21H,ALPUSH DS;设置中断向量表MOV AX,0MOV DS,AXLEA AX,CS:INT_PROCMOV SI,35HADD SI,SIADDSI,SIMOV DS:[SI],AXPUSH CSPOP AXMOV DS:[SI+2],AXPOP DS MOV DX,io8255_K;对8255写控制，A口输出，B口输入MOV AL,82HOUT DX,ALMOV BUF,33H;步进电机初始相位MOV DX,io8253_K;计数器0,分频MOV AL,00110101BOUT DX,ALMOV DX,io8253_0MOV AX,10000OUTDX,ALMOVAL,AHOUT DX,ALMOV DX,io8253_K;0.5S脉冲MOV AL,01110111BOUT DX,ALMOV DX,io8253_1MOV AX,200OUT DX,ALMOV AL,AHOUT DX,ALOUT1:MOV AL,BUF;写相位MOV DX,io8255_AOUT DX,ALSTI;开中断LLL:CALL DELAY;延时CMP FLAG,01HJZ NEX0MOV AL,BUFROR AL,1JMPNEX1NEX0:MOVAL,BUFROL AL,1NEX1:MOV DX,io8255_AOUT DX,ALMOV BUF,ALJMP LLLDELAY PROC;延时函数PUSH AXPUSH CXPUSH DXMOV DH,6X1:MOV CX,SDX2:LOOP X2DEC DHJNZ X1POP DXPOP CXPOP AXRETDELAY ENDPINT_PROC PROC FAR;中断服务子程序PUSH AX;保护现场PUSHCXMOV DX,io8255_B;读8255B口输入IN AL,DXCMP AL,80H;通过判断输入获取FLAG和SD（cx）的值JB CMP20MOV FLAG,01HJNZ CMP10MOV SD,0300HJMPEINTCMP10:CMP AL,81HJNZ CMP11MOVSI,WORDPTRSPEED[0]MOV SD,SIJMPEINTCMP11:CMP AL,82HJNZ CMP12MOVSI,WORDPTRSPEED[2]MOV SD,SIJMPEINTCMP12:CMP AL,84HJNZ CMP13MOVSI,WORDPTRSPEED[4]MOV SD,SIJMPEINTCMP13:CMP AL,88HJNZ CMP14MOVSI,WORDPTRSPEED[6]MOV SD,SIJMPEINTCMP14:CMP AL,90HJNZ CMP15MOVSI,WORDPTRSPEED[8]MOV SD,SIJMPEINTCMP15:CMP AL,0A0HJNZ CMP16MOVSI,WORDPTRSPEED[10]MOV SD,SIJMPEINTCMP16:MOVSI,WORDPTRSPEED[12]MOV SD,SIJMPEINTCMP20:MOV FLAG,00HCMP AL,00HJNZ CMP21MOV SD,0300HJMPEINTCMP21:CMP AL,01HJNZ CMP22MOVSI,WORDPTRSPEED[0]MOV SD,SIJMPEINTCMP22:CMP AL,02HJNZ CMP23MOVSI,WORDPTRSPEED[2]MOV SD,SIJMPEINTCMP23:CMP AL,04HJNZ CMP24MOVSI,WORDPTRSPEED[4]MOV SD,SIJMPEINTCMP24:TEST AL,08HJNZ CMP25MOVSI,WORDPTRSPEED[6]MOV SD,SIJMPEINTCMP25:CMP AL,10HJNZ CMP26MOVSI,WORDPTRSPEED[8]MOV SD,SIJMPEINTCMP26:CMP AL,20HJNZ CMP27MOVSI,WORDPTRSPEED[10]MOV SD,SIJMPEINTCMP27:MOVSI,WORDPTRSPEED[12]MOV SD,SIEINT:MOV AL,20H;发EOI命令OUT 20H,ALPOP CXPOP AXSTIIRETINT_PROC ENDPCODE ENDSEND START9 系统调试运行结果说明、分析所出现得问题，设计体会与建议软件环境：硬件环境：设计语言：汇编语言调试过程中，在设计转速环节刚开始不清楚怎样引入速度值，后来经过多次试验以及同学探讨，终于明白可以通过改变CX的值而改变loop循环的次数，从而实现对延时的不同控制，得以完成实验。6结论及设计体会