1、步进电机转动控制设计报告1摘 要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。步进电机控制系统以 8088 作为控制的核心元件，利用 8255 的 A 口控制步进电机， C 口连接 K0-K7，以选取不同档的移动速度,同时获取控制转动方向（即正转和反转）. 本课程设计报告通过步进电机的基本介绍、系统的软硬件设计（包括最小系统介绍、接口电路设计、延时程序设计、步进电机的驱动程序设计等几个主要模块） 、完整的汇编语言程序等，我们完成了对步进电机系统
2、的设计，并完成了相应的任务，如正转、反转、正向加速、反向加速等，使我们进一步掌握了汇编语言，也使我们能很好的把书本上的知识与实践相结合，大大提高了我们的动手能力关键字：步进电机；8086CPU；8255 可编程 I/O 接口芯片；汇编语言目 录步进电机转动控制设计报告2摘要 11.1 步进电机转动控制的设计要求与设计方案1.2 步进电机转动控制的要求与功能 31.3 总体设计方案. 3一、 步进电机转动控制设计的硬件设计二、 2.1 步进电机转动控制的硬件框图 42.2 步进电机驱动原理 4三、 步进电机转动控制软件设计3.1 主程序流程图 63.2 8255 初始化 7四、步进电机硬/软件的
3、调试4.1 硬件调试 84.2 软件调试 84.3 调试过程 8五、设计总结 9附录一 10 步进电机转动控制设计报告3一、 步进电机控制的设计要求与设计方案11 步进电机转动控制的要求与功能使用汇编语言外加 K0-K7 等一系列的开关实现对步行电机转速与方向的控制（实现两个以上功能）1. 启动与停止控制：用户拨动某一指定键后可以实现电机的启动与停止的控制2. 方向的控制：用户将某一指定键拨向上可以实现电机的正转，拨向下实现电机的反转3. 速度的控制：用户将另一指定键拨向上可以实现电机的加速转动，拨向下实现电机的减速转动4. 综合控制：用户一起拨动上述的按键后可以实现电机的加速正转，减速反转等
4、操作；12 总体设计方案选用 TN8886 实验箱与微机，通过在实验箱构造硬件电路，主要是利用8255A 芯片单元模块、步进电机单元模块。通过微机编程与下载到实验箱上。实现软硬结合控制步进电机的转动二、步进电机转动控制设计的硬件设计2.1 步进电机转动控制的硬件框图1、按图 2-1 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、PA0PA3 接电机的驱动端；PC0PC7 接 K0K7。 步进电机转动控制设计报告43、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
5、 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。图 2.12.2 步进电机驱动原理步进电机驱动原理：如图 2-2-1 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 2-2-1 所示：本实验使用的步进电机用直流5V 电压，每相电流 0.16A 电机线圈 由四相组成： 即： 1（BA） 2（BB） 3（BC） 4（BD步进电机转动控制设计报告5图 2-2-1驱动方
6、式为二相激磁方式，各线圈通电顺序如下表：表 2-2-2表 2-2-2 中首先向 1 和 2 线圈输入驱动电流，接着依次向 2 和 3，3 和 4，4 和1 输入驱动电流，最后再返回到 1 和 2，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。 步进电机转动控制设计报告6三、步进电机转动控制软件设计31 主程序流程图 YN YNN 图 3.1 主程序流程图开始8255 初始化，A 口输入 C 口输出33H=BUFBUF 内容从 8255A 口输出键盘有无按键按下读开关状态K0-k6=1？置停止信息置延时时间K
7、4=1？延时 延时控制信息循环右移一位 控制信息循环左移一位返回 DOS步进电机转动控制设计报告7选用 8255 的 A 口做输出，C 口做输入。BUF 输出给电机驱动端，通过检测开关，赋给不同的延时值和不同的移位命令，改变转速转向。不停的循环输出，使得电机转动。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。3.2 8255 初始化8255 的片选信号 CS 接 288H28F
8、H。PA0PA3 接电机的驱动端；PC0PC7接 K0K7。 8255A 芯片一般占用四个连续的口地址，按照从高到低分别为：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。 D7D0:10001001 A 口输出，C 口输入。 图 3.2 8255 引脚分析步进电机转动控制设计报告8四、步进电机硬/软件的调试4.1 硬件调试4.1.1 断电调试 为了安全，首先进行断电调试，用万用表检测系统是否有短路现象，再检查严原理是否正确。经检测，原理正确也没有短路现象。 4.1.2 通电调试 打开电源，下载
9、程序，看是否正常4.2 软件调试将写好的源程序在软件上编译连接，直接下载到实验箱，观察现象。经过多次调试后达到了设计要求4.3 总调试过程在第一次下载后运行时，电机不转动，查找原因，发现电源接口没有接对，经修改后运行正确。步进电机转动控制设计报告9五、设计总结通过本次课程设计，使自己的动手实践与所学知识结合应用的能力有了很大的提高，让我认识到实践的重要性，但同时要实际应用过和当中，也发现理论知识的重要性，没有理论知识的支撑，是不能很好的完成本次课程设的。在设计实验的过程中，不断的让理论与实践结合，讲课堂上所学的知识转化为在实践中所需的过程，这个过程对我学习很宝贵。 本次设计步进电机转动控制，通
10、过我掌握了的微机原理与接口技术知识，查资料、百度、请教同学老师等等。虽然，知识固然重要，但废寝忘食般的研究态度和乐于助人的品格更需要提倡。通过利用 8255A 芯片来实现步进电机控制转动的设计应用，不仅为以后的学习实践打下了基础，并且很好的消化了所学知识的难点、问题。 在设计过程当中也发现了自己经验的不足。首先是对试验箱的认识和应用，很多模块的使用存在误解。然后就是在编程序方面的，有好多程序只是一知半懂，不能熟练地操作，需要提示和看书，需要大量的练习，为以后的学习指明方向。在完成自己所涉及项目后参与到其他同学的项目里，共同研究学习，互相帮助不仅帮助了他人，还扩展了自己的实践能力。 感谢老师提供
11、给我们实践课本知识的机会，并且认真地陪同学生一起设计课程设计，奠基了以后自主研究设计项目的能力步进电机转动控制设计报告10附录一 源程序P55A EQU 60H 8255A 口输出P55C EQU 62H 8255C 口输入P55CTRL EQU 63H 8255 控制口DATA SEGMENT BUF DB 0 DATA ENDS CODE SEGMENT ASSUME CS:CODE,DS:DATA START : MOV DX,P55CTRL MOV AL,89H OUT DX,AL ;8255C 输入，A 输出 MOV BUF,33H OUT1: MOV AL,BUF MOV DX,
12、P55A OUT DX,AL IN1 MOV DX,P55C IN AL,DX ;读开关状态 TEST AL,01HJNZ K0 TEST AL,02H JNZ K1 TEST AL,04H JNZ K2 TEST AL,08H JNZ K3 TEST AL,10H JNZ K4 TEST AL,20H JNZ K5 TEST AL,40H JNZ K6步进电机转动控制设计报告11STOP: JMP OUT1 K0: MOV BL,10H SAM: TEST AL,80H JZ ZX0 JMP NX0 K1: MOV BL,18H JMP SAM K2: MOV BL,20H; JMP SAM
13、 K3: MOV BL,40H; JMP SAM K4: MOV BL,80H; JMP SAM K5: MOV BL,0C0H; JMP SAM K6: MOV BL,0FFH; JMP SAM ZX0 : CALL DELAY MOV AL,BUF ROR AL,01H ;循环右移MOV BUF,AL JMP OUT1 NX0 : CALL DELAY MOV AL,BUF ROL AL,01H ;循环左移MOV BUF,AL JMP OUT1 DELAY PROC NEAR DELAY1: MOV CX,0100H DELAY2: LOOP DELAY2 DEC BL ；减 1 指令 JNZ DELAY1 ；ZF 位标志是否为 1 RET 步进电机转动控制设计报告12DELAY ENDP CODE ENDS END STAR
