控制步進電機調(diào)速系統(tǒng)實驗報告

1、 華北科技學院計算機系綜合性實驗 實 驗 報 告 課程名稱 微機原理及應用 實驗學期 2011 至 2012 學年 第 二 學期 學生所在系部 電子信息工程學院 年級 2009 專業(yè)班級 學生姓名 學號 任課教師 實驗成績 計算機系制 華北科技學院計算機系綜合性實驗報告 微機原理及應用課程綜合性實驗報告 開課實驗室： 計算機接口實驗室 年 5月29日 2012 實驗題目微機控制步進電機調(diào)速系統(tǒng) 一、實驗目的1、了解計算機控制步進電機原理 2、掌握步進電機正轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)設置方法 3、掌握步進電機調(diào)速工作原理及程序控制原理 二、設備與環(huán)境 TPC-2003A 微機。 編譯器。Vc+三、實驗內(nèi)容 硬件接線

2、圖參考實驗指導書。 軟件編程在TPC-2003A自帶的VC+編譯環(huán)境下使用。 在通用VC+下編程，需要拷貝相關的庫文件。 用匯編語言編寫控制程序需注明原理。 四、實驗結(jié)果及分析 1、實驗步驟 1、按如下實驗原理圖連接線路，利用8255輸出脈沖序列，開關K0K6控制步進電機轉(zhuǎn)速，K7控制步進電機轉(zhuǎn)向。8255 CS接288H28FH。PC0PC3接BABD；PA口接邏輯電平開關。 2、編程：當K0K6中某一開關為“1”（向上撥）時步進電機啟動。K7向上撥電機正轉(zhuǎn)，向下?lián)茈姍C反轉(zhuǎn)。 實驗原理 頁1 第 華北科技學院計算機系綜合性實驗報告 2.實驗結(jié)果 按照實驗步驟連接實驗電路，檢查無誤后運行程序。

3、可以看到，當開關k0到k6依次為高電平時，電機轉(zhuǎn)速越來越慢，k0閉合時速度最快，k6閉合時速度最慢，當k0到k6的低位有閉合時，步進電機按最低位的轉(zhuǎn)速運行，因為程序中的查詢方式是從k0-k6，即在程序的優(yōu)先級別中k0的級別是最高的而k7的優(yōu)先級別是最低的。k7控制電機的正轉(zhuǎn)與反轉(zhuǎn)。 3.實驗分析 （1）步進電機的工作原理： 步進電機是將電脈沖信號轉(zhuǎn)變?yōu)榻俏灰苹蚓€位移的開環(huán)控制元件。在非超載的情況下，電機的轉(zhuǎn)速、停止的位置只取決于脈沖信號的頻率和脈沖數(shù)，而不受負載變化的影響，即給電機加一個脈沖信號，電機則轉(zhuǎn)過一個步距角。這一線性關系的存在，加上步進電機只有周期性的誤差而無累積誤差等特點，使得在速

4、度、位置等控制領域用步進電機來控制變的非常的簡單。 步進電機驅(qū)動原理是通過對每相線圈中的電流的順序切換來使電機作步進式旋轉(zhuǎn)。驅(qū)動 電路由脈沖信號來控制，所以調(diào)節(jié)脈沖信號的頻率便可改變步進電機的轉(zhuǎn)速。 如圖(b)所示：本實驗使用的步進電機用直流5V 電壓，每相電流為0.16A，電機線圈 由四相組成：即： 1（BA） 2（BB） 3（BC） 4（BD） 驅(qū)動方式為二相激磁方式，各線圈通電順序如下表所示。 圖（b） 表中首先向1 線圈2 線圈輸入驅(qū)動電流，接著23，34，41，又返回到12，按這種順序切換，電機軸按順時針方向旋轉(zhuǎn)。 實驗可通過不同長度的延時來得到不同頻率的步進電機輸入脈沖，從而得到多

5、種步進速度。 頁2 第 華北科技學院計算機系綜合性實驗報告 （2）實驗流程圖如下所示： （3）實驗程序： DATA SEGMENT Ioport EQU 0c800h-0280h ;I/O口基地址 P55A EQU ioport+288H ;8255A的A口輸出 ;8255A 的C口輸入 P55C EQU ioport+28AH P55CTL EQU ioport+28BH ;8255A的控制端口 BUF DB 0 ;一個已定義的字變量BUF，此時BUF=0MES DB K0-K6 ARE SPEED CONTYOL,0AH,0DH DB K6 IS THE LOWEST SPEED ,0AH

6、,0DH DB K0 IS THE HIGHEST SPEED,0AH,0DH DB K7 IS THE DIRECTION CONTROL,0AH,0DH,$ 定義字符MESDATA ENDSCODE SEGMENTASSUME CS:CODE,DS:DATA 明確段與段寄存器的關START: MOV AX,CS 頁3 第 華北科技學院計算機系綜合性實驗報告 MOV DS,AX MOV AX,DATA MOV DS,AX MOV DX,OFFSET MES MOV AH,09 INT 21H ;在屏幕上顯示字符串MES的內(nèi)容 MOV DX,P55CTL MOV AL,8BH OUT DX,A

7、L ;8255 C INPUT, A OUTPUT MOV BUF,33H ；換向 OUT1: MOV AL,BUF MOV DX,P55A OUT DX,AL PUSH DX MOV AH,06H MOV DL,0FFH INT 21H ;判斷有無鍵按下，有鍵按下則ZF=0，無鍵按下則ZF=1 POP DX ;保護DX JE IN1 ;ZF=1則跳轉(zhuǎn)到IN1，否則往下執(zhí)行 MOV AH,4CH INT 21H ;ZF=0則返回DOS系統(tǒng) IN1: MOV DX,P55C IN AL,DX ;間接尋址，讀開關狀態(tài)， 即從C口讀取數(shù)值 TEST AL,01H ;判斷K0是否按下，按下則ZF=0，

8、否則ZF=1 JNZ K0 ;若ZF=0，則跳轉(zhuǎn)到K0，否則往下執(zhí)行 TEST AL,02H ;判斷K1是否按下，按下則ZF=0，否則ZF=1 JNZ K1 ;若ZF=0，則跳轉(zhuǎn)到K1，否則往下執(zhí)行 TEST AL,04H ;判斷K2是否按下，按下則ZF=0，否則ZF=1 JNZ K2 ;若ZF=0，則跳轉(zhuǎn)到K2，否則往下執(zhí)行 頁4 第 華北科技學院計算機系綜合性實驗報告 TEST AL,08H ;判斷K3是否按下，按下則ZF=0，否則ZF=1 JNZ K3 ;若ZF=0，則跳轉(zhuǎn)到K3，否則往下執(zhí)行 TEST AL,10H ;判斷K4是否按下，按下則ZF=0，否則ZF=1 JNZ K4 ;若Z

9、F=0，則跳轉(zhuǎn)到K4，否則往下執(zhí)行 TEST AL,20H ;判斷K5是否按下，按下則ZF=0，否則ZF=1 JNZ K5 ;若ZF=0，則跳轉(zhuǎn)到K5，否則往下執(zhí)行 TEST AL,40H ;判斷K6是否按下，按下則ZF=0，否則ZF=1 JNZ K6 ;若ZF=0，則跳轉(zhuǎn)到K6，否則往下執(zhí)行 STOP: MOV DX,P55A MOV Al,0FFH JMP OUT1 K0: MOV Bl,10H ;給BX賦值，即給定K0按下時電機的轉(zhuǎn)速，數(shù)值越小，速度越大 SAM: TEST AX,80H ;判斷K7是否按下，按下則ZF=0，否則ZF=1 JZ ZX0 ;若ZF=1，則跳轉(zhuǎn)到ZX0，即正轉(zhuǎn)

10、，否則往下執(zhí)行 JMP NX0 ;無條件跳轉(zhuǎn)到NX0，即反轉(zhuǎn) K1: MOV BX,18H ;給定K1按下時電機的轉(zhuǎn)速 JMP SAM ;跳轉(zhuǎn)到SAM，判斷電機正轉(zhuǎn)還是反轉(zhuǎn) K2: MOV BX,18H ; 給定K2按下時電機的轉(zhuǎn)速 JMP SAM ;跳轉(zhuǎn)到SAM，判斷電機正轉(zhuǎn)還是反轉(zhuǎn) K3: MOV BX,40H ; 給定K3按下時電機的轉(zhuǎn)速 JMP SAM K4: MOV BX,80H ;給定K4按下時電機的轉(zhuǎn)速 JMP SAM ;跳轉(zhuǎn)到SAM，判斷電機正轉(zhuǎn)還是反轉(zhuǎn) 頁5 第 華北科技學院計算機系綜合性實驗報告 K5: MOV BX,0C0H ; 給定K5按下時電機的轉(zhuǎn)速 JMP SAM

11、;跳轉(zhuǎn)到SAM，判斷電機正轉(zhuǎn)還是反轉(zhuǎn) K6: MOV BX,0FFH ; 給定K6按下時電機的轉(zhuǎn)速 JMP SAM ;跳轉(zhuǎn)到SAM，判斷電機正轉(zhuǎn)還是反轉(zhuǎn) ZX0: CALL DELAY ;調(diào)用延時程序 MOV AL,BUF ROR AL,1 ;循環(huán)右移 MOV BUF,AL JMP OUT1 NX0: CALL DELAY ;調(diào)用延時程序 MOV AL,BUF ROL AL,1 ;循環(huán)左移 MOV BUF,AL JMP OUT1 DELAY PROC NEAR ;延時子程序 DELAY1: MOV CX,0FFFFH DELAY2: LOOP DELAY2 DEC BX JNZ DELAY1

12、RET ;返回調(diào)用處 DELAY ENDP CODE ENDS END START 頁6 第 華北科技學院計算機系綜合性實驗報告 五、實驗總結(jié) 本次實驗在指導書中就已經(jīng)給出了步進電機的程序源，實驗更多的是考察我們對步進電機的原理和功能。開始，我們要利用TPC-2003A集成開發(fā)環(huán)境中的硬件檢測工具檢測出我們所用實驗箱的I/O基地址，并修改；然后，在利用原有源程序進行實驗時，電機的轉(zhuǎn)速不是很明顯，這就要求我們?nèi)バ薷馁x給BX的數(shù)值，以使電機轉(zhuǎn)速明顯，而且速度按K0K6逐漸減小。由于步進電動機的運轉(zhuǎn)是由電脈沖信號控制的，步進電動機的角位移量或線位移量與脈沖數(shù)成正比，每給一個脈沖，步進電機就轉(zhuǎn)動一個角度（步距角）或前進/倒退一步，所以我們希望清晰的看到電機的此特性。因此我們將原來的程序中的BL改為BX，并且給其賦更大的數(shù)值，如K6：MOV BX，1FFFH，此時可以觀測到電機的步進，另外，由于延遲時間太小。會導致步進電機的失步現(xiàn)象，因此將延遲時間調(diào)節(jié)大一點，能是其轉(zhuǎn)起來。 通過本次綜合實驗，我覺得還是很有收獲的，對于實驗的目的也基本上可以達到要求。對于本次實驗，也是在不斷操作，不斷學習，從理論上升的實踐，這是一種進步，也讓我對微