直流电机控制报告

一、设计题目

硬件35——直流电动机控制设计

要求：1）可控制启动、停止；2）根据给定转速和检测的转速，采用PWM 脉宽调制控制转速，产生不同的占空比的脉冲控制电机转速；3）实现由慢到快，再由快到慢的变速控制；4）数码管显示运行状态。扩展功能：实现定时启动，定时停止

二、开发目的

通过本项课程设计，对计算机硬件课程中涉及的芯片结构、控制原理、硬件编程等方面有一定的感性认识和实践操作能力，更好的理解计算机硬件课程中讲述的基本原理和概念。

通过使用proteus的汇编程序，来实现占空比可调的方波发生器。学习并掌握了8086/8088汇编语言编程方法，掌握了8255、8253、ADC0808、74LS154译码器、74LS273锁存器等芯片的基本结构和工作原理，掌握了芯片编程控制的方法。

三、小组成员分工及成果

蒲艺文：编写程序，流程图绘制。

兴睿：构思草图，后期调试。

肖钦翔：绘制PROTEUS电路图，资料收集。

成果：绘制完成电路图，灌入程序，调试，完成直流电动机控制设计。

四、设计方案以及论证

原理：8086与两个74273和一个74154组成地址锁存及译码电路。

8255和8253作为译码选择端IO1和IO2，地址分别为0200h和0400h（由译码电路可得到）

A1,A2是作为8253的三个计数器和控制器的地址（01对应计数器1，11对应控制器）。

A1,A2也作为8255的A,B,C三组端口和其控制器的地址（00对应A，11对应控制器）

一，选择8255（使能端IO1）控制器，写入控制字10011000b

二，通过C口依次输出00000000b，00001000b，00000000b来启动ADC0808。

三，等待ADC0808转换，并通过C口测试EOC端口是否为高电平。

四，eoc为高电平，则通过A口接受转换后的电压数据AL（围从0-ffh）。五，选择8253（使能端IO2）控制器，写入控制字01010010b

六，选择8253计数器1，写入初始值为电压数据AL。

七，选择8253控制器，写入控制字00010100b。

八，选择8253计数器0，写入初值255，计数器0即开始工作，到0时输出负脉冲，经过反相器变为正脉冲，作为计数器1的GATE门控信号输入，来控制计数器1重新计数，从而产生相应占空比的方波。

9、检测ADC0808输入端口电压是否改变，不改变原样输出；若改变，通过8255和8253控制改变占空比。

10、PWM的意思是脉宽调节,也就是调节方波高电平和低电平的时间比,一个20%占空比波形,会有20%的高电平时间和80%的低电平时间，而一个60%占空比的波形则具有60%的高电平时间和40%的低电平时间,占空比越大,高电平时间越长,则输出的脉冲幅度越高,即电压越高.如果占空比为0%,那么高电平时间为0,则没有电压输出.如果占空比为100%,那么输出全部电压.

六、硬件原理图（包括芯片的选型介绍）原理图：

芯片的选型介绍：

8086

主要功能：

8086 CPU包括两大部分：EU和BIU

BIU不断地从存储器取指令送入IPQ，EU不断地从IPQ取出指令执行；EU和BIU 构成了一个简单的2工位流水线；指令预取队列IPQ是实现流水线操作的关键（类似于工厂流水线的传送带）。

主要引脚：

数据信号线(DB)与地址信号线(AB)：

AD7～AD0：三态，地址/数据复用线。ALE有效时为地址的低8位。地址信号有

效时为输出，传送数据信号时为双向。

A19～A16：三态，输出。高4位地址信号，与状态信号S6-S3分时复用。

A15～A8 ：三态，输出。输出8位地址信号。

WR：三态，输出。写命令信号；

RD：三态，输出。读命令信号；

IO/M：三态，输出。指出当前访问的是存储器还是I/O接口。高：I/O接口，低：存

DEN：三态，输出。低电平时，表示DB上的数据有效；

RESET：输入，为高时，CPU执行复位；

ALE：三态，输出。高：AB地址有效；

DT/ R：三态，输出。数据传送方向，高：CPU输出，低：CPU输入

8086

8253A

概貌：

3个16位的定时/计数器（通道）；24引脚双列直插式；最高计数频率2MHz；TTL电平兼容；单电源+5V供电。

主要构成：

计数器(3个)——包括：16位初值寄存器(只写)、16位计数寄存器（减1计数器）、16位锁存寄存器(只读)(当前计数初值)。

控制寄存器(1个)——存放控制命令字(8位)（只写）。

占用4个地址—3个计数器，1个控制寄存器。

计数通道的主要引线（每通道均相同）：

CLKn 时钟脉冲输入，计数器的计时基准。

GATEn 门控信号输入，控制计数器的启停。

OUTn 计数器输出信号，不同工作方式下产生不同波形。（n = 0～2）

8255

8255A

主要功能：

含3个独立的8位并行输入/输出端口，各端口均具有数据的控制和锁存/缓冲能力。

可通过编程设置各端口的工作方式和数据传送方向（入/出/双向）。

主要引脚：

连接外设端的引脚：PA0~PA7、PB0~PB7、PC0~PC7（分别对应A、B、C 三个8位输入/输出端口）

三个端口可通过编程分别指定为输入或输出口。其中，C口即可用作独立的输入/输出口，也可用作A、B口的握手联络信号(控制信号输出或状态信号输入)。

8255A

ADC0808

特点：

8通道（8路）输入；8位字长；逐位逼近型；转换时间100μs；置三态输出缓冲器（可直接接到数据总线上）。

引脚功能：

D7～D0：输出数据线（三态）

IN0～IN7：8通道（路）模拟输入

ADDA、ADDB、ADDC：通道地址（通道选择）

ALE：通道地址锁存

START：启动转换

EOC：转换结束，可用于查询或作为中断申请

OE：输出允许（打开输出三态门）

CLK：时钟输入（10KHz～1.2MHz）

VREF(+)、VREF(-)：基准参考电压

ADC0808/9

74LS154

功能：

4线-16 线译码器/解调器，将4 个二进制编码输入译成16 个彼独立的输出之一；将数据从一个输入线分配到16 个输出的任意一个而实现解调功能；输入箝位二极管简化了系统设计；与大部分TTL 和DTL 电路完全兼容

原理：

这种单片4 线—16 线译码器非常适合用于高性能存储器的译码器。当两个选通输入G1 和G2 为低时, 它可将4 个二进制编码的输入译成16 个互相独立的输出之一。实现解调功能的办法是：用4 个输入线写出输出线的地址，使得在一个选通输入为低时数据通过另一个选通输入。当任何一个选通输入是高时，所有输出都为高。

引脚功能：

A、B、C、D 译码地址输入端(低电平有效)

G1、G2 选通端(低电平有效)

0－15 输出端(低电平有效)

74LS154

74LS273

74LS273是8位数据/地址锁存器，是一种带清除功能的8D触发器。

引脚：

1脚是复位/MR，低电平有效，当1脚是低电平时，输出脚0Q～7Q全部输出0，即全部复位。当1脚为高电平，CP脚是锁存控制端，并且是上升沿触发锁存，当CP有一个上升沿，立即锁存锁存输入脚0D～7D上的电平状态，并且立即呈现在输出引脚0Q～7Q上。

0D～7D为数据输入端。

0Q～7Q为数据输出端，正脉冲触发，低电平清除，常用作8位地址锁存器。

74LS273

七、程序流程图（包括各个子系统和子过程的程序流程）

主程序：

是

否

子程序READY：

否

子程序INIS_8253：

子程序模块J ：

否

是

八、程序清单，要有适当的注释

计数器0（方式2）写入初值255 结束

开始调用子程序QD0808 调用子程序READY 判断电位器电压是否改变？调用子程序INIS_8253 结束

DS55=0200H

DS53=0400H

CODE SEGMENT

ASSUME CS:CODE

START:

MOV DX,DS55+6

MOV AL,10011000B ;控制字为PA基本输入,PB基本输出,PC上半输入,下半输出OUT DX,AL

CALL QD0808

CALL READY

TTT: CALL INIS_8253

CALL QD0808

CALL READY

CMP AL,BH

JZ J

JMP TTT

QD0808: MOV DX,DS55+4 ;为PC端口地址

MOV AL,0

OUT DX,AL

MOV AL,00001000B ;设置PC3 ALE

OUT DX,AL

NOP ;延时

MOV AL,00000000B ;清除PC3 START

OUT DX,AL

RET

READY:

MOV DX,DS55+4

WAIT1:IN AL,DX

AND AL,11110000B

AND AL,80H ;测试PC8 EOC

JZ WAIT1

MOV DX,DS55

IN AL,DX

RET

INIS_8253: MOV BL,AL

MOV BH,AL

MOV DX,DS53+6

MOV AL,01010010B

OUT DX,AL

MOV DX,DS53+2

MOV AL,BL

OUT DX,AL

MOV DX,DS53+6

MOV AL,00010100B

OUT DX,AL

MOV DX,DS53

MOV AL,0FFH

OUT DX,AL

RET

CODE ENDS

END START

九、程序运行结果分析与预测

开关控制启停。5V时占空比最大，增大占空比，则电机转速增大；减小占空比，则电机转速减小。

十、结果评述或总结

能力不足，到最后还是没有实现数码管显示运行状态，不知道怎么样才能让转速从数码管上表示出来。开始也不知道PWM调速是什么，后来查了书上的资料，参考了实验指导书的实验。通过本课程设计，让我们对微机系统有一个全面的理

解，对典型数字接口电路的应用技术有一个较深入的理解和掌握，并对应用系统进行硬件原理和软件编程进行分析、设计和调试，达到基本掌握简单微型计算机应用系统软硬件的设计方法，提高项目开发能力的目的。