微机原理步进电机
微机原理课程设计 步进电机的正反转及调速控制分解
课程设计报告题目步进电机正反转及调速控制系统的设计课程名称微机原理及应用院部名称机电工程学院专业电气工程及其自动化班级10电气1班学生姓名管志成学号1004103027课程设计地点C304课程设计学时20指导教师李国利金陵科技学院教务处制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，具有快速启动能力,定位精度高，能够直接接受数字量，因此被广泛地应用于数字控制系统中，如数模转换装置、精确定位、计算机外围设备等，在现代控制领域起着非常重要的作用。
本设计基于Proteus 7.8设计环境，运用了8086 CPU芯片以及74273芯片、74244芯片和步进电机以及7位小功率驱动芯片ULN2003A、按钮、指示灯等辅助硬件电路，设计了步进电机正反转及调速系统。
绘制软件流程图，进行了软件设计并编写了源程序，最后对软硬件系统进行联合调试。
该步进电机的正反转及调速系统具有控制步进电机正反转的功能，还可以对步进电机进行调速，不同的按钮对应不同的速度，并且在没有速度按钮按下的时候，步进电机自动切换到停止状态。
关键词：步进电机；正反转；调速控制；ULN2003A芯片；8086微机系统一、概述1.1 课程设计的目的 (4)1.2课程设计的要求 (4)二、总体设计方案及说明2.1 系统总体设计方案 (5)2.2系统工作框图 (5)三、系统硬件电路设计3.1 Intel 8086 微处理器的简介 (6)3.2 步进电机的原理 (7)3.3 ULN2003A的简介 (8)3.4 74154芯片简介 (9)3.5 74LS273芯片简介 (10)3.6 8086最小系统的设计 (11)3.7 步进电机及其驱动电路的设计 (12)3.8 电机状态显示电路的设计 (12)3.9 输入采样电路的设计 (13)3.10系统总电路图 (14)四、系统软件部分设计4.1 系统流程图 (15)4.2 系统软件源程序 (16)4.2.1电机绕组通电顺序设定 (16)4.2.2 延时子程序设计 (16)4.2.3 汇编源程序及说明 (16)五、总结5.1 系统软硬件的联合调试 (21)5.2 问题分析和解决方案 (23)5.3 心得与体会 (23)六、参考文献 (23)附录：总电路图 (25)一、概述1.1 课程设计的目的通过本课程设计，使学生掌握控制系统设计的一般步骤，掌握系统总体控制方案的设计方法。
微机原理课程基于80x86的步进电机控制系统
微机原理课程基于80x86的步进电机控制系统《微机原理与接口技术》课程设计姓名：厉小洋学号：0945533117班级：09电气1班专业：电气工程及其自动化学院：电气与信息工程学院江苏科技大学张家港校区2012年9月目录一理论部分 (2)1课题要求与内容 (2)2 系统方案设计 (3)3 系统硬件的设计 (4)4 系统软件设计 (5)二实践部分 (6)1 系统硬件原理简介 (6)2 系统硬件调试中出现的问题及解决措施 (10)3 系统软件 (11)3.1 软件设计 (11)3.2软件调试中出现的问题及解决措施 (14)三附录 (15)题目：《基于80x86的步进电机控制系统》第一章、理论部分一微机原理课程设计课题要求与内容内容要求：（1）使用8255A控制步进电机的运转。
（2）使用数码管LED显示速度的大小。
（3）使用8253定时器调节速度的大小。
（4）使用4个独立按键控制步进电机，即“正传”、“反转”、“停止”、“调速”。
（5）使用8259A产生中断控制按键；（6）使用DAC0832显示速度的波形。
拓展功能：（1）按键部分可以增加“加速”、“减速”等功能；（2）考虑可以加蜂鸣器来区分“正转”和“反转”；（3）其他可以有自己特色的功能均可。
二系统方案设计在课程要求的前提下，步进电机为四相八拍步进电机，这样可以用8255的一个端口控制电机的驱动，LED显示为十六位图1系统流程图在8255中可用两个端口控制，按键单元可与电机共用一个八位端口，由8254产生可编程脉冲，进入8259产生中断，反馈给80x86，控制8255。
再执行到步进电机及其LED显示上，一个脉冲步进电机一拍。
由按键读入系统状态。
具体的系统设计如图1为系统概况流程图三系统硬件设计在硬件设计中，主要是通过步进电机模块、8255模块、LED模块、8254模块。
在8255芯片上用A，B口控制数码管的显示（A为位选B为段选）,C口的高四位为四个按键单元，低四位作为输出，控制步进电机。
微机原理步进电机课程设计
微机原理步进电机课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生掌握微机原理在步进电机控制中的应用，理解步进电机的结构、原理及其特点。
2. 使学生了解步进电机与微控制器之间的接口技术，掌握步进电机的驱动程序编写方法。
3. 让学生掌握步进电机速度和位置控制的基本算法，并运用到实际项目中。
技能目标：1. 培养学生运用微机原理解决实际问题的能力，学会编写和调试步进电机控制程序。
2. 培养学生的动手实践能力，能独立完成步进电机的组装、调试和故障排查。
3. 培养学生团队协作能力，通过分组合作完成课程设计任务。
情感态度价值观目标：1. 激发学生对微机原理和步进电机控制技术的兴趣，培养其探索精神和创新意识。
2. 培养学生严谨、认真的学习态度，养成良好的实验操作习惯。
3. 增强学生的环保意识，关注步进电机在节能环保领域的应用。
本课程针对高年级学生，课程性质为理论与实践相结合。
在分析课程性质、学生特点和教学要求的基础上，将课程目标分解为具体的学习成果。
教学过程中，注重培养学生的实际操作能力和团队协作精神，使学生在完成课程设计任务的过程中，达到知识、技能和情感态度价值观的全面提升。
二、教学内容根据课程目标，教学内容主要包括以下几部分：1. 微机原理基础：回顾微控制器的基本原理，重点讲解微控制器与步进电机的接口技术，涉及课本第3章相关内容。
2. 步进电机原理与结构：介绍步进电机的种类、结构、原理及特点，对应课本第5章内容。
3. 步进电机驱动技术：讲解步进电机的驱动电路设计，包括驱动芯片的选型、接口电路设计等，参考课本第6章相关内容。
4. 步进电机控制算法：学习步进电机的速度和位置控制算法，如PID控制、闭环控制等，结合课本第7章内容。
5. 实践操作：分组进行步进电机的组装、调试及控制程序编写，巩固理论知识，培养实际操作能力。
教学大纲安排如下：第1周：微机原理基础回顾，了解步进电机接口技术；第2周：学习步进电机原理与结构，选型及参数了解；第3周：步进电机驱动技术学习，驱动电路设计；第4周：步进电机控制算法学习，编写控制程序；第5周：实践操作，步进电机组装、调试及故障排查；第6周：课程设计总结，成果展示及评价。
步进电机微机控制(数字传动)
因为只有P1.0-P1.2上的数据对步进电动机的通电状态 有影响，于是EPROM的输入地址和输出数据可采用如下的对 应关系(输出线低电平时，绕组通电）： 输入：XXXXX000 输出：XXXX1110 通电绕组：A XXXXX001 XXXX1100 AB XXXXX010……XXXXX111 XXXX1101……XXXX0110 B …… DA
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60 60 f n N f度 / 秒 N f 转/ 秒 转/ 秒 360 ZN
21
一、串行控制
串行控制中，微机与步进电动机的功率接口之间只要 两条控制线：一条用以发送走步脉冲串(CP)，另一条用以 发送控制旋转方向的电平信号。 1.单片机串行控制的硬件
脉冲分配器的作用是将单路脉冲转换成多相循环变化 的脉冲。它有一路输入，多路输出。随着一个个脉冲的输 入，各路输出电压轮流变高和变低。 22
•其中：3脚——脉冲输入端； 4脚——方向控制：0—反转；1—正转 5、6脚——工作方式选择：00—双三（四）； 01、10—单三（四） 11—六（八）拍 7脚——三/四相选择：0—三相；1—四相 10、11、12、13——输出端
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•CH250简介 CH250专用于三相步进电功机。可通过设置引脚l、2和 14、15的电平．按双三拍、单三拍、单双六拍，以及各有正、 反转．共六种状态工作。下图是使用CH250于三相六拍状态 的接线图。
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•L297简介 L297专用于两相或四相步进电动机。
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译码器(即脉冲分配器)：它将输入的走步时钟脉冲
(CP)、正／反转方向信号(CW／CCW)、半步／全步信号(半 步相应了单双拍)综合以后，产生合乎要求的各相通断信号。
斩波器:由比较器、触发器和振荡器组成。用于检测电
步进电机实验微机原理
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：电自1301学号：201382062学生姓名：宁博成绩：2015年12月26 日题目：步进电机1. 设计要求利用实验台上的开关K7控制步进电机的转向，利用电位器控制步进电机的转速。
具体要求如下：1.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，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。
2.利用D8255A的PB7做输入控制转向，与K7连接。
其中K7做步进电机的转向控制，用ADC0809实现AD转换，利用电位器控制转速，程序运行时通过K7和电位器对步进电机实施动态控制；3.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）；4.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;5.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：1)对D7（与K7对应）位的数据为步进电机的转向控制；2)ADC0809读入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1.使用“寄存器间接寻址”的方式输出相序信号：将步进电机的相序数据定义在数据段当中，使用SI查表（间接寻址）获取相序数据。
其中查表顺序决定着电机转动方向；2.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；3.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。
上述这些操作都应当加到程序的初始化中；4.编写中断服务程序ISR。
微机原理课程设计-步进电机的正反转及调速控制
课程设计报告题目步进电机正反转及调速控制系统的设计课程名称微机原理及应用院部名称机电工程学院专业电气工程及其自动化班级10电气1班学生姓名管志成学号**********课程设计地点C304课程设计学时20指导教师李国利金陵科技学院教务处制成绩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，具有快速启动能力,定位精度高，能够直接接受数字量，因此被广泛地应用于数字控制系统中，如数模转换装置、精确定位、计算机外围设备等，在现代控制领域起着非常重要的作用。
本设计基于Proteus 7.8设计环境，运用了8086 CPU芯片以及74273芯片、74244芯片和步进电机以及7位小功率驱动芯片ULN2003A、按钮、指示灯等辅助硬件电路，设计了步进电机正反转及调速系统。
绘制软件流程图，进行了软件设计并编写了源程序，最后对软硬件系统进行联合调试。
该步进电机的正反转及调速系统具有控制步进电机正反转的功能，还可以对步进电机进行调速，不同的按钮对应不同的速度，并且在没有速度按钮按下的时候，步进电机自动切换到停止状态。
关键词：步进电机；正反转；调速控制；ULN2003A芯片；8086微机系统一、概述1.1 课程设计的目的 (4)1.2课程设计的要求 (4)二、总体设计方案及说明2.1 系统总体设计方案 (5)2.2系统工作框图 (5)三、系统硬件电路设计3.1 Intel 8086 微处理器的简介 (6)3.2 步进电机的原理 (7)3.3 ULN2003A的简介 (8)3.4 74154芯片简介 (9)3.5 74LS273芯片简介 (10)3.6 8086最小系统的设计 (11)3.7 步进电机及其驱动电路的设计 (12)3.8 电机状态显示电路的设计 (12)3.9 输入采样电路的设计 (13)3.10系统总电路图 (14)四、系统软件部分设计4.1 系统流程图 (15)4.2 系统软件源程序 (16)4.2.1电机绕组通电顺序设定 (16)4.2.2 延时子程序设计 (16)4.2.3 汇编源程序及说明 (16)五、总结5.1 系统软硬件的联合调试 (21)5.2 问题分析和解决方案 (23)5.3 心得与体会 (23)六、参考文献 (23)附录：总电路图 (25)一、概述1.1 课程设计的目的通过本课程设计，使学生掌握控制系统设计的一般步骤，掌握系统总体控制方案的设计方法。
微机原理上机实验(八+十二)实验报告 8086中断实验 步进电机实验
微机原理上机实验报告实验八：8086中断实验实验十二：步进电机实验微机原理上机实验（八）实验报告实验八：8086中断实验一、实验目的1、了解8086内部响应中断的机制；掌握中断向量的作用。
2、利用实验仪上单脉冲、74HC244电路，不使用8259，实现一个中断实例。
3、复习本节实验内容，可尝试自行编写程序，做好实验准备工作，填写实验报告。
二、实验内容1、编制程序：拨动单脉冲开关，“”送给8086的INTR，触发中断；8086通过INTA信号，读取中断向量；8086计数中断次数，显示于F5区的数码管上注意：给INTR高电平信号，8086就会相应中断，所以实验开始前，保证单脉冲开关给8086低电平；中断程序中，加一个较长的延时程序，在中断结束前，有时间拨动单脉冲开关，恢复给8086低电平。
三、实验原理图本实验，通过F4区的8个拨动开关，给74HC244设定中断向量；本实验的中断向量是08H，即IN7-IN0位数据是00001000。
同学可以自定义中断向量，实验程序中处理中断向量部分程序作相应调整四、实验步骤1、连线说明：B4区：CS244、BLE ——C1区：GNDB4区：RD（IO区）——A3区：INTAA3区：INTR ——B2区：单脉冲B4区：JP57(D0..D7) ——A3区：JP41B4区：JP52(IN0..7) ——F4区：JP27(1..8)D3区：CS、A0、A1 ——A3区：CS1、A0、A1D3区：PC0、PC1 ——F5区：KL1、KL2D3区：JP20、B、C ——F5区：A、B、C2、运行程序3、实验开始前，保证单脉冲开关给8086低电平；运行程序；向下拨动开关（触发中断），立即向上拨动开关，产生一个“”，观察结果，数码管上显示的次数与拨动开关次数是否对应。
五、实验代码EXTRN InitKeyDisplay:NEAR, Display8:NEAR_STACK SEGMENT STACKDW 100 DUP(?)_STACK ENDS_DATA SEGMENT WORD PUBLIC 'DATA'BUFFER DB 8 DUP(?)Counter DB ?ReDisplayFlag DB 0_DATA ENDSCODE SEGMENTSTART PROC NEARASSUME CS:CODE, DS:_DATA, SS:_STACKMOV AX,_DATAMOV DS,AXMOV ES,AXNOPCALL InitKeyDisplay ;对键盘、数码管控制器8255初始化CALL WriIntverMOV Counter,0 ;中断次数MOV ReDisplayFlag,1 ;需要显示STI ;开中断START1: LEA SI,BufferCALL Display8CMP ReDisplayFlag,0JZ START1CALL LedDisplayMOV ReDisplayFlag,0JMP START1WriIntver PROC NEARPUSH ESMOV AX,0MOV ES,AXMOV DI,20HLEA AX,INT_0STOSWMOV AX,CSSTOSWPOP ESRETWriIntver ENDPLedDisplay PROC NEARMOV AL,CounterMOV AH,ALAND AL,0FHMOV Buffer,ALAND AH,0F0HROR AH,4MOV Buffer + 1,AHMOV Buffer + 2,10H ;高六位不需要显示MOV Buffer + 3,10HMOV Buffer + 4,10HMOV Buffer + 5,10HMOV Buffer + 6,10HMOV Buffer + 7,10HRETLedDisplay ENDPINT_0: PUSH DXPUSH AXMOV AL,CounterADD AL,1DAAMOV Counter,ALMOV ReDisplayFlag,1CALL LedDisplayDELAY: PUSH BXPUSH CXPUSH DIPUSH SIMOV CX,20DELAY1: LEA SI,BufferCALL Display8loop DELAY1POP SIPOP DIPOP CXPOP BXPOP AX六、实验思考题1.绘制本实验的详细实验电路图？微机原理上机实验（十二）实验报告实验十二：步进电机实验一、实验目的1、了解步进电机的基本原理，掌握步进电机的转动编程方法2、了解影响电机转速的因素有那些二、实验内容编写程序：使用F5区的键盘控制步进电机的正反转、调节转速，连续转动或转动指定步数；将相应的数据显示在F5区的数码管上。
微机原理步进电机实时控制
基于步进电机转速实时控制摘要：本设计采用电压为DC12V的四相八拍步进电机35BYJ46型电机，用ULN2003作为步进电动机驱动电路主芯片，以8255A作为8086并行输出接口，8086对步进电机的控制信号则通过8255A送到ULN2003。
关于转向与转速，通过查表的方式实现，以逐次递增方向查表，依次输出表中数据，则步进电机正转；以逐次递减方向查表，则步进电机反转，即通过一个表实现步进电机的正转与反转。
转速则通过调用延时子程序，当调用延时较长的子程序时，则步进电机转速慢，当调用延时较短的子程序时，步进电机转速加快。
关键词：步进电机；微机原理；实时控制目录第1章引言 (3)1.1 背景 (3)1.2 选题的目的和意义 (3)1.3 本课程设计的主要内容 (3)第2章部件电机转速实时控制 (4)2.1 设计方案 (4)2.2 硬件系统基本原理 (4)2.2.1 系统硬件子系统的构成 (4)2.2.2 步进电机工作原理以及与8255接口的关系 (5)2.2.3 工作原理 (5)2.3 软件框图及设计思想 (7)第3章芯片使用 (10)3.1 8255A简介 (10)3.2 8255A的工作方式选择 (10)3.4 74LS138译码芯片简介 (11)第4章总结 (12)参考文献 (13)附录程序清单 (14)第1章引言1.1 背景传统电动机作为机电能量转换装置，在人类的生产和生活进入电气化过程中起着关键的作用。
当传统电动机的功能已不能满足工厂自动化和办公自动化等各种运动控制系统要求的时候，一系列新的具备控制功能的电动机系统便诞生了。
其中应用十分广泛的一类，便是步进电动机。
步进电机是一种执行机构，它能将电脉冲转化为角位移。
当步进驱动器接收到一个脉冲信号，它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度（及步进角）。
可以通过控制脉冲个数来控制角位移量，从而达到准确定位的目的；同时可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度，从而达到调速的目的。
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华北科技学院计算机系综合性实验
实验报
《微机原理与接口技术A》课程综合性实验报告
图1
图2
驱动方式为二相激磁方式，各线圈通电顺序如下表：
表1中首先向F1-F2线圈输入驱动电流，接着依次向F2-F3，F3-F4，F4-F1输入驱动电流，最后再返回到F1-F2，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。
8255A芯片一般占用四个连续的口地址，按照从高高到低分别为：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。
图3
表1
图（4 ）8255A芯片简介
实验执行流程图：
汇编源程序(部分,多了发不出来)
P55A EQU 288H ;8255 A PORT OUTPUT P55C EQU 28AH ;8255 C PORT INPUT P55CTL EQU 28BH ;8255 COUTRL PORT stack segment stack
stack ends
DATA SEGMENT
BUF DB 0
......
START: MOV AX,CS
MOV DS,AX
MOV AX,DATA
MOV DS,AX
MOV DX,OFFSET MES
MOV AH,09
INT 21H
MOV DX,P55CTL
MOV AL,8BH
OUT DX,AL ;8255 C INPUT, A OUTPUT
MOV BUF,33H
OUT1: MOV AL,BUF
MOV DX,P55A
OUT DX,AL
push dx
MOV AH,06h
mov dl,0ffh
INT 21H ;ANY KEY PRESSED
pop dx
JE IN1
MOV AH,4CH
INT 21H
IN1: MOV DX,P55C
IN AL,DX ;INPUT SWITCH VALUE
TEST AL,01H
JNZ 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
STOP: MOV DX,P55A
MOV AL,0FFH
JMP OUT1
K0: MOV BL,10H
SAM: TEST AL,80H
步进电机原理及使用说明
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。
这一线性关系的存在，加上步进电机只有周期性的误差而无累积误差等特点。
使得在
速度、位置等控制领域用步进电机来控制变的非常的简单。
为此， 51测试网在腾龙开发套件中首次引入
了步进电机技术，方便用户应用掌握。
虽然步进电机已被广泛地应用，但步进电机并不能象普通的直流电机，交流电机在常规下使用。
它必
须由双环形脉冲信号、功率驱动电路等组成控制系统方可使用。
因此用好步进电机却非易事，它涉及到机
械、电机、电子及计算机等许多专业知识。
步进电机的主要特性：
1 步进电机必须加驱动才可以运转，驱动型号必须为脉冲信号，没有脉冲的时候，步进电机静止，如
果加入适当的脉冲信号，就会以一定的角度（称为步角）转动。
转动的速度和脉冲的频率成正比。
2 腾龙版步进电机的步进角度为7.5 度，一圈360 度，需要48 个脉冲完成。
3 步进电机具有瞬间启动和急速停止的优越特性。
4 改变脉冲的顺序，可以方便的改变转动的方向。
因此，目前打印机，绘图仪，机器人，等等设备都以步进电机为动力核心。
1、《单片机原理与应用》，徐泳龙等，机械工业出版社，2004
2、《单片微型机原理、应用与实验》，张友德等，复旦大学出版社，2000
3、《单片机技术实验指导书》
4、《机械设备电气与数字控制》，黄义源，中央广播电视大学出版社
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