步进电机控制设计(C程序设计语言)

接口课程设计任务书

学生姓名专业班级

指导老师工作单位计算机学院

题目：步进电机控制设计（C程序设计语言）

一、内容：

在MIFID微机实验台上以双八拍的方式控制步进电机运行，用按钮控制启动和停止。接口硬件电路图见说明书。

二、要求：

1、控制步进电机运行的相序表存储在文件中。

2、按下SW1按钮，从文件中取出一个相序数据，从并行接口8255A的PA

口输出，使步进电机运行。相序数据在CRT上显示。按下SW2按钮，步进电机运行停止。

3、SW1按钮的数字量由PC1输入，SW2按钮的数字量由PC0输入，

4、设计程序运行时的界面友好。

三、进度安排：

指导教师签名：年月日

系主任（责任教师）签名：年月日

一．设计目的和内容

目的：通过步进电机控制实验，学习并行接口电路及其控制程序的设计原理与方法。

内容：

在MIFID微机实验台上以双八拍的方式控制步进电机运行，用按钮控制启动和停止。

接口硬件电路图见说明书。

要求：

1、控制步进电机运行的相序表存储在文件中。

2、按下SW1按钮，从文件中取出一个相序数据，从并行接口8255A的PA口输出，

使步进电机运行。相序数据在CRT上显示。按下SW2按钮，步进电机运行停止。

3、SW1按钮的数字量由PC1输入，SW2按钮的数字量由PC0输入，

4、设计程序运行时的界面友好。

二、实验预备知识

可编程并行接口8255是一个具有两个8位(A端口和B端口)和两个4位(C端口)并行I/O端口的芯片。在与外设进行数据传输时，把A、B、C3个端口分为两组。A组由A端口和C端口的高4位组成。B组由B端口和C端口的低4位组成。为了满足多种数据传输的要求，可以通过对8255的编程用方式控制字设置3种工作方式来实现。这3种工作方式为：方式0(基本I/O工作方式)；方式1(选通I/O工作方式)；方式2(双向传送方式)。8255的控制字有工作方式控制字和C端口的位置位/复位控制字。工作方式控制字是必须要预先设定的，C端口的位置位/复位控制字可视需要而定。一般来说，在方式0中，C端口除在特殊场合用作联络信号外，如：双机通信，基本上都作为数据端口参与I/O操作。但在方式1或方式2下，C端口的相应位可用来作为I/O操作的控制和同步信号，也可用作对CPU的中断请求信号。

为了更好地完成本次实验，要求实验者掌握8255控制寄存器，8255方式0、方式1的工作原理及工作过程；熟悉方式1(输入和输出)下A端口的方式字、C端口的位置位/复位控制字以及状态字的设置方法。

三．实验原理

1．步进电机驱动模块板电路原理如图1.1.2所示。模块板上包括接口的对象永磁式四相步进电机和驱动电路达林顿管TIP，保护电路74LS373，相序指示灯以及开关SW1和SW2等。

2．步进电机接口设计原理与方法的详细阐述。步进电机是一种将电脉冲转化为角位移的执行机构。通俗一点讲：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）。您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；同时您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。步进电机控制原理：步进电机是数字控制电机，它将脉冲信号转变成角位移，即给一个脉冲信号，步进电机就转动一个角度，因此非常适合于单片机控制。步进电机可分为反应式步进电机（简称VR）、永磁式步进电机（简称PM）和混合式步进电机（简称HB）。

步进电机区别于其他控制电机的最大特点是，它是通过输入脉冲信号来进行控制的，即电机的总转动角度由输入脉冲数决定，而电机的转速由脉冲信号频率决定。

步进电机的驱动电路根据控制信号工作，控制信号由单片机产生。其基本原理作用如下：

(1)控制换相顺序

通电换相这一过程称为脉冲分配。例如：三相步进电机的三拍工作方式，其各相通电顺序为A-B-C－D,通电控制脉冲必须严格按照这一顺序分别控制A,B,C，D相的通断。

(2)控制步进电机的转向

如果给定工作方式正序换相通电，步进电机正转，如果按反序通电换相，则电机就反转。

(3)控制步进电机的速度

如果给步进电机发一个控制脉冲，它就转一步，再发一个脉冲，它会再转一步。两个脉冲的间隔越短，步进电机就转得越快。调整单片机发出的脉冲频率，就可以对步进电机进行调速。

图1.1.2 步进电机驱动模块电路原理框图

四、实验配置

1．电源：机内供电，将平台的电源开关拔到“内”的位置上，并将模块电源JP2接通2．电缆线：采用单线/20芯扁平线,将J3与J4连接

3．开关：O区的SW1、SW2和SW3可以配置为用来控制步进电机的运行方向、速度和启动/停止

4．本实验所涉及的模块：I（8255模块），P（步进电机），O（按键开关），模块电源四个模块

5．I/O端口地址：8255的4个端口地址为300H～303H。其中A口=300H，B口=301H，C口=302H，命令口=303H

6．软件资源：MF2KI集成开发环境软件提供了丰富的汇编语言和C/C++语言程序开发工具

五、实验调试与运行

硬件连接

跳线设置：模块电源L区 JP8跳接。

单线连法如右图

排线接法如右图：

①流程图如图所示。

图1.1.3 步进电机程序流程图

程序

#include

#include

#include //delay,outportb,inportb

#include

void main()

{

int xu[8]={0x05,0x15,0x14,0x54,0x50,0x51,0x41,0x45}; //相序表unsigned int i=0;

unsigned char recv;

printf("\nPress sw2 to start!\n");

printf("If you want to quit,press sw1!\n");

outportb(0x303,0x81); //初始化

outportb(0x303,0x09); //置PC4=1关闭74LS373

do

{