微机原理课程设计(电梯)

1 电脑原理课程设计 实验报告

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目录 1.实验题目------------------------------------------3 2.题目分析------------------------------------------3 3.原理分析------------------------------------------3 4.实验模块------------------------------------------4 5.电路图设计----------------------------------------5 6.程序框图------------------------------------------5 7.程序清单------------------------------------------7 8.实验现象------------------------------------------13 3

一、实验题目 垂直电梯运行曲线控制〔一〕 模拟题： 在实际中，电梯是我们的交通工具，电梯从静止开始，慢慢加速，当到达某个值时，转入匀速运动，根据电梯运行的速度，电梯快要到达停止层时，开始减速，直到平层停止，打开轿厢门，客人安全走下电梯，无人上下电梯，电梯关门，向另一个目的层运动，火灾时，电梯自动归位到首层。 二、题目分析

从题目要求来看，需要实现的功能有： 1.电机的正转和反转 2.电梯的加速-匀速-减速 3.电梯所在楼层的显示 三、原理分析

本课程设计以步进电机为驱动电机，通过8086处理器、8259A中断控制器、8255可编程接口为核心芯片，并辅以开关、LED，构成一个控制系统，用以模拟电梯正常运行过程。其中的实验器材原理分别为： 步进电机：作为被控制的电机，电机每走一步转过7.5度，转一圈需要48步才能转一圈。电梯的控制方法为：A-AB-B-BC-C-CD-D-DA-A,一个周期内有八步，按照这个规律不断循环就能实现电机的连续运转。 8086：作为CPU，控制步进电机、8259A可编程中断控制器、8255可编程接口以及LED，使用汇编语言编程。 8259A：作为中断控制器，数据总线、地址总线和控制总线与8086相连，使用主片上的MIR5和从片上的SIRO作为触发脉冲PLUS1和PLUS2输入口。当来一个PLUS1或PLUS2时，传递给CPU一个中断，让CPU处理子程序。 8255：作为可编程接口，A口的PA0、PA1、PA2和PA3分别与步进电机的BJ-IN1、 BJ-IN2、 BJ-IN3和BJ-IN4相连，控制步进电机的旋转。B口为数据输入，PB0-PB7分别与开关K0-K7相连，作为输入目的楼层接口。C口为LED驱动输出口，分别与八个LED相连，可以显示电梯所在的楼层。 4

四、实验模块 控制模块 电梯的速度控制：电机速度的控制是通过步与步之间的延时来控制的，延时越短，速度越快。通过分析，我以FFFF个主频脉冲为一个延时基本单位T，当电梯加速时，第一个循环的第一步与第二步之间用8T,第二步与第三步之间用7T……第八步与下一个循环之间用T，这样就实现了由慢到快的过渡；当电梯匀速时，所有的延时均用T；当电梯减速时，最后一个循环第一步与第二步之间用2T，第二步与第三步之间用3T……第七步与第八步之间用8T，这样就实现了由快到慢得过渡，这三个过程就实现了电梯运行时加速-匀速-减速基本过程。 楼层间电机行进控制：我以电梯转一圈作为电梯行进一层楼的标准。具体思想为，首先电梯所在楼层设为1层，输入人所在楼层后，电梯经过一个加速-匀速-减速过程到达人所在楼层，然后输入目的楼层，电梯又经过一个加速-匀速-减速到达目的楼层，然后把目的楼层赋值给电梯当前所在楼层，一个基本过程就完成了。 基本过程的步数控制：假设电梯从M层运行到N层〔N>M〕，以电机转一圈为行进一层，那么电机需要运行的圈数为N-M，对应于6〔N-M〕个循环。首先，电梯加速需要用一个循环，然后电梯匀速运行需要6〔N-M〕-2个循环，最后是减速用一个循环。按照这个规则设计，就能实现转多少圈就代表行进多少层，且速度的变换很平滑。

延时模块 本实验中，延时模块以FFFF个主频周期为基本单位时间T，包含延时分别为T-8T的八个Delay。当电机执行加速过程时，电机一个循环之间的延时分别为8T-2T，当电机匀速运行时，电机的步与步之间的延时为T，当电机减速时，电机最后一个循环的步与步之间的延时分别为2T-8T，这样通过延时就能控制电机运行的速度。 中断模块

中断模块为8259A，分为使用主片的MIR5和从片的SIRO，当给一个PLUS的时，送给CPU一个中断，让其执行子程序，接受开关的到达楼层数据然后驱动电机行进。 显示模块

显示模块为3个LED，通过CPU控制，使其在到达每一层楼后显示相对应的楼层数。 5

五、电路图设计 六、程序框图 子程序RISE 子程序DOWN

调用SPEED1 调用SPEED2 调用SPEED3 RET 开始 调用SPEED4 调用SPEED5 调用SPEED6 RET

开始

8259A MIR5 SIR0

PA0-PA3 8255

PC0-PC7 PB0-PB7 /CS PLUS1

PLUS2

步进电机 IN1-IN4

开关K0-K7

LED L0-L7

200H-2FFH 6

开始 输入8255控制字 开放MIR5和SIR0中断 写中断程序入口 输入目的楼层N N>M? 给电梯当前楼层赋初值M 调用RISE 调用DOWN 电梯所在楼层赋给M Y N 中断程序开始 保护寄存器 调用子程序 中断结束命令 恢复寄存器 开中断 中断返回 开中断

延时程序开始 PUSH:AX,BX.CX DHSPEED CX0FFFF LOOP X2 DHDH-1

POP:AX,BX,CX DH=0? Y

N 7

七、程序清单 data segment i8255_a equ 200h i8255_b equ 201h i8255_c equ 202h i8255_k equ 203h speed db 2 count db 01h x db 01h fire db 00h data ends code segment assume cs:code,ds:data start: mov ax,data mov ds,ax mov es,ax mov dx,i8255_k mov al,89h out dx,al in al,21h and al,11011011b out 21h,al in al, 0a1h and al,0feh out 0a1h,al sti push ds mov ax,0 mov ds,ax lea ax,cs:mint_proc mov bx,5 mov si,30H add si,bx add si,si add si,si mov ds:[si],ax push cs pop ax mov ds:[si+2],ax lea ax,cs:sint_proc mov bx,0 mov si,70H add si,bx add si,si add si,si mov ds:[si],ax push cs pop ax mov ds:[si+2],ax pop ds

lll: mov dx,i8255_b mov al,x out dx,al jmp lll

mint_proc proc far sti push ax call mint mov al,20h out 20h,al pop ax iret mint_proc endp

mint proc mov dx,i8255_c in al,dx mov count,al cmp al,x 8

ja rise jb down jmp rr rise: call speed1 call speed2 call speed3 jmp rr down: call speed4 call speed5 call speed6 jmp rr rr: mov al,count mov x,al ret mint endp sint_proc proc far push ax push dx call sint mov al,20h out 0a0h,al nop out 20h,al pop ax pop dx iret sint_proc endp sint proc mov dx,i8255_c in al,dx and al,0fh mov count,al cmp al,x ja rise1 jb down1 jmp rr1

rise1: call speed1 call speed2 call speed3 jmp rr1

down1: call speed4 call speed5 call speed6 jmp rr1

rr1: ret

sint endp

speed1 proc mov dx,i8255_a mov al,01h out dx,al call delay8 mov dx,i8255_a mov al,03h out dx,al call delay7 mov dx,i8255_a mov al,02h out dx,al call delay6 mov dx,i8255_a mov al,06h out dx,al call delay5 mov dx,i8255_a mov al,04h out dx,al call delay4 mov dx,i8255_a mov al,0ch out dx,al call delay3 mov dx,i8255_a