东南大学微机实验课程设计 电机

《微机实验及课程设计》报告

东南大学

《微机实验及课程设计》

课程设计报告

综合测试题二 小型电机控制系统

姓 名： 学 号： 专 业： 实 验 室： 组 别： 同组人员： 设计时间：2013年05月 24日 —— 2013年06月4 日 评定成绩： 审阅教师：

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目 录

一． 课程设计目的与要求………………………………………………………………… 3 二．方案论证与原理设计……………………………………………………………………4 三．详细（机理）设计………………………………………………………………………5 四．方案实现与测试（或调试）……………………………………………………………6 五．分析与总结…………………………………………………………………………… 14

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一. 课程设计目的与要求

直流电机实验要求：

1）基本要求 (难度系数1.0)

利用DAC0832 输出一串脉冲，经放大后驱动小直流电机，利用开关K0～K5 控制改变输出脉冲的电平及持续时间，达到使电机加速、减速的目的，控制过程采取开环与闭环两种方式实现： （1）用开环方式按指定速度控制D/A输出实现转速变化； （2）用闭环方式按指定速度控制D/A输出实现转速变化；

（3）速度参数可选择通过实验系统上的可变电位器和键盘实时修改；

（4）利用转速脉冲检测电机实际转速，在PC机上显示设定速度和实际速度，并在数码管上显示速度偏差，同时用红黄绿三只发光管表示当前电机运行状态。

2）设计提示

直流电机可以用DA直接放大控制，实际系统中更多采用PWM脉动调宽控制，实验中小直流电机的转速是由Ub 输出脉冲的占空比来决定的，正向占空比越大转速越快，反之越慢。见图5.3-1：

在本实验系统中，模拟量输出Ub为双极性，当输入数字量小于80H时输出为负，输入等于80H时为0V，输入大于80H时输出为正。因而本实验中，DAC0832 输入数字量只有2个（80H和FFH），通过不同的延迟时间达到改变小电机转速的目的,可选软件延时和8253定时器/计数器中断，比较不同效果。 3）进一步设计要求 （1）设置急停按钮功能； （2）用开关随时控制正反转方向； （3）在PC 上同步显示设定和转速曲线。

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二.原理设计及流程图 1、设计思路流程图 开始主程序 给8255赋控制字 A、C输出，B口输入 8253计数器0初始化 方式3，计时50ms 显示提示和版权信息 8253计数器1初始化 方式0，开始计数 8253计数器2初始化， 按键为r 方式0，计数100，计计数器1开始计数 判断有无按键 按键为s 将SAND的值给REP 其它按键 无按键 将RESU 的值给REP 退出程序 计数器2是否计时结束 是 否 判断急停按钮是否打打开则将ZFSIT赋值使0832输出为低电平，进行循环将REP值输出至7段数码管显示，输出电脉冲的高低电平时间比例为BUF2：使0832输出为高电平，将BUF1（即低电平时间）赋成对应的值 进行循环将REP值输出至7段数码管显示 ff，否则将其赋0使电判断开关开在哪一档 8253计数器1停止计数 判断脉冲个数，并依据脉冲个数，设置红绿灯亮灭 判断开闭环控制 比较当前的RESU和SAND的4 在屏幕上显示当前值，调整低电平的时间 《微机实验及课程设计》报告

2、实验硬件连线

8255a口接LED数码管,功能输出， a0至a6接数码管相应位,a7接个位使能,并通过非门接十位

使能（小数点位dp可忽视），8255b口的b0-b5接开关K0-K5, b6接急停按钮，功能输入，8255c口的c0接计数器1的GATE,功能输出，8255使能接288H, 0832使能接290H,输出接电机DJ,8253计数器使能接280H， 8253计数器1时钟输入接电机测速,GATE接c0,计数器0输入接1MHz时钟,输出接计数器2输入时钟,计数器2输出接b7。

3、基本原理

初始化：显示版权信息，初8255的工作状态：B口输入，用于并行读入K0~K5的状态；b7，连接

至8253的OUT2；c口输出，PC0连接至8253的GATE1，用于控制计数器1的启动。A口用于输出数码管。

8253计数器0用于分频，外接1Mhz时钟，计数初值为50000，分出20Hz的方波。计数器1用于记录获得的脉冲个数，计数初值为0FFFFH，时钟为光电检测器的输出。计数器2用于定时，计数初值100，时钟为计数器0的输出，这样可以定时5秒。接着检测PA0是否为1，即是否经过5秒，如果没有达到5秒，继续检测；如果达到5秒，计数器1停止计数，锁存计数值，通过数码转换程序显示在数码管。如果计数所得值与所设定的标准值不相等则通过反馈模块进行修正，使电机转速发生变化。

检测开关状态，根据不同的开关状态对DAC0832输出不同的占空比，达到控制电机转速的目的。其中，在控制占空比的同时，加入数码管显示模块，实现同步扫描显示。最后返回，继续下一轮的检测与控制。

三.详细设计及方案论证

1用开环方式按指定速度控制D/A输出实现转速变化

开环设计即在每次测完脉冲后，对0832输出的方波占空比不作调整，直接进行下一次循环。

2用闭环方式按指定速度控制D/A输出实现转速变化；

实现闭环自动调正转速的功能，可以在测完转速后和设定的转速相比较，如果实测的转速大于设定的转速，可以控制0832输出的方波的占空比大一些；反之则小一些。

3 速度参数可选择通过实验系统上的可变电位器和键盘实时修改；

试验中，通过8255并行输入输出接口接受K1~K5的速度设置命令，则进行开关处的检测，判断开关当前所处的档位，然后赋给相应高低电平时间（软件计时，即延时代码），然后让0832输出相应的方波，。

4利用转速脉冲检测电机实际转速，在PC机上显示设定速度和实际速度，并在数码管上显示速度偏差，同时用红黄绿三只发光管表示当前电机运行状态。

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计数器1用于记录获得的脉冲个数，在方式0下工作，计数初值为0FFFFH，时钟为光电检测器的输出，光带检测器每次有输出，则计数器1存储器中的值递减1。计数器2用于定时，计数初值100，时钟为计数器0的输出，这样可以定时5秒。然后进入小循环（代码中的LOOPER）：该小循环在程序最底层，每顺序执行一次即进行一次循环，首先判断按键，以决定是否退出程序以及7段数码管显示的是测得值还是标准值。接着检测PB7是否为1，即是否经过5秒，如果没有达到5秒，则进行开关处的检测，判断开关当前所处的档位，然后赋给相应高低电平时间（软件计时，即延时代码），然后让0832输出相应的方波，在延时程序中，将要显示的值显示到7段数码管中，然后跳回，重新开始一遍小循环；如果达到5秒，计数器1停止计数，锁存计数值，由此计算转速，根据转速设置对应红绿灯的亮灭。并将该次的测得值与标定值（预期）进行比较，根据两者之间的差异对输出方波的占空比进行调整。然后将该次的测得值在PC屏幕上显示。接着返回，重新开始大循环，继续下一轮的检测与控制。

进一步设计

（1）设置急停按钮功能；

K5输出为1时表示急停命令，通过检验8255PA5端口是否为高电平可知K5的状态。当K5为1时，输出80h给0832，使得Ub输出电平为0，使得电机停止转动。从而实现急停的功能。此外，由于每秒对A口进行检测一次，所以当急停命令撤除后，下个周期就能够重新开始运转。

（3）在PC 上同步显示设定和转速曲线。

以设置值shezhi为横坐标，以实际值shiji为纵坐标，通过int 10h中断进行图形的绘制，其中每秒钟进行一次小段绘制。从而实现设定和转速曲线的绘制。

四. 方案实现与测试

DATA SEGMENT

ioport EQU 0b800h-0280h io0832 EQU ioport+290H ; d/a

io8255k EQU ioport+28BH ; 8255 KONG

io8255a EQU ioport+288H ; 8255 a

io8255b EQU ioport+289H ; 8255 b

io8255c EQU ioport+28AH ; 8255 c

io8253k EQU ioport+283H ; 8253控制

io82532 EQU ioport+282H ; 8253计数器2

io82531 EQU ioport+281H ; 8253计数器1

io82530 EQU ioport+280H ; 8253计数器0

mess DB 'Strike r to show the tested value!,s to show the sandard value!',0AH,0DH,'$'

LEDCOD DB

3FH,06H,5BH,4FH,66H,6DH,7DH,07H,7FH,6FH

BUF1 DW ?

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BUF2 DW ? NUM1 DB 0 NUM2 DB 0 NUM3 DB 0 NUM4 DB 0 KEYS DB 0

SAND DW 0 ;标准值 RESU DW 0 ;测得值 MINU DW 0 ;偏差值 REPL DW 0 ;显示值 REPG DB 0 ;显示值个位 REPS DB 0 ;显示值十位 ZFSIT DB 0FFH ;D/A输出极性控制

K0B2 DW 0100H K1B2 DW 0150H K2B2 DW 0200H K3B2 DW 0250H K4B2 DW 0300H K5B2 DW 0350H DATA ENDS

CODE SEGMENT

ASSUME CS:CODE,DS:DATA

START: MOV AX,DATA MOV DS,AX

MOV DX,io8255k

MOV AL,82H ;A输出负责数码显示，B用于输入开关状态和输入负责监控计时器是否计时完毕，C输出负责控制计数器工作， OUT DX,AL

MOV DX,io8253k

MOV AL,36h ;计数器0，方式3，先读写低8位，再读写高8位

OUT DX,AL ;输入时钟，1MHZ

MOV DX,io82530

MOV AX,50000 ;初

值50000，输出时钟周期50ms OUT DX,AL

NOP NOP

MOV AL,AH OUT DX,AL

MOV DX,io8255k MOV AL,00H OUT

DX,AL ;C0(GATE1)低电平,定时器1禁止计数

MOV DX,offset mess MOV AH,09H

INT 21H ;显示提示信息

INTK:

MOV DX,io8253k MOV AL,70H OUT

DX,AL ;计数器1，方式0，先读写低8位，再读写高8位。 MOV

DX,io82531 ;输入时钟为光电开关输出。

MOV AL,0ffH

OUT DX,AL ;从FF到零，65536 NOP NOP

OUT DX,AL ;高八位

MOV DX,io8253k MOV AL,90H

OUT DX,AL ;计数器2，方式0，只读写低8位,检测时间5秒

MOV DX,io82532 MOV AL,100

OUT DX,AL ;初值 100 ，检测 5 秒 50ms * 100 计数器 0

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输出是计数器 2 的 CLK

MOV DX,io8255k MOV AL,01H

OUT DX,AL ;PC0输出1， MOV REPG,AH ;个位 JMP COUNTER

EXPRO: MOV AH,4CH

INT 21H ;退定时器1开始计数

LOOPER: MOV AH,06H MOV DL,0FFH

INT 21H ;判断输入按键 JE COUNTER ;没有按键就继续执行COUNTER

MOV BL,AL

XOR BL,73H ;判断是否有按键为s(标准值) JZ SANREP MOV BL,AL

XOR BL,72H ;判断是否有按键为r(测得值) JZ RESREP JMP EXPRO

SANREP: MOV AX,SAND MOV DX,0000h

MOV CX,000ah ;折算成0.5秒钟的电机转速

DIV CX ;这时转速应为一个2位数，存于AX中 MOV CL,10

DIV CL ;除10 MOV REPS,AL ;十位 MOV REPG,AH ;个位 JMP COUNTER

RESREP: MOV AX,RESU MOV DX,0000h

MOV CX,000ah ;折算成0.5秒钟的电机转速

DIV CX ;这时转速应为一个2位数，存于AX中 MOV CL,10

DIV CL ;除10 MOV REPS,AL ;十位 出程序

COUNTER: MOV DX,io8255b IN AL,DX AND AL,80H

JZ SWITMP ;8255 PB7是否为0,为零则计数未结束

FINISH: MOV DX,io8255k MOV AL,00H

OUT DX,AL ;定时器1停止计数

MOV DX,io82531 IN AL,DX MOV BL,AL IN AL,DX

MOV BH,AL ;16位计数值送BX

MOV AX,0FFFFH SUB

AX,BX ;计算脉冲个数

MOV RESU,AX ;将脉冲值保存到resu中

CMP AX,0000H

JZ RED CMP AX,0200H JB

GREEN ;脉冲小于0300H ，绿灯亮

MOV DX,io8255k MOV

AL,05H ;C口位控，pc2为1，接黄灯 OUT DX,AL JMP LOOP2

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RED: MOV DX,io8255k MOV

AL,03H ;PC1为红灯 OUT DX,AL JMP LOOP2

GREEN: MOV DX,io8255k MOV

AL,07H ; PC3为绿灯 OUT DX,AL JMP LOOP2

SWITMP: JMP SWI ;SWI跳转过渡

LOOP2:

MOV DX,io8255c

IN AL,DX TEST AL,10H JNZ

NEXT1 ;PC7开环检测

MOV DX,RESU CMP DX,SAND JL LESSTHAN CMP DX,SAND JG GREATERTHAN NEXT1: JMP NEXT

LOOPERTMP: JMP LOOPER ;从DELAY跳转至LOOPER的过渡

LESSTHAN: MOV BL,KEYS TEST BL,01H JNZ CL0 TEST BL,02H JNZ CL1 TEST BL,04H JNZ CL2 TEST BL,08H JNZ CL3 TEST BL,10H JNZ CL4 TEST BL,20H JNZ CL5 JMP NEXT

CL0: SUB K0B2,0010H JMP NEXT

CL1: SUB K1B2,0010H JMP NEXT

CL2: SUB K2B2,0010H JMP NEXT

CL3: SUB K3B2,0010H JMP NEXT

CL4: SUB K4B2,0010H JMP NEXT

CL5: SUB K5B2,0010H JMP NEXT

GREATERTHAN: MOV BL,KEYS TEST BL,01H JNZ CG0 TEST BL,02H JNZ CG1 TEST BL,04H JNZ CG2 TEST BL,08H JNZ CG3 TEST BL,10H JNZ CG4 TEST BL,20H JNZ CG5 JMP NEXT

CG0: ADD K0B2,0010H JMP NEXT

CG1: ADD K1B2,0010H JMP NEXT

CG2: ADD K2B2,0010H JMP NEXT

CG3: ADD K3B2,0010H JMP NEXT

CG4: ADD K4B2,0010H

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JMP NEXT CG5: ADD K5B2,0010H JMP NEXT NEXT: MOV AX,SAND CALL DISP ;显示标准值 MOV DL,0dh MOV AH,02 INT 21h MOV AX,RESU CALL DISP ;显示实际值 MOV DL,0ah MOV AH,02 INT 21h JMP INTK SWI: MOV DX,io8255b IN AL,DX ;8255b口为读取开关 MOV KEYS,AL TEST AL,40H JZ SWIST ;无需反转则继续检测其他情况 MOV ZFSIT,0FFH JMP SWISAND SWIST: MOV ZFSIT,00H MOV RESU,00H SWISAND: TEST AL,01H JNZ K0 TEST AL,02H JNZ KK1TMP TEST AL,04H JNZ KK2TMP TEST AL,08H JNZ KK3TMP TEST AL,10H JNZ KK4TMP TEST AL,20H JNZ K5TMP JMP LOOPERTMP K0: MOV SAND,880 ;假设标准 MOV BUF2,0050H ;高电平延时的常数 MOV AX,K0B2 MOV BUF1,AX ;低电平延时的常数 DELAY: MOV CX,BUF2 MOV AL,ZFSIT MOV DX,io0832 OUT DX,AL DELAY1: MOV AL,REPS MOV BX,OFFSET LEDCOD XLAT MOV DX,io8255a ; A口控制LED灯，低位 OUT DX,AL MOV AL,REPG MOV BX,OFFSET LEDCOD XLAT OR AL,80H MOV DX,io8255a ; PA7为1，写高位 OUT DX,AL LOOP DELAY1 JMP TTMP KK1TMP: JMP K1 KK2TMP: JMP K2 KK3TMP: JMP K3 KK4TMP: JMP K4 TTMP: MOV AL,80H MOV DX,io0832 OUT DX,AL MOV CX,BUF1

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DELAY2: MOV AL,REPS MOV BX,OFFSET LEDCOD XLAT

MOV DX,io8255a OUT DX,AL MOV AL,REPG

MOV BX,OFFSET LEDCOD MOV BUF1,AX JMP DELAY

K5: MOV SAND,110 ;假设标准

MOV BUF2,0050H MOV AX,K5B2 MOV BUF1,AX XLAT

OR AL,80H MOV DX,io8255a OUT DX,AL

LOOP DELAY2

JMP LOOPERTMP

K5TMP: JMP K5 转至K5的过渡

K1: MOV SAND,750 准

MOV BUF2,0050H MOV AX,K1B2 MOV BUF1,AX JMP DELAY

K2: MOV SAND,500 准

MOV BUF2,0050H MOV AX,K2B2 MOV BUF1,AX JMP DELAY

K3: MOV SAND,430 准

MOV BUF2,0050H MOV AX,K3B2 MOV BUF1,AX JMP DELAY

K4: MOV SAND,140 准

MOV BUF2,0050H MOV AX,K4B2

;跳

;假设标

;假设标

;假设标

;假设标

JMP DELAY

DISP PROC NEAR ;BCD转换并显示子程序

MOV DX,0000h

MOV CX,000ah ;折算成0.5秒钟的电机转速

DIV CX ;这时转速应为一个2位数，存于AX中 MOV CL,10

DIV CL ;除10 MOV NUM3,AL ;十位

MOV NUM4,AH ;个位 MOV AL,NUM3 CALL DISP1 MOV AL,NUM4 CALL DISP1 RET

DISP ENDP

DISP1 PROC NEAR ;显示一个字符 AND AL,0FH CMP AL,09H JLE NUM ADD AL,07H NUM: ADD AL,30H MOV DL,AL MOV AH,02 INT 21H RET DISP1 ENDP CODE ENDS END START

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五．分析与总结

就这个项目来说，整个编程思路并不难理解，但是其中对于每个芯片的使用和连接运用都是一个细致

活，有很多的小细节需要考虑。我们基本完成了实验要求以及一部分拓展要求。

但是就实验效果来说，还是有我们没有考虑到的因素。例如硬件红黄绿灯的延迟。

在这个为期两个多礼拜的项目设计中，我学到了很多。不仅是巩固了已学到的知识，而且加强了自己

对汇编语言编程，调试的技巧。同时，实验中层出不穷的突发事件也让我解决问题的能力得到了提升。

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本文来源：https://www.bwwdw.com/article/uz37.html