步进电机运行系统控制设计

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1、步进电机运行系统控制设计一、设计的性质与目的： 性质：该设计是在学生学完单片机原理与应用和电子学相关课程的基础上， 结合测控技术与仪器和机电工程专业的特点进行的具有一定难度和覆盖面的综 合性实践环节。目的：综合运用所学的单片机原理与应用理论知识，通过实践加强对所学知 识的理解，具备设计单片机应用系统的能力。二、设计内容与要求：1、根据设计任务，设计该单片机应用系统的硬件电路图，软件流程图并编制 相应的软件，实现硬件和软件的调试。2、按下不同的键， 分别使步进电机实现顺时针和逆时针旋转一步， 连续按键， 不仅电机连续运转，显示器显示步进电机的状态。3、按下不同的键作步进电机速度及转向的控制并显示

2、步进电机的状态。A) 电机正向或逆向运转的切换B) 电机加速运转C) 电机减速运转D) 电机按给定速度匀速运转三、实验注意事项：1、实验中所用仪器及设备均应按操作规程操作，实验前应仔细阅读指导书。2、实验应独立思考，发现问题尽量自己解决。3、实验结果需经老师检查后方算完成。四、设计方案：1、步进电机工作原理及硬件连线图： 步进电机驱动原理是通过对它每相线圈中的电流的顺序切换使电机作步进式旋 转，驱动电路有脉冲信号来控制， 所以调解脉冲信号的频率变可以改变步进电机 的转速，因此微电脑控制步进电机最合适。如下图所示，实验使用的不仅电机用直流 +5V电压，每相电流为0.16A，电机线 圈由4相组成。

3、即1 (A);2 (B);3 (C);4 (D);驱动方式为二相激磁方式各线圈通通电顺序如下表：相顺序 1 2 3 4011001 01102 00113 1001二相激磁通电次序 表中首先向1线圈-2线圈输入驱动电流，接着 2-3,3-4,又返回 到1-2,按这种顺序切换，点击按顺时针方向旋转。这时的相序位0, 1,2,3；如果使电机逆时针方向旋转,相序为 3, 2, 1, 0。步进电机的驱动电路如右图所示, 微电脑向步进电机输入端传送 1 或 0 信息,则 可实现上述操作。实验可通过不同长度的延时来得到不同频率的步进电机输入脉冲, 从而得到多种 步进速度。连线方式：A 74LS273的01

4、1-014分别接步进电机 BA-BD 74LS273片选端CS2接08-1F.B) 步进电机插头接 J8。2、程序设计思路： 根据题目要求，程序应具备以下几个功能： 可通过键盘控制步进电机的转速，方向可通过LED数码管显示电机运行状态电机运转状态可以是正反转，加速减速，五种不同速度的各种组合3、硬件电路图：4、软件流程图：五、子程序调试：1 、 显示子程序调试 显示子程序清单：ORG4000HLJMPORGREST:MOVMOVXMOVMOVXMOVMOVXMOVMOVXMOVMOVXMOVMOVMOVMOVMOVMAIN:LJMPMANI:MOVMOVXMOVMANI1:LCALLMOVXI

5、NCDJNZREST4200HMOV DPTR,#1B31HA,#0D3HDPTR,AA,#2AHDPTR,AA,#00HDPTR,AA,#40HDPTR,AA,#90HDPTR,A20H,#00H21H,#00H22H,#00HR0,#21HR2,#02HLCALL MANIMAINMOV DPTR,#1B31HA,#90HDPTR,ADPL,#30HMOV A,R0TABLEDPTR,AR0R2,MANI1MOVR0,#21HMOVR2,#02HRETTABLE:INC AMOVCA,A+PCRETDB3FH,06H,5BH,4FHDB66H,6DH,7DH,07HDB7FH,6FH,77

6、H,7CHDB39H,5EH,79H,71HDB73HEND编译并运行该程序，LED上应显示00改变21H及22H中的值，LED上应该显示 对应的符号。2、键盘中断服务程序调试 键盘中断服务程序清单：ORG4000HLJMPRESTORG4200HREST:MOV SP,#70HMOVDPTR,#1B31HMOVA,#0D3HMOVXDPTR,AMOVA,#2AHMOVXDPTR,AMOVA,#00HMOVXDPTR,AMOVA,#40HMOVX MOV MOVX SETB SETB LPP: KEY: PUSH PUSH MOVMOVX ANLACCEL:CLR MOV MOV MOV SE

7、TB LJMP DECEL: CLR MOV MOV MOV SETB LJMP BACK: MOV MOVDPTR,AA,#90HDPTR,AEX0EASJMP LPPPUSH ACCPSWDPLDPL,#30HA,DPTRA,#3FHCJNE A,#02H,DECELTR125H,#01H21H,#0AH23H,#00HTR1OUTKCJNE A,#06H,BACKTR125H,#02H21H,#0EH23H,#0C0HTR1OUTKCJNE A,#03H,FRONT20H,#01H22H,#0BHLJMPOUTKFRONT:CJNEA,#07H,STOPMOV20H,#00HMOV22H

8、,#0FHLJMPOUTKSTOP:MOV25H,#00HCJNEA,#08H,STEP1CLRTR1MOV21H,#00HLJMPOUTKSTEP1:CJNEA,#09H,STEP2CLRTR1MOV21H,#01HMOV23H,#00HSETBTR1LJMPOUTKSTEP2:CJNEA,#0AH,STEP3CLRTR1MOV21H,#02HMOV23H,#3FHSETBTR1LJMPOUTKSTEP3:CJNEA,#0BH,STEP4CLRTR1MOV21H,#03HMOV23H,#66HSETBTR1LJMPOUTKSTEP4:CJNEA,#0CH,STEP5CLRTR1MOV21H,

9、#04HMOV23H,#7FHSETBTR1LJMPOUTKSREP5: CJNE A,#0DH,POINTCLRTR1MOV21H,#05HMOV23H,#0C0HSETBTR1LJMPOUTKPOINT: CJNE A,#05H,OUTKCLRTR1MOV21H,#0DHLCALLDIRECOUTK: POP DPLPOPPSWPOPACCRETIEND屬慫润厲钐瘗睞枥庑赖。矚慫润厲钐瘗睞枥庑赖賃。则20H-25 H 中聞創沟燴鐺險爱氇谴净。E键D键#0EH #0DH将8279的IRQ端接INT01。编译并运行该程序，依次按下各键， 的值会作对应的改变。各键与20H-25H中的数值对应关系

10、如下： 聞創沟燴鐺險爱氇谴净祸。键位地址 0键 1键2键 3键 4键 5键 B键 F键 A键20H - - - - #01H #00H - -21H #00H #01H #02H #03H #04H #05H - - #0AH22H#0BH #0FH -23H#00H #3FH #66H #7FH #0C0H#00H #0C0H24H #00H #00H #00H #00H #00H #00H - - #01H 02H #00H 注： - 表示不作变动 残骛楼諍锩瀨濟溆塹籟。残骛楼諍锩瀨濟溆塹籟婭。3、定时器中断服务程序调试定时器中断服务程序清单：ORG001BHLJMPTINTORG4000

11、HLJMPRESTORG4200HREST:MOV SP,#70HANLTMOD,#0F0HORLTMOD,#02HMOVTH0,#05HMOVTL0,#05HMOV23H,#00HMOV20H,#00HMOV25H,#00HMOVR7,#33HMOVDPTR,#1B08HSETBET1SETBEASETBTR1LPP:SJMP LPPTINT:PUSH ACCPUSHPSWPUSHDPLLCALLDIRECLCALLRELOUTT:POP DPLPOPPSWPOPACCRETIDIREC: MOV DPL,#08HMOVR1,20HMOVA,R7CJNER1,#00H,BACKDFRONTD

12、:RR ALJMPOUTDBACKD: CJNE R1,#01H,OUTDRLAOUTD:MOVX DPTR,AMOVR7,ARETREL:MOV R1,25HCJNEA,#01H,REL2MOVA,23HCJNEA,#0C0H,REL1MOVTH1,ARETREL1:MOV TH1,AINCAMOV23H,ARETREL2:CJNE R1,#02H,REL0MOVA,23HJNZREL3MOVTH1,ARETREL3:MOVTH1,ADECMOV23H,ARETREL0:MOVTH1,23HRETEND将273的011-018接LED0-LED7运行该程序，可看到 LED从左至右闪动，将步

13、进电机接入 011-014 ，则步进电机会停止转动。调试该程序时，最初始使用的是定时器 T0,但其与键盘作联调时，会出现定时 器中断无效的问题，经查德原因是中断冲突，后改用定时器 T1 问题解决。 酽锕极 額閉镇桧猪訣锥。酽锕极額閉镇桧猪訣锥顧。六、完整程序调试：ORG0003HLJMPKEYORG001BHLJMPTINTORG4000HLJMPRESTORG4200HREST:MOVSP,#70HANLTMOD,#0F0HORLTMOD,#02HMOVTH0,#05HMOVTL0,#05HMOVXDPTR,AMOVDPTR,#1B31HMOVA,#0D3HMOVXDPTR,AMOVA,#2

14、AHMOVXDPTR,AMOVA,#00HMOVXDPTR,AMOVA,#40HMOVXDPTR,AMOVA,#90HMOVXDPTR,AMOV20H,#00HMOV21H,#00HMOV22H,#00HMOV23H,#00HMOV24H,#0FFHMOV25H,#00HMOVR0,#21HMOVR2,#02HMOVR7,#33HSETBEX0SETBET1SETBEAMAIN:LCALL MANILJMPMAINMANI:MOV DPTR,#1B31HMOVA,#90HMOVXDPTR,AMOVDPL,#30HMANI1:MOVA,R0LCALLTABLEMOVXDPTR,AINCR0DJN

15、ZR2,MANI1MOVR0,#21HMOVR2,#02HRETTABLE:INCAMOVCA,A+PCRETDB3FH,06H,5BH,4FHDB66H,6DH,7DH,07HDB7FH,6FH,77H,7CHDB39H,5EH,79H,71HDB73HKEY:PUSHACCPUSHPSWPUSHDPLMOVDPL,#30HMOVXA,DPTRANLA,#3FHACCEL:CJNEA,#02H,DECELCLRTR1MOV25H,#01HMOV21H,#0AHMOV23H,#00HSETBTR1LJMPOUTKDECEL:CJNEA,#06H,BACKCLRTR1MOV25H,#02HMOV

16、21H,#0EHMOV23H,#0C0HSETBTR1LJMPOUTKBACK:CJNEA,#03H,FRONTMOV20H,#01HMOV22H,#0BHLJMPOUTKFRONT:CJNEA,#07H,STOPMOV20H,#00HMOV22H,#0FHLJMPOUTKSTOP:MOV25H,#00HCJNEA,#08H,STEP1CLRTR1MOV21H,#00HLJMPOUTKSTEP1:CJNEA,#09H,STEP2CLRTR1MOV21H,#01HMOV23H,#00HSETBTR1LJMPOUTKSTEP2:CJNEA,#0AH,STEP3CLRTR1MOV21H,#02HMO

17、V SETB LJMP STEP3: CLR MOV MOV SETB LJMP STEP4: CLR MOV MOV SETB LJMP SREP5: CLR MOV MOV SETB LJMP POINT: CLR MOV LCALL OUTK: POP POP RETI23H,#3FHTR1OUTKCJNE A,#0BH,STEP4TR121H,#03H23H,#66HTR1OUTKCJNE A,#0CH,STEP5TR121H,#04H23H,#7FHTR1OUTKCJNE A,#0DH,POINTTR121H,#05H23H,#0C0HTR1OUTKCJNE A,#05H,OUTKT

18、R121H,#0DHDIRECPOP DPLPSWACCTINT:PUSHACCPUSHPSWPUSHDPLLCALLDIRECLCALLRELOUTT:POPDPLPOPPSWPOPACCRETIDIREC:MOVDPL,#08HMOVR1,20HMOVA,R7CJNER1,#00H,BACKDFRONTD:RRALJMPOUTDBACKD:CJNER1,#01H,OUTDRLAOUTD:MOVXDPTR,AMOVR7,ARETREL:MOVR1,25HCJNER1,#01H,REL2MOVA,23HCJNEA,#0C0H,REL1MOVTH1,ARETREL1:MOVTH1,AINCAMOV23H,A