武汉理工大学步进电机课设.doc

接口课程设计任务书 题目：步进电机控制设计（C程序设计语言） 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： 控制步进电机运行的相序表存储在文件中。 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。 SW1按钮的数字量由PC1输入，SW2按钮的数字量由PC0输入。 设计程序运行时的界面友好。 进度安排： 序号 内容 所用时间 1 接口电路设计 2天 2 编写程序 1天 3 调试程序 1天 4 撰写课程设计报告 1天 合计 5天 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： 控制步进电机运行的相序表存储在文件中。 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。 SW1按钮的数字量由PC1输入，SW2按钮的数字量由PC0输入， 设计程序运行时的界面友好。 二、实验预备知识 为了更好地完成本次实验，要充分掌握步进电机的控制原理和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端口的置位/复位控制字以及状态字的设置方法。 三．实验原理 3.1步进电机接口控制原理 步进电机是一种进行精确步进运动的机电执行元件，它广泛应用于工业机械的数字控制，为使系统的可靠性、通用性、可维护性以及性价比最优，根据控制系统功能要求及步进电机应用环境，确定了设计系统硬件和软件的功能划分，从而实现了基于8051单片机的四相步进电机的开环控制系统。控制系统通过单片机存储器、I/O接口、中断、键盘、LED显示器的扩展、步进电机的环形分频器、驱动及保护电路、人机接口电路、中断系统及复位电路、单电压驱动电路等的设计，实现了四相步进电机的正反转，急停等功能。 由于步进电机是一种将电脉冲信号转换成直线或角位移的执行元件，它不能直接接到交直流电源上，而必须使用专业设备----步进电机控制驱动器。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）。 (1)控制换相顺序 通电换相这一过程称为脉冲分配。例如，四相步进电机在单四拍的工作方式下，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。单双八拍的通电顺序为AB→B→BC→C→CD→D→DA→A。四相双八拍的通电顺序AB→ABC→BC→BCD→CD→CDA→DA→DAB 图3.1.2A→AB→B→BC→C→CD→D→DA→A顺序通电电机示意图(2)控制步进电机的转向 A→AB→B→BC→C→CA→A。如果按反序通电换相，即A→AC→C→CB→B→BA→A，则电机就反转。其他方式情况类似。 (3)控制步进电机的速度 8255是Intel公司生产的可编程并行I/O接口芯片，有3个8位并行I/O口。具有3个通道3种工作方式的可编程并行接口芯片（40引脚）。 其各口选择，使用，通用性强。8255可作为单片机与多种外设连接时的中间接口电路。 8255作为主机与外设的连接芯片，必须提供与主机相连的3个总线接口，即数据线、地址线、控制线接口。同时必须具有与外设连接的接口A、B、C口。由于8255可编程,所以必须具有逻辑控制部分，因而8255内部 3.2.1.2 引脚功能： 　RESET:复位输入线，当该输入端处于高电平时，所有内部寄存器（包括控制寄存器）均被清除，所有I/O口均被置成输入方式。 　　CS:芯片选择信号线，当这个输入引脚为低电平时,即/CS=0时,表示芯片被中，允许8255与CPU进行通讯;/CS=1时,8255无法与CPU做数据传输