微机接口技术课程设计说明书.docx
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微机接口技术课程设计说明书
微机接口技术课程设计说明书
课题名称:
直流电机
学院:
机械工程学院
专业:
机械设计制造及其自动化
组员:
吴鑫李龙飞姜鹏吕潇健
指导老师:
赵骆伟王万强孔敏
日期:
2015年5月31日
目录
1.课程设计任务书…………………………………(3)
1.1任务要求……………………………………(3)
1.2技术要求………………………………………(3)
1.3完成任务………………………………………(3)
1.4成果………………………………………(4)
1.5安排………………………………………(4)
1.6注意事项………………………………………(5)
2.说明书正文…………………………………………(6)
2.1前言…………………………………………(6)
2.2现状…………………………………………(7)
2.3任务分析与方案设计……………………………(7)
2.4系统电路原理图…………………………………(8)
2.5元器件参数选择及清单…………………………(10)
2.6电路的调试………………………………………(11)
三.心得体会…………………………………………(12)
四.参考文献…………………………………………(12)
五.附录………………………………………………(13)
1.课程设计任务书
1.1任务要求
直流电机调速与正反转控制接口电路设计:
要求采用脉宽调制控制技术对直流电机进行调速控制,用简易码盘测量并显示实时的转速;要求能够控制电动机的转动方向。
在Dais实验台基础上设计并调试一个外接口电路,能够测量和显示所测量的值。
且具有一定的控制功能,编程并调试完成整个开发系统。
每组一题,分别由3位同学合作完成。
1.2主要技术要求
1.用0832D/A转换电路的输出经放大后驱动滞留电机。
2.编制程序改变0832输出经放大后方波信号的占空比来控制电机转速。
3.用8255控制电机的正反转。
1.3主要完成任务
1.查找相关资料,确定课程设计方案。
2.微机接口电路硬件的焊接、装配、逐步排除故障及调试。
3.用Protel2004绘制微机最小系统配置原理图。
4.用Protel2004绘制相关项目的接口原理图。
5.编写有关项目的程序,并进行调试。
6.按照相关项目内容要求,上机进行联调。
7.编写课程设计报告。
1.4提交成果
1.课程设计说明书一本。
(电子文档和打印稿各一份)要求:
内容完整,图表完备,条理清晰,分析有据,计算精确。
所附电路图布局合理,清晰完备,图形和符号要规范。
2.所用元器件清单。
3.电路实体一套。
要求:
该电路实体必须是经过自己安装调试达到性能指标要求的电路实体。
1.5时间安排
5月11日~5月22日,地点:
机械学院微机原理实验室
5月11日晚上,分发参考资料,分组及分配课程设计任务。
5月12日~5月17日
查找相关资料,初拟总体方案;
完成微机最小系统配置原理图、相关项目接口电路原理图绘制。
5月18日借领工具,、PCB板及相关元器件
5月19日~5月20日各项目PCB板的焊接、装配、调试等工作、相关程序设计、编写及联机调试。
5月21日答辩及验收课程设计成果(归还所借工具,上交课程设计成果)。
5月22日提交修改后的最终报告及成果。
1.6注意事项
1、不准用笔在实验桌上乱写乱画,否则按零分计。
2、注意安全。
下课时关闭总闸与空调,拔掉电烙铁,关好门窗。
3、爱护实验室内一切实验设施,违者按零分计。
二.说明书正文
2.1前言
各种微机控制系统在基本构造上是类同的,主要由微机控制器,被控对象与接口电路(输入,输出及驱动接口电路)组成。
根据被控对象的不同,微机控制系统又分为闭环控制系统(反馈控制输出信号的大小)与开环控制系统,学好“微机原理与接口技术”是掌握微机控制系统原理与技术的基础;而“微机原理与接口技术课程设计”是巩固,深化,掌握本门课程知识不可缺少的重要环节。
通过本次课程设计加深对<微机原理与接口技术>的理解和掌握。
在设计程序的过程中,广泛的查阅相关资料,如各类中断的作用和调用方式,屏幕显示等等,通过实践来加深对理论知识的理解,同时将自己对这门技术的理解应用在计算器的设计当中,理论与实践相互融合、相互促进,提高自己的理论水平和实践能力。
2.2现状
由于大规模集成电路的飞速发展,计算机的微型化很快,其性能价格比也大为提高,因而微型计算机的应用越来越广泛。
计算机在各个领域中的应用,已有大量的报道,从中可知计算机的应用已取得显著的经济效益和社会效益。
微型计算机不但在工农业生产方面的应用,在科研设备也有比较普遍的应用,而且在办公自动化以及家庭生活中也已逐渐得到推广和应用。
2.3任务分析与方案设计
1.任务分析
①.直流电机调速:
采用脉宽调制控制技术(PWM)对直流电机进行调速控制。
②.键盘控制:
由于难度下降,取消了对键盘输入的要求。
2.方案设计
PWM信号通道:
微机输出的PWM信号经插座P1,R1进入U1A同相放大电路,U1A输出同相位的PWM信号分别经R11,R16同时进入Q1,Q2的集电极。
只有当正反转控制信号高电平经U1B,U1C电压比较器输出高电平触发Q1,Q6或Q2,Q4导通时,PWM控制信号才能开关Q3,Q5,驱使直流电机产生正反转运行。
运
用微机控制技术,就能非常方便地调整脉冲的占空比,从而实现直流电机的调速。
正反转信号控制:
当需要直流电机正传时,危机输出高电平经P2的1脚输入反相器U2A输入端,U2A的输出端与反相器u2b的输入端相连,U2B的输出端经电阻R7输入U1B的同相输入端。
U1B为电压比较器。
其反相输入端接着R8,R9的分压电阻组成的2.5V的门槛电压。
当输入电压小于2.5V时,U1B7脚输出低电平;当输入电压大于2.5V时,输出高电平触发Q1,Q6导通,使直流电机产生正转。
同理,直流电机的反转控制由U2A,U1C组成。
由于直流电机正反转控制不能同时存在,所以当U1B为高电平时,U1C只能是低电平。
它们之间靠U2A,U2B来实现互锁。
2.4系统电路原理图
1.直流电机正反转控制电路原理图
2.微机8086最小模式系统配置
3.程序流程图
2.5元器件参数选择及清单
元器件
型号
数量
稳压器
L7805CV
1
集成芯片
LM324N
1
三极管
C2655
6
电阻
12KΩ
1
电阻
1KΩ
8
电阻
10KΩ
8
二极管
IN4007
4
集成芯片
TC4069UBP
1
2.6电路的调试
初始化8255,按照步进电机驱动方式驱动电机
↓
摸索每一步进间的延时长短,使得电机可以正常工作
↓
改变延时
↓
摸索延时间隔,使得电机工作最好
↓
调试加入硬件调试后控制是否可靠
↓
反复检验验证,保证程序的可靠性,是否存在错误
3.心得体会
一直以为实验跟以前一样会很轻松的过,没想到这个是要的第一步—焊接就折煞了我们四个人,不是元器件方向焊反,就是引脚焊错。
第一次测试电机根本九转不起来。
随后换了芯片问题得以处理。
第二次的程序加入,电机的运动状态又不对,再三修改之下问题得以处理。
想来在测试的路上,花费了大量的时间和精力,任何一个实验的价值不在于最后的结果,过程,组员之间的分工配合,信任;以及决绝问题的方法才是这次实验最重要的目的。
通过本次微机的课程设计,使我懂得了理论与实践相结合的重要性,只有理论知识是远远不够的,只有把所学的理论知识与实践相结合起来,才能达到目的。
另外,细心也是极其重要的,做这个设计不能有一点闪失,必须一步到位,不然就会花费相当长的时间去检查错误,这次设计提高了我的实际动手能力和独立思考的能力。
在设计的过程中遇到的问题,可以说是困难重重,毕竟是第一次做课程设计,难免会碰到这样那样的问题,同时在设计过程中发现自己的不足之处,对以前所学过的知识理解还不够深刻,掌握的不够牢固。
4.参考文献
1、甘登岱主编.ProtelDXP电路设计与制版实用教程.北京:
人民邮电出版社,2004.7
2、吴秀清主编.微型计算机原理与接口技术.北京:
清华大学出版社,2003
3、周佩玲主编.微机原理与接口技术(基于16位机).北京:
电子工业出版社,2004
4、张伟等编.ProtelDXP入门与提高.北京:
人民邮电出版社,2003.2
5、李继灿编.新编16/32位微型计算机原理及应用(第3版).北京:
清华大学出版社,2004
6、沈美明等编.IBM-PC汇编语言程序设计.北京:
清华大学出版社,2002
7、康华光等编.电子技术基础-数字部分(第四版).北京:
高等教育出版社,2000.6
8、高吉祥等编.电子技术基础-实验与课程设计.北京:
电子工业出版社,2002.2
9、甘登岱主编.ProtelDXP电路设计与制版实用教程.北京:
人民邮电出版社,2004.7
5.附录
参考程序:
CODESEGMENT
ASSUMECS:
CODE,DS:
CODE,ES:
CODE
;================================
DAPORTEQU0FFE0h
ZXKEQU0FFDCH
ZWKEQU0FFDDH
;================================
org3670h
START:
MOVBUF,00H;DISPLAY083280
MOVBUF+1,08H
MOVBUF+2,03H
MOVBUF+3,02H
P5:
MOVAL,80H
CALLJDAL
MOVAL,00H
CALLJDAL
MOVAL,80H
CALLJDAL
MOVAL,0FFH
CALLJDAL
JMPP5
;===========================
JDAL:
movdx,DAPORT
outdx,al
CALLJDAS
movcx,0100h
p6:
pushcx
CALLDIS
popcx
loopp6
ret
;============================
JDAS:
MOVAH,AL
ANDAL,0FH
MOVBUF+5,AL
ANDAH,0F0H
MOVCL,4
SHRAH,CL
MOVBUF+4,AH
;===================
DIS:
MOVCL,20H
MOVBX,OFFSETBUF
DIS1:
MOVAL,[BX]
PUSHBX
MOVBX,OFFSETLED
XLAT
POPBX
MOVDX,ZXK
OUTDX,AL
MOVAL,CL
MOVDX,ZWK
OUTDX,AL
PUSHCX
MOVCX,0100H
DELAY:
LOOP$
POPCX
CMPCL,01H
JZEXIT
INCBX
SHRCL,1
JMPDIS1
EXIT:
MOVAL,00H
MOVDX,ZWK
OUTDX,AL
RET
;==========================
BUFDB?
?
?
?
?
?
LEDDB0C0H,0F9H,0A4H,0B0H,99H,92H,82H,0F8H,80H,90H
DB88H,83H,0C6H,0A1H,86H,8EH,0FFH,0CH,0DEH,0F3H
;==========================
CODEENDS
ENDSTART
实际程序:
;-------------------小直流电机调速实验-----------------
;注意:
进行本实验前,请先装载运行D/A0V输出(调基准电压)程序ph88\da_0v.asm
; 使D/A输出端“AOUT”输出电压为0V,再进行本实验。
CODESEGMENT
ASSUMECS:
CODE,DS:
CODE,ES:
CODE
;================================//定义符号对应的地址
DAPORTEQU0FFE0h//D/A端口地址
ZXKEQU0FFDCH//定义字形端口
ZWKEQU0FFDDH//定义自位端口
PAEQU0FFD8H//8255A口端口地址
PCTLEQU0FFDBH//8255控制口
BUFFDB?
?
?
?
?
?
//这句是废话
;================================
org3670h
START:
MOVBUF,00H;DISPLAY083280
MOVBUF+1,08H
MOVBUF+2,03H
MOVBUF+3,02H
A1:
MOVDX,PCTL//输出地址指向8255控制口
MOVAL,80H//定义A口方式0,输出
OUTDX,AL//输出;8255a初始化
MOVAL,1
MOVDX,PA//输出地址指向8255A口端口地址
OUTDX,AL//8255A口输出高电平
CALLPROG1//转到子程序PROG1
MOVAL,0
MOVDX,PA//输出端口指向8255A口端口地址
OUTDX,AL//8255A口输出低电平
CALLPROG1//转到子程序PROG1
JMPA1//循环到A1位置;主程序结束
PROG1:
MOVCX,1//cx=1;子程序PROG1开始
P5:
PUSHCX//将CX推入堆栈
P4:
MOVCX,200//CX=200
P1:
PUSHCX//将CX推入堆栈
MOVAL,80H//AL=10000000B
CALLJDAL1//跳转到输出子程序JDAL1
PUSHCX//将cx=0100h推入堆栈
CALLDELAY2//延时
POPCX//取出cx=0100h
MOVAL,00H
CALLJDAL1
POPCX
LOOPP1;转速1,一个周期内一半的时间给高电平,一半的时间给低电平
MOVCX,200
P0:
PUSHCX
MOVAL,80H
CALLJDAL1
MOVAL,80H
CALLJDAL1
POPCX
LOOPP0;停止1
MOVCX,200
P2:
PUSHCX
MOVAL,80H
CALLJDAL1
MOVAL,00H
CALLJDAL1
PUSHCX
CALLDELAY2
POPCX
POPCX
LOOPP2;转速2//一个周期内
MOVCX,200
P3:
PUSHCX
MOVAL,80H
CALLJDAL1
MOVAL,80H
CALLJDAL1
POPCX
LOOPP3;停止2
POPCX
LOOPP5;循环2次
RET;子程序PROG1结束
;===========================//电压输出子程序
JDAL1:
movdx,DAPORT//输出地址指向D/A端口地址
outdx,al//D/A端口输出AL的值
CALLJDAS//跳转到子程序JDAS
movcx,0100h//cx=0100h
RET//返回跳转到这个子程序的原程序位置
;===========================//两个一样的子程序要他干嘛,吃屎啊
DELAY2:
MOVCX,3500//执行3500次loop进行延时
p7:
loopp7
ret
;===========================
DELAY1:
MOVCX,3500//执行3500次loop进行延时
p6:
loopp6
ret
;============================//buf2左后两位复制程序
JDAS:
MOVAH,AL//AL的值赋给AH
ANDAL,0FH//AL高四位置零
MOVBUF+5,AL//AL的值赋给BUF的第五个值
ANDAH,0F0H//AH高四位置零
MOVCL,4//CL=4
SHRAH,CL
MOVBUF+4,AH
;===================//这段主要是数码管显示程序
DIS:
MOVCL,20H
MOVBX,OFFSETBUF
DIS1:
MOVAL,[BX]
PUSHBX
MOVBX,OFFSETLED
XLAT
POPBX
MOVDX,ZXK
OUTDX,AL
MOVAL,CL
MOVDX,ZWK
OUTDX,AL
PUSHCX
MOVCX,0100H
DELAY:
LOOP$//延时
POPCX
CMPCL,01H
JZEXIT
INCBX
SHRCL,1
JMPDIS1
EXIT:
MOVAL,00H//字位端口地址清零
MOVDX,ZWK
OUTDX,AL
RET//返还主程序
;==========================
BUFDB?
?
?
?
?
?
//定义多个字节
LEDDB0C0H,0F9H,0A4H,0B0H,99H,92H,82H,0F8H,80H,90H//定义数码管显示字节
DB88H,83H,0C6H,0A1H,86H,8EH,0FFH,0CH,0DEH,0F3H
;==========================
CODEENDS
ENDSTART
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
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