微机原理课程设计报告利用DA芯片实现电机转速控制

中南大学微机原理课程设计报告一、课程设计目的通过本次课程设计要掌握8088，8255，0809，0832，8279 等多种芯片使用的方法，灵活运用课本知识，加深所学的知识，对所学的相关芯片的原理、内部结构、使用方法等有更加深刻的了解，学会利用课本知识联系实际应用及编程。

同时并了解综合问题的程序设计掌握实时处理程序的编制和调试方法，掌握一般的设计步骤和流程，使我们以后搞设计时逻辑更加清晰。

二、课程设计任务本次课设选题为“模拟电压采集，直流电机控制”。

根据我自己对这个课题的理解，我认为这个课题应该实现以下的要求：基本要求：1、对模拟电压进行采集转换为数字信号，并实时显示。

2、用转换的到的数字信号再经数模转换，对直流电机进行控制。

拓展要求：1、通过发光二极管作为信号指示灯，实时的指示直流电机的工作状态是否正常。

2、建立报警电路，对电机非正常工作情况以及反转工作情况下进行报警。

三、设计思想与原理1、设计思想本次课设选题为“模拟电压采集，直流电机控制”，基本分为两大部分：模拟量采集的模数转换部分，以及电机控制中的数模转换部分。

而为了让模拟量的采集结果更加明显可察，将加入数码管显示模块，实时显示模拟量采集的大小情况。

与此同时，在选题基础上添加了直流电机工作状态指示灯电路和报警电路。

2、设计原理根据试验箱相关配置，取电位器0~5V 可调电压为模拟量输出模块，可线性调节输出。

取芯片ADC 0809 对采集到的模拟信号进行模数转换，将0~5V 的电压信号转为00~FF 的数字信号，并通过8279 键盘扫描输出模块进行相应的显示输出。

得到转换后的数字量之后，使用DAC0832 数模转换芯片进行数模转换，并将所得模拟量输出到直流电机控制端，进行电机驱动。

对于添加的模块，主要通过8255 芯片来实现，取8255 的PA0 口作为输出端口，连接试验箱上的开关量输入显示区的发光二极管。

对A口分别赋值01H （直流电机正向非正常工作）、02H（直流电机正常工作）、04H（直流电机反向非正常工作）并输入给开关量输入显示区的发光二极管，驱动前三个二极管在电机的三种工作状态下分别发光，从而实现指示灯电路。

评分：良微机原理课程设计—8位DA变换接口驱动直流电机学院：机电工程学院专业：自动化姓名：蔡如慧学号： 04103055指导老师：千博、董瑞军本课程设计的基本内容如下：通过课程设计加深对所学《微机原理》这门课的理解，理解CPU8088的基本功能和它最小系统的工作方式，熟练地掌握Protel99电路图设计的功能。

(一) 微处理器8088 最小系统1. 8088 最小系统电路图和线路板图2.�外围电路：译码器电路（74LS138）�时钟电路（8284）存储器电路（2762、6264）（二)接口应用线路基本内容有：1.用0809 组成8 位温度AD 变换接口电路2.用0832 组成8 位DA 变换接口电路驱动直流电机3.用8255 和8253 组成步进电机控制电路本次设计选作内容二目录第一章微型计算机的发展...................第二章电路总体功能介绍...................2.1 系统功能及实现方式2.2 系统框图第三章设计过程。

3.1 8088系统概述3.2 8284时钟电路（1片）3.3 8286双向数据收发器（1片）3.4 8282地址锁存器（3片）3.5 6264、2764构成最小系统存储器（各2片）3.6 8位DA变换接口驱动直流电机0830（1片）3.7 电路原理图及PCB图（见附页）第四章总结。

第一章微型计算机的发展一、微型计算机的发展历史第一台微型计算机—— 1974年，罗伯茨用8080微处理器装配了一种专供业余爱好者试验用的计算机“牛郎星”（Altair）。

第一台真正的微型计算机——1976年，乔布斯和沃兹尼克设计成功了他们的第一台微型计算机，装在一个木盒子里，它有一块较大的电路板，8KB的存储器，能发声，且可以显示高分辨率图形。

1977年，沃兹尼克设计了世界上第一台真正的个人计算机——AppleⅡ，并“追认”他们在“家酿计算机俱乐部”展示的那台机器为AppleⅠ。

微机原理及应用课程设计说明书设计题目：微型直流电机调速系统设计、系统功能要求分析1二、方案设计及其说明 (2)三、原理线路设计 (3)1．原理线路2．工作原理说明3．操作时序分析4．特点说明四、程序设计 (4)1．程序结构及流程2．程序算法分析3．关键程序段说明4．源程序清单五、....................................................... 系统调试及结论. (5)1．调试方法2．重点问题及解决方法3．运行结果及结论六、设计体会 (6)参考文献 (7)、系统功能要求分析此设计要求利用实验装置，设计一个直流电机控制系统的原理线路，编制应用程序，实现直流电机转速控制的功能，并且进一步可增加转速测量的功能。

系统功能具体要求及分析如下：(1)开始运行，电机停止：未按任何键之前，设定初值，使经DA0832转换后的电流为零，电机不转。

(2)按档调速功能：直流电机可有三个转速，分为一、二、三档，其中按下按键“一”电机在低速档运行；按下按键“二”电机在中速档运行；按下按键“三”电机在高速档运行。

(3)连续调速功能：按下“加速”键，编程控制DA0832输入数字量累加，直流电机可在原速基础上升速；按下“减速” 键，编程控制DA0832输入数字量自减，直流电机可相对原速减速。

(4)停止功能：设有停止键，控制电机的停止运行。

调节电位器改变DA0832 的基准电压，使得初值00H对应的输出电流为0,从而电机停止运行。

(5)改变转向功能：原理上，调节DAC0832勺基准电压，使得某一中间值对应转速为零，则在输入数字量大于此值时为正电压，电机正转；再输入数字量小于此值时为负电压，电极反转。

(6)测速功能：在一定时间内对霍尔元件产生的脉冲数计数，从而求得电机转速，并在数码管显示。

二、方案设计及其说明(一)硬件设计在硬件上，所用到的芯片主要有：CPU8086并行通信接口芯片8255A、可编程定时计数芯片8253、可编程中断控制器8259A以及键盘扫描显示芯片8279。

微机原理da实验报告实验介绍本实验是微机原理课程的实践环节，旨在通过组装和调试一个简单的微机原理实验板，加深对微机原理的理解和应用。

实验材料- 微机原理实验板x1- 电源线x1- 扁平电线x10- LED灯x5- 电阻x5- 开关x5- 七段数码管模块x1- 七段数码管驱动芯片x1- 逻辑开关芯片x1实验原理微机原理实验板是由微处理器、存储器、输入输出设备和系统总线等组成的微型计算机系统。

微机原理实验板通过连接各个器件和电路，利用微处理器来控制和操作其他设备，实现各种功能。

实验步骤1. 将微机原理实验板放在平整的工作台上，并且确定没有裸露的金属物体接触电路，以防止静电对电路的损害。

2. 使用扁平电线连接实验板和电源，注意正确连接正负极。

3. 将扁平电线连接到实验板上的开关模块，并确保开关处于关闭状态。

4. 连接LED灯和电阻，通过扁平电线将它们与开关模块连接起来。

5. 使用扁平电线将七段数码管模块和驱动芯片连接到实验板上的特定接口。

6. 检查所有连接并确保紧固可靠。

7. 打开电源，观察LED灯和七段数码管的显示效果。

8. 打开开关，观察LED灯是否亮起，七段数码管是否显示正确的数字。

实验结果经过实验，我们成功搭建了一个简单的微机原理实验板，并能够通过开关控制LED灯的亮灭和七段数码管的数字显示。

实验结果符合预期。

实验总结通过本次实验，我对微机原理有了更深入的理解。

通过组装和调试实验板，我掌握了实际操作微机原理的技能，对微型计算机系统的构成和工作原理有了更直观的认识。

通过观察实验结果，我进一步加深了对微处理器、存储器和输入输出设备的理解，并加深了对微机原理实验的兴趣。

实验心得微机原理实验板的搭建过程虽然简单，但要求仔细、耐心和细致。

在实验过程中，我发现了一些连接错误和接触不良的问题，通过排除故障并调整连接，最终解决了问题。

这让我懂得了在实际操作中需要仔细检查和耐心排查问题，以保证实验的顺利进行。

通过本次实验，我深刻认识到微机原理在现代计算机技术中的重要性，掌握了一些基本的电路组装和调试技巧，并体验了微机原理的实际应用。

实验8 D/A转换实验
实验时间2019年12月11日
实验类型■验证性□设计性□综合性
1. 实验目的
1.学习数/模转换的基本原理。

2.掌握DAC0832的使用方法。

2. 实验内容及过程（主要内容、操作步骤）
设计实验电路图实验线路并编写程序，实现D/A转换，要求产生锯齿波、脉冲波，并用示波器观察电压波形。

3. 测试数据及实验结果
4. 实验分析及总结（主要考察内容）
通过本次实验，我理解了模/数信号转换的基本原理，掌握了模/数信号转换芯片ADC0809的使用方法，了解了D/A的基本功能和实验电路，学到典型电路的接法和学会用延时产生方波和锯齿波的方法。

通过理解分析程序，自己对程序进行了一些总结和修改，并进行了验证，进一步掌握了微机接口的学习方法。

教师评阅
评价指标：实验目的、操作步骤、设计、算法、程序结构、实验结果、实验分析、实验总结。

课程设计报告题目步进电机正反转与调速控制系统的设计课程名称微机原理与应用院部名称机电工程学院专业电气工程与其自动化班级10电气1班学生姓名管志成学号 1004103027课程设计地点 C304课程设计学时 20指导教师国利金陵科技学院教务处制摘要步进电机是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制元件，具有快速启动能力,定位精度高，能够直接接受数字量，因此被广泛地应用于数字控制系统中，如数模转换装置、精确定位、计算机外围设备等，在现代控制领域起着非常重要的作用。

本设计基于Proteus 7.8设计环境，运用了8086 CPU芯片以与74273芯片、74244芯片和步进电机以与7位小功率驱动芯片ULN2003A、按钮、指示灯等辅助硬件电路，设计了步进电机正反转与调速系统。

绘制软件流程图，进行了软件设计并编写了源程序，最后对软硬件系统进行联合调试。

该步进电机的正反转与调速系统具有控制步进电机正反转的功能，还可以对步进电机进行调速，不同的按钮对应不同的速度，并且在没有速度按钮按下的时候，步进电机自动切换到停止状态。

关键词：步进电机；正反转；调速控制；ULN2003A芯片；8086微机系统目录一、概述1.1课程设计的目的 (4)1.2课程设计的要求 (4)二、总体设计方案与说明2.1 系统总体设计方案 (5)2.2系统工作框图 (5)三、系统硬件电路设计3.1 Intel 8086 微处理器的简介 (6)3.2 步进电机的原理 (7)3.3 ULN2003A的简介 (8)3.4 74154芯片简介 (9)3.5 74LS273芯片简介 (10)3.6 8086最小系统的设计 (11)3.7 步进电机与其驱动电路的设计 (12)3.8 电机状态显示电路的设计 (12)3.9 输入采样电路的设计 (13)3.10系统总电路图 (14)四、系统软件部分设计4.1 系统流程图 (15)4.2 系统软件源程序 (16)4.2.1电机绕组通电顺序设定 (16)4.2.2 延时子程序设计 (16)4.2.3 汇编源程序与说明 (16)五、总结5.1 系统软硬件的联合调试 (21)5.2 问题分析和解决方案 (23)5.3 心得与体会 (23)六、参考文献 (23)附录：总电路图 (25)一、概述1.1 课程设计的目的通过本课程设计，使学生掌握控制系统设计的一般步骤，掌握系统总体控制方案的设计方法。

程序代码/*-------------------------------------------------- 名称：A/D、D/A转换控制直流电机转速编写：人言者007日期：2013.5.26说明：输入的电压模拟量通过ADC0808转换为数字量再输入单片机P2口，再由单片机P0口输出给DAC0832转换为模拟量电压驱动直流电机，以电机转速可以看出电压的大小。

---------------------------------------------------*/ #include<reg52.h>#define uchar unsigned char#define uint unsigned intuchar temp;sbit clk=P3^3;sbit EOC=P3^2;sbit OE= P3^1;sbit st= P3^0; //DAC0808各引脚定义void timer0init(){TMOD=0x02; //设置定时器0为工作方式2 自动重装TH0=0x05; //高八位初值寄存器装初值TL0=0x05; //低八位计数器装初值EA=1; //总中断开ET0=1; //开定时器中断TR0=1; //启动定时器}void main(){timer0init();while(1){st=1; //打开ADC00808启动转换st=0; //关闭ADC00808while(!EOC);//等待转换完成OE=1; //打开输出temp=P2; //AD完赋值、读取OE=0; //关闭输出，停止读取P0=temp;}}void timer0() interrupt 1{clk=~clk;}硬件仿真（protues）。

实验课题：直流电机调速控制实验内容：本实验完成的是一个实现对直流电机转速调节的应用。

编写实验程序，用ADC0809完成模拟信号到数字信号的转换。

输入模拟信号有A/D转换单元可调电位器提供的0~5V，将其转换后的数字信号读入累加器，做为控制电机的给定转速。

用8255的B口作为直流电机的控制信号输出口，通过对电机转速反馈量的运算，调节控制信号，达到控制电机匀速转动的的作用。

并将累加器中给定的转速和当前测量转速显示在屏幕上。

再通过LED灯显示出转速的大小变化。

实验目的：（1）学习掌握模/数信号转换的基本原理。

（2）掌握的ADC0809、8255芯片的使用方法。

（3）学习PC系统中扩展简单I/O接口的方法。

（4）了解实现直流电机转速调节的基本方法。

实验要求：利用微机接口实验系统的硬件资源，运用汇编语言设计实现直流电机的调速控制功能。

基本功能要求：1、利用A/D转换方式实现模拟量给定信号的采样；2、实现PWM方式直流电机速度调节；3、LED灯显示当前直流电机速度状态。

实验设备：（1）硬件要求： PC微机一台、TD-PIT实验系统一套（2）软件要求：唐都编程软件，tdpit编程软件，“轻松编程”软件实验原理：各芯片的功能简介：（1）8255的基本输出接口电路：并行接口是以数据的字节为单位与I/O设备或被控制对象之间传递信息，CPU 和接口之间的数据传递总是并行的，即可以同时进行传递8位，16位，32位等。

8255可编程外围接口芯片是具有A、B、C三个并行接口，+5V单电源供电，能在以下三种方式下工作：方式0—基本输入/出方式、方式1—选通输入/出方式、方式2—双向选通工作方式。

8255的内部结构图和引脚图如下：本实验利用8255的A口作为输出口，控制8个单色LED灯，来实现电机转速的大小显示。

（2）转速调节原理：* PWM的占空比决定输出到直流电机的平均电压.PWM不是调节电流的.PWM的意思是脉宽调节,也就是调节方波高电平和低电平的时间比,一个20%占空比波形,会有20%的高电平时间和80%的低电平时间，而一个60%占空比的波形则具有60%的高电平时间和40%的低电平时间,占空比越大,高电平时间越长,则输出的脉冲幅度越高,即电压越高.如果占空比为0%,那么高电平时间为0,则没有电压输出.如果占空比为100%,那么输出全部电压.所以通过调节占空比,可以实现调节输出电压的目的,而且输出电压可以无级连续调节.在使用PWM控制的直流无刷电动机中，PWM控制有两种方式：1.使用PWM信号，控制三极管的导通时间，导通的时间越长，那么做功的时间越长，电机的转速就越高2.使用PWM控制信号控制三极管导通时间，改变控制电压高低来实现** 利用实验平台上8255的PB0产生脉冲信号作为控制量，经驱动电路驱动电机运转。

微型计算机控制技术课程设计直流电机转速闭环控制（单片机）学院名称：自动化学院专业：自动化专业班级： *****学号： 2011**** 姓名： ****学号： 2011**** 姓名： *******学号： 2011**** 姓名： ******学号： 2011**** 姓名： ****评分：教师： ****摘要在运动控制系统中，电机转速控制占有至关重要的作用，其控制算法和手段有很多，模拟PID控制是最早发展起来的控制策略之一，长期以来形成了典型的结构，并且参数整定方便，能够满足一般控制的要求，但由于在模拟PID控制系统中，参数一旦整定好后，在整个控制过程中都是固定不变的，而在实际中，由于现场的系统参数、温度等条件发生变化，使系统很难达到最佳的控制效果，因此采用模拟PID控制器难以获得满意的控制效果。

随着计算机技术与智能控制理论的发展，数字PID技术渐渐发展起来，它不仅能够实现模拟PID所完成的控制任务，而且具备控制算法灵活、可靠性高等优点，应用面越来越广。

本设计以上面提到的数字PID为基本控制算法，以51单片机为控制核心，产生占空比受数字PID算法控制的PWM脉冲实现对直流电机转速的控制。

同时利用霍尔传感器将电机速度转换成脉冲频率反馈到单片机中，实现转速闭环控制，达到跟踪校正速度漂移的目的。

关键字：计算机技术、运动控制、PID目录摘要 (I)目录 (II)序言...................................................................................................................................... - 1 - 1 设计原理.................................................................................................................................. - 2 -1.1 单片机直流电机调速.................................................................................................. - 2 -1.2 PWM波的产生............................................................................................................... - 2 -1.21定时器产生pwm ................................................................................................ - 2 -1.22 注意事项............................................................................................................ - 2 -1.3 系统控制原理.............................................................................................................. - 3 -2 硬件电路设计.......................................................................................................................... -3 -2.1 系统总结构................................................................................................................ - 3 -2.2 硬件电路接线.............................................................................................................. - 4 -2.3单片机........................................................................................................................... - 5 -2.4 直流电机驱动电路...................................................................................................... - 7 -2.5 霍尔传感器测速电路.................................................................................................. - 7 -3 软件设计.................................................................................................................................. - 7 -3.1 主程序设计.................................................................................................................. - 7 -3.2中断计时器设计流程图............................................................................................... - 9 -4 设计分析................................................................................................................................ - 10 - 5心得体会................................................................................................................................. - 11 -5.1心得体会（）.............................................................................................................. - 11 -5.2心得体会（）.............................................................................................................. - 11 -5.3 心得体会（）............................................................................................................. - 12 -5.4 心得体会（）............................................................................................................. - 13 -6 参考文献................................................................................................................................ - 14 -7 附录................................................................................................................................ - 15 -序言微型计算机控制技术在工业领域中得到了广泛的应用。

计算机系综合性实验实验报告课程名称微机原理与接口技术A 实验学期 2010 至 2011 学年第 2 学期学生所在系部电子信息工程系专业班级学生姓名学号任课教师实验成绩计算机系制《小直流电机转速控制》课程综合性实验报告实验题目小直流电机转速控制实验一、实验目的1、了解计算机控制直流电机原理2、掌握直流电机正转反转设置方法。

3、掌握前向通道各部件工作原理及程序控制原理。

二、设备与环境DAC08328255并行接口芯片98系统微机。

三、实验原理简述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。

见下面图例：在本实验中，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四、实验内容1、按图55线路接线。

DAC0832的CS接290H～297H，Ub接DJ插孔。

8255 CS接288H～28FH。

2、编程利用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，减速之目的。

五、实验流程设计六、程序段分析(1)数据段DA TA SEGMENTIoport equ 0c8ooh-0280hPORT1 EQU ioport+290HPORT2 EQU ioport+28BHPORT3 EQU ioport+28AHBUF1 DW ?BUF2 DW ?DA TA ENDS功能说明：DATA 是段的名字，DATA ENDS段程序的结束。

数据定义伪指令用来为数据分配存储单元，建立变量与存储单元之间的联系。

dw定义类型属性为字，？表示预留空间，内容不定。

（2）代码段CODE SEGMENTASSUME CS:CODE,DS:DA TACODE是代码段，一个汇编语言程序中，代码段是不可缺少的，其他段可视具体情况而定。