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微机原理步进电机课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生掌握微机原理在步进电机控制中的应用，理解步进电机的结构、原理及其特点。
2. 使学生了解步进电机与微控制器之间的接口技术，掌握步进电机的驱动程序编写方法。
3. 让学生掌握步进电机速度和位置控制的基本算法，并运用到实际项目中。
技能目标：1. 培养学生运用微机原理解决实际问题的能力，学会编写和调试步进电机控制程序。
2. 培养学生的动手实践能力，能独立完成步进电机的组装、调试和故障排查。
3. 培养学生团队协作能力，通过分组合作完成课程设计任务。
情感态度价值观目标：1. 激发学生对微机原理和步进电机控制技术的兴趣，培养其探索精神和创新意识。
2. 培养学生严谨、认真的学习态度，养成良好的实验操作习惯。
3. 增强学生的环保意识，关注步进电机在节能环保领域的应用。
本课程针对高年级学生，课程性质为理论与实践相结合。
在分析课程性质、学生特点和教学要求的基础上，将课程目标分解为具体的学习成果。
教学过程中，注重培养学生的实际操作能力和团队协作精神，使学生在完成课程设计任务的过程中，达到知识、技能和情感态度价值观的全面提升。
二、教学内容根据课程目标，教学内容主要包括以下几部分：1. 微机原理基础：回顾微控制器的基本原理，重点讲解微控制器与步进电机的接口技术，涉及课本第3章相关内容。
2. 步进电机原理与结构：介绍步进电机的种类、结构、原理及特点，对应课本第5章内容。
3. 步进电机驱动技术：讲解步进电机的驱动电路设计，包括驱动芯片的选型、接口电路设计等，参考课本第6章相关内容。
4. 步进电机控制算法：学习步进电机的速度和位置控制算法，如PID控制、闭环控制等，结合课本第7章内容。
5. 实践操作：分组进行步进电机的组装、调试及控制程序编写，巩固理论知识，培养实际操作能力。
教学大纲安排如下：第1周：微机原理基础回顾，了解步进电机接口技术；第2周：学习步进电机原理与结构，选型及参数了解；第3周：步进电机驱动技术学习，驱动电路设计；第4周：步进电机控制算法学习，编写控制程序；第5周：实践操作，步进电机组装、调试及故障排查；第6周：课程设计总结，成果展示及评价。
课程名称：微机原理与应用课程设计
英文名称：Principles and Applications of Microcomputer
总学时：80 学分：5实验学时：一周
课程类别：学科基础课课程性质：综合实践
适用专业：信息工程，电子与信息工程，物理电子工程
授课实验室：微机实验室
课程设计部分
一、实验（上机）教学目的与基本要求
通过课程设计，使学生进一步巩固所学的知识，并将所学的内容加以综合运用。
将学生所学的理论与实际问题或应用相结合，进一步培养学生自主学习的能力，综合运用知识的能力，以及创新实践的能力。
二、实验（上机）教学方式与考核方式
教学方式：集中讲解与单独辅导相结合
考核方式：实验效果成绩（80%）与设计报告成绩（20%）进行综合评定
三、实验（上机）指导书和参考书
1．微型计算机原理与应用实验指导书机习题集。
华南理工大学电子与通信工程系陈忠强欧阳小容华南理工大学教材供应中心2002.1
2．TPC－2003A通用32位微机接口实验系统，学生用书，清华大学计算机系清华大学科教仪器厂2005年9月。
3.80X86/Pentium 微型计算机原理及应用吴宁主编，电子工业出版社，2003
四、主要仪器设备
1．PC机
2．TPC－2003A 通用32位微机接口实验系统（2005年－今），TDS－MD微机（2004年及以前）。
五、实验（上机）项目与内容提要
自行设计择课程设计的题目。
制订（修订）：梁亚玲审核：曾衍辉。
1计算机的发展在20世纪的最后20年中，计算机被成功的应用于工程设计和制造业中，它成倍的提高了劳动生产率，创造了空前巨大的物质文明，它把任何创新的思想转化为市场商品的时间缩短到惊人的程度计算机技术的发展日新月异，在未来的几年中，各种计算机相关技术都会得到飞速发展和应用，使计算机变得更加人性化，智能化。
而多媒体技术与网络技术的迅猛势头人类所使用的计算工具是随着生产的发展和社会的进步，从简单到复杂、从低级到高级的发展过程，计算工具相继出现了如算盘、计算尺、手摇机械计算机、电动机械计算机等。
1946年，世界上第一台电子数字计算机（ENIAC）在美国诞生。
这台计算机共用了18000多个电于管组成，占地170m2，总重量为30t，耗电140kw，运算速度达到每秒能进行5000次加法、300次乘法。
电子计算机在短短的50多年里经过了电子管、晶体管、集成电路（IC）和超大规模集成电路（VLSI）四个阶段的发展，使计算机的体积越来越小，功能越来越强，价格越来越低，应用越来越广泛，目前正朝智能化（第五代）计算机方向发展。
微机原理与接口技术的进步将更好更快的推动计算机技术的发展。
在未来的社会中将其这越来越重要的作用。
2设计思路及流程图接到这个题目时，我首先考虑到大小写之间的转换是关键，可能要用到子程序，循环程序和中断程序以及一些比较和跳转指令等。
在经过反复思考和设计后我得到了以下的设计思路：首先程序应该输出提示信息，以用来为下面的程序选择做准备（是选择大写转小写程序还是选择小写转大写程序），如“0”和“1”.“0”用来执行大写转小写程序，“1”用来执行小写转大写程序。
当我们按提示输入信息若是“0”程序应该输出提示输入大写字母信息，若是“1”程序应该输出提示输入小写字母信息并且存入寄存器单元，如AL，否则程序显示错误信息并返回重新输入。
在输入大写或小写字母后回车程序立即判断所输入的信息是否符合要求，若是则程序根据AL中数据分别调用小写转大写程序或大写转小写程序（大小写字母间相差20H）并输出结果，程序结束；若输入的信息不符合要求程序接下来要完成三个任务：报警，显示错误信息,跳转回到“显示输入提示信息”程序段处重新输入信息。
微机原理实验报告实验三班级：2012级信息工程（7）班姓名：学号：序号：评阅分数：一、实验目的1、自学TPC-ZK通用32位微机接口实验系统的组成。
2、掌握实验系统中接口地址译码电路的工作原理及计算方法。
3、掌握简单I/O端口的读写操作。
4、掌握8255的工作原理及编程方法。
二、实验题目通过并行接口8255实现十字路口交通灯的模拟控制，如图29，L7、L6、L5作为南北路口的交通灯与PC7、PC6、PC5相连，L2、L1、L0作为东西路口的交通灯与PC2、PC1、PC0相连。
编程使六个灯按交通灯变化规律亮灭。
十字路口交通灯的变化规律要求：（1）南北路口的绿灯、东西路口的红灯同时亮一定时间。
（2）南北路口的黄灯闪烁若干次，同时东西路口的红灯继续亮。
（3）南北路口的红灯、东西路口的绿灯同时亮一定时间。
（4）南北路口的红灯继续亮、同时东西路口的黄灯亮闪烁若干次。
（5）转（1）重复。
附加功能：1）PC3键作为右侧那组信号等的优先控制信号，如果PC3键为高，右侧信号灯立即转换成绿灯亮（PC0=1），左侧信号灯红灯亮（PC7=1），其它信号灯为0 2）PC4键作为左侧那组信号等的优先控制信号，如果PC4键为高，左侧信号灯立即转换成绿灯亮（PC5=1），右侧信号灯红灯亮（PC2=1），其它信号灯为0 3）PC3=0，PC4=0，依照正常信号灯控制方式。
三、程序流程图四、源程序清单DA TAS SEGMENTio8255a equ 288hio8255b equ 289hio8255c equ 28ahio8255d equ 28bhportcl db 24h,44h,04h,44h,04h,44h,04h ;六个灯可能db 81h,82h,80h,82h,80h,82h,80h ;的状态数据db 0ffh;结束标志DA TAS ENDSCODES SEGMENTASSUME CS:CODES,DS:DA TASSTART:MOV AX,DATASMOV DS,AXre_on:mov bx,0on1: mov dx,io8255d ;检查是否关闭紧急开关mov al,89h ;设c口为输入out dx,almov dx,io8255cin al,dxtest al,10h ;检测Pc4=1?jnz green_left ;亮左边灯test al,8h ;检测pc3=1？jnz green_right ;亮右边灯mov dx,io8255dmov al,90hout dx,al ;设置8255为C口输出mov dx,io8255con:mov al,portcl[bx]cmp al,0ffhjz re_onout dx,al ;点亮相应的灯inc bxmov cx,200 ;参数赋初值test al,21h ;是否有绿灯亮jz de1 ;没有，短延时mov cx,2000 ;有，长延时de1:mov di,9000 ;di赋初值9000de0:dec dijnz de0 ;di不为零loop de1push dxmov dl,0ffh ;检测是否有键盘输入？mov ah,06hint 21hpop dx ;弹出dx值jz on1 ;无按键，跳回on1 exit: MOV AH,4CH ;结束INT 21Hgreen_left: ;左边开关闭合程序mov dx,io8255dmov al,90h ;设为c口输出out dx,almov dx,io8255cmov al,24h ;左边绿灯右边红灯out dx,aljmp on1green_right: ;右边开关闭合程序mov dx,io8255dmov al,90h ;设为c口输出out dx,almov dx,io8255cmov al,81h ;左边红灯右边绿灯out dx,aljmp on1CODES ENDSEND START。
交通信号灯的控制一、设计目的巩固“微机原理”课程学过的知识，加强理论与实践的联系。
通过本课程设计，使学生初步了解微机系统的硬件设备，学会 8086 系列编程指令的基本功能。
二、设计要求1、通过 8255A 并口来控制 LED 发光二极管的亮灭。
2、A 口控制红灯，B 口控制黄灯，C 口控制绿灯。
3、输出为 0 则亮，输出为 1 则灭。
4、用8253 定时来控制变换时间。
要求：设有一个十字路口，1、3 为南，北方向，2、4 为东西方向，初始态为 4 个路口的红灯全亮。
之后，1、3 路口的绿灯亮，2、4 路口的红灯亮，1、3 路口方向通车。
延迟 30 秒后，1、3 路口的绿灯熄灭，而 1，3 路口的黄灯开始闪烁（1HZ）。
闪烁 5 次后，1、3 路口的红灯亮，同时 2、4 路口的绿灯亮，2、4 路口方向开始通车。
延迟 30 秒时间后，2、4 路口的绿灯熄灭，而黄灯开始闪烁。
闪烁 5 次后，再切换到 1、3 路口方向。
之后，重复上述过程。
三、流程图：四、真值表：五、电路图：电路图中地址线连接在 A2，A3 上，用 74HC139 译码，故地址范围为00H~03H，04H~07H，08H~0BH，每个芯片的 A0、A1 均与8086 的A0、A1 相连，RD、WR 与8086 的RD、WR 相连，以控制芯片的读写。
8253 使用定时器 0，输出接 8259 的IR0，故中断向量为08H。
13 方向的绿灯同 PC0 相连，24 方向的绿灯同 PC1 相连，红灯、黄灯接 PA、PB，方式同上。
六、源程序：;-------------------------------------------------------------;模块作用：交通灯控制;编程语言：汇编;编程：孙逸痕，本程序无版权，欢迎使用;日期：2011-12-11;-------------------------------------------------------------;---------STACK------------------------------------------STACK SEGMENT STACK 'STACK'DW 32 DUP(0)STACK ENDS;---------DATA--------------------------------------------DATA SEGMENTCOUNT_L EQU 0H ;计数器初值COUNT_H EQU 0HADD_8253_T0 EQU 00H ;芯片地址ADD_8255 EQU 04HADD_8259 EQU 08HRED_ADD EQU ADD_8255 ;PAYELLOW_ADD EQU ADD_8255+1 ;PBGREEN_ADD EQU ADD_8255+2 ;PCLIGHT_ON EQU 01H ;Pi1/Pi0=01 (i=A,B)LIGHT_OFF EQU 03H ;Pi1/Pi0=11SYS_COUNTER DB 18 ;系统频率GREEN_COUNTER DB 30 ;绿灯30 秒计数YELLOW_COUNTER DB 5 ;黄灯5 秒计数DATA ENDS;----------CODE------------------------------------------CODE SEGMENTMAIN PROC FARASSUME SS:STACK,CS:CODE,DS:DATA;----系统初始化--------PUSH DSMOV AX,0PUSH AXMOV ES,AXMOV AX,DATAMOV DS,AX;----中断向量----------MOV AX,OFFSET TIMER ;装入中断向量表MOV ES:20H,AXMOV AX,SEG TIMERMOV ES:22H,AX;----8253 定时器 0 初始化---MOV AL,36HOUT ADD_8253_T0,AL ;16 位，方式 3MOV AL,COUNT_L ;装入初值OUT MOV OUT ADD_8253_T0,AL AL,COUNT_H ADD_8253_T0,AL;----8255 初始化--------MOV AL,80H ;方式0OUT ADD_8255+3,AL;----8259 初始化--------MOV AL,13H ;单片，边沿触发OUT ADD_8259,ALMOV AL,8H ;中断类型码为 08H~0FHOUT ADD_8259+1,ALMOV AL,0DHOUT ADD_8259+1,AL;-----系统运行---------SYS_ON:IN AL,ADD_8259+1 ;开中断IRQ0AND AL,0FEHOUT ADD_8259+1,ALMOV AL,LIGHT_ON ;开13 方向绿灯，24 方向红灯，关黄灯OUT GREEN_ADD,ALNEG ALOUT RED_ADD,ALMOV AL,LIGHT_OFFOUT YELLOW_ADD,ALGRE_30:JMP $ ;等待计时中断DEC GREEN_COUNTER ;等待绿灯亮30 秒JNZ GRE_30MOV BX,OFFSET GREEN_COUNTER ;复位计数器MOV [BX],30MOV AL,LIGHT_OFF ;关绿灯，开黄灯OUT GREEN_ADD,ALMOV AL,LIGHT_ONOUT YELLOW_ADD,ALYEL_5: JMP $ ;等待计时中断MOV AL,LIGHT_ONMOV AH,03H ;取辅助值(用于黄灯状态取反）放在AH 中SUB AH,ALXOR AL,AH ;黄灯状态取反OUT YELLOW_ADD,ALDEC YELLOW_COUNTER ;计时值，每一秒改变一次状态，共5 秒JNZ YEL_5MOV BX,OFFSET YELLOW_COUNTER ;复位计数器MOV [BX],5MOV AL,LIGHT_ON ;点亮红灯OUT RED_ADD ,ALMOV BX,OFFSET LIGHT_ON ;将13 边换位 24 边MOV [BX],AHMOV AL,LIGHT_OFF ;熄灭黄灯OUT YELLOW_ADD,ALMOV AL,LIGHT_ON ;24 边绿灯亮UT GREEN_ADD,ALJMP SYS_ON ;循环RET;----中断函数------------TIMER: DEC SYS_COUNTER ; 是否计数18 次JNZ OVERMOV BX,OFFSET SYS_COUNTER ;复位计数器MOV [BX],18POP AXINC AXINC AXPUSH AXOVER: IRETMAIN ENDPCODE ENDSEND MAIN。
1 设计任务描述1.1设计题目路灯控制设计1.2设计内容1）天黑时路灯电亮，天亮时路灯关闭。
2）用中断模拟天黑。
1.2.1 设计目的通过课程设计使学生更进一步掌握微机原理及应用课程的有关知识，提高应用微机解决问题的能力，加深对微机应用的理解。
通过查阅资料，结合所学知识进行软、硬件的设计，使学生初步掌握应用微机解决问题的步骤及方法。
为以后学生结合专业从事微机应用设计奠定基础1.2.2 设计要求1）通过K O—K7和K++来输入。
2）用LED指示灯显示结果。
3）输出为1灯亮，输入为0灯灭。
2设计思路本次微机原理课程设计我设计的是路灯控制器。
通过中断信号来使路灯点亮，再经延时程序来使灯自动熄灭。
然后重新回到初始状态。
我们用到的芯片是中断控制器8259和可编程并行接口8255这两种芯片再外加一个LED 显示单元及开关单元。
用中断控制器8259的控制字来设置单片、边沿触发、非缓冲、非自动，用ICW4来设置IR7非屏蔽。
设置中断控制器8255的控制字，让它A口输出来显示灯亮，。
由于我们没用到Ｂ口和Ｃ口，所以让Ｂ口输入C口高低四位均输出。
设置完控制字后，再使A口输出全为0（这时路灯初始状态为灭），接着让程序循环进入空操作。
当天黑需要路灯亮时，按下中断（代表天黑），程序从循环执行空操作中中断出来，使A口输出从全为0变成全为1（这时路灯全亮），程序后面连接一个延迟子程序，来控制灯亮的时间。
最后到了程序该结束的时候了，A口输出从全1再次变为全0（这时路灯全灭，代表夜晚已过，天亮了）。
这时程序本该结束了，程序结束后，又返回到中断控制器8259这部分，这样程序又可以通过按中断来控制灯亮，这样就简单又实用。
大体上程序主要分四大部分：输入部分，中断部分，延迟部分和输出部分。
结合所学的知识外加查找相关资料，把这几大部分合理的连接起来，从而实现一个完整、功能强大的程序。
3 主要元器件介绍１3.1 所用芯片8255简介: 3.1.1 外部引线D0~D7为双向数据信号线，用来传送数据和控制字。
一、设计要求(1)南北路口的绿灯、东西路口的红灯同时亮5秒。
(2)南北路口的黄灯闪烁若干次，维持3秒，同时东西路口的红灯。
(3)南北路口的红灯、东西路口的绿灯同时亮5秒。
(4)南北路口的红灯、同时东西路口的黄灯亮烁若干次，维持3秒。
（5）转(1)重复。
（6）紧急情况可以手动控制红绿灯的变换。
一个开关控制南北绿，东西红，另一个按钮南北红，东西绿。
（7）黄灯闪烁时扬声器发声，提醒。
二、设计目的（1）了解红绿灯电路的基本工作原理；（2）了解8086微型计算机的工作过程；（3）学习8086CPU与外围设备的接口技术。
（4）运用微机原理与接口技术、数字电路、汇编语言程序设计等课程学到的知识，掌握微型计算机接口的方法和原理，具备一定的微机应用开发的实践能力，加深对理论课程的理解。
三、设计的具体实现原理框图3.1系统概述本次设计是模拟交通灯实时控制系统，以8086CPU为核心加以并行接口芯片8255、可编程计数器/定时器8253、LED灯、开关等组成的系统。
以LED灯模拟十字路口的红绿灯。
对交通灯控制的实现主要是通过编写汇编语言程序对8255的I/O及8253进行控制，从而实现对灯的亮与灭进行控制。
PC口做输入，读取定时，及应急开关状态。
用8253对扬声器的发声进行控制，利用软件编程给定8253芯片某一频率的方波信号，并且设定8255芯片的门控信号PB0 =1,则可控制扬声器发声。
利用8253的计数器1方式3、计数器0方式0实现对扬声器的控制，以及对于交通灯亮灭时间的精确延时。
3.2 8086CPU介绍8086由执行部件和总线接口部件组成（内部结构图如下图）外部设备8086内部结构图1. 执行部件EU由算术逻辑单元（ALU）、标志寄存器、通用寄存器组和EU控制器等部件组成。
主要功能是执行指令：一般顺序执行，EU不断地从指令队列中取指令连续执行，而省去访问存储器取指令的时间。
需要访问存储器取操作数时，EU将访问地址送给BIU后，将要等待操作数到来后才能继续操作；遇到转移类指令时，要将指令队列中的后续指令作废，等待BIU重新从存储器取出目标地址中的指令代码进入指令队列后，EU才能继续执行指令。
微机原理课程设计：8255模拟交通灯1、目的：学习8255使用方法，学习模拟交通灯控制的方法，学习双色灯的使用。
2、要求：控制4个双色LED灯(可发红,绿,黄光)，模拟十字路口交通灯管理。
3、电路及连线PC0-PC3连DG1-DG4，PC4-PC7连DR1-DR4。
8255片选CS8255连138译码处210H。
4、说明（1）因为本实验是模拟交通灯控制实验，所以要先了解实际交通灯的变化规律。
假设一个十字路口为东西南北走向。
初始状态0为东西红灯，南北红灯。
然后转状态1南北绿灯通车,东西红灯。
过一段时间转状态2，南北绿灯闪几次转亮黄灯，延时几秒,东西仍然红灯。
再转状态3，东西绿灯通车,南北红灯。
过一段时间转状态4，东西绿灯闪几次转亮黄灯，延时几秒,南北仍然红灯。
最后循环至状态1。
（2）双色LED是由一个红色LED管芯和一个绿色LED管芯封装在一起，公用负端。
当红色正端加高电平，绿色正端加低电平时，红灯亮；红色正端加低电平，绿色正端加高电平时，绿灯亮；两端都加高电平时，黄灯亮。
（3）74LS240为8输入输出的反向驱动器。
5、完成的任务（1）利用计算机和微机原理试验箱，将实验6的程序Tlamp_88.asm在试验箱运行和调试。
全速运行，观察整体效果。
单步运行，观察程序每条语句额执行效果，理解语句含义。
（2）修改实验连线为，PC7-PC4连DG1-DG4，PC3-PC0连DR1-DR4。
8255片选CS8255连138译码处210H孔。
将Tlamp_88.asm另存为jiaotong.asm。
修改jiaotong.asm，实现交通灯原有功能。
（3）修改实验连线为，PB7-PB4连DG1-DG4，PB3-PB0连DR1-DR4。
8255片选CS8255连138译码处210H孔。
将jiaotong.asm另存为jiaotong2.asm。
修改jiaotong2.asm，实现交通灯原有功能。
（4）将jiaotong2.asm另存为jiaotong3.asm。
目录摘要 (1)Abstract (2)1 课程设计任务及要求 (3)1.1 设计任务 (3)1.2 设计要求 (3)2 方案设计 (3)2.1 方案一 (3)2.2 方案二 (6)2.3 方案比较 (12)3 硬件分析 (13)3.1 电路设计图 (13)3.2 各部件分析 (14)4 软件分析 (21)5调试运行 (22)5.1 方案一程序调试运行及仿真 (22)5.2方案二调试运行及仿真 (23)6心得体会 (25)参考文献 (26)附录一方案一源程序 (27)附录二方案二源程序 (30)课程设计任务书学生姓名：专业班级：自动化0902指导教师：徐小强工作单位：自动化题目:步进电机设计初始条件：用汇编语言设计一个步进电机的控制，在Proteus仿真环境下完成，功能上实现步进电机的基本功能。
要求完成的主要任务:（包括课程设计工作量及其技术要求，以及说明书撰写等具体要求）1. 通过键盘控制步进电机的启动和停止，正转和反转；2. 编制完整的程序并调试；3．撰写符合学校要求的课程设计说明书，内容包括：摘要、目录、正文、参考文献、附录（程序清单）。
正文部分包括：设计任务及要求、方案比较及论证、软件设计说明（软件思想，流程，源程序设计及说明等）、程序调试说明和结果分析、课程设计收获及心得体会。
时间安排：1. 1月4日----1月5日查阅资料及方案设计2.1月6日----1月8日编程3.1月9日----1月10日调试程序4.1月11日 ----1月12日撰写课程设计报告5.1月13日上午准备答辩，下午正式答辩指导教师签名：年月日系主任（或责任教师）签名：年月日摘要步进电机是工业生产过程控制及仪表中的主要控制元件之一。
例如，在机械结构中，可以用丝杠把角度变成直线位移，也可以用它带动螺旋电位器，调节电压和电流，从而实现对执行机构的控制。
在数字控制系统中，由于它可以直接接受计算机输出的数字信号，而不需要进行数/模/转换，可以用起来非常方便。
