微机原理与接口技术课程设计报告

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专业资料整理 步进电机转动控制设计报告

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。在非超载的情况下，电机的转速、停止的位置只取决于脉冲信号

的频率和脉冲数，而不受负载变化的影响，即给电机加一个脉冲信号，

电机则转过一个步距角。步进电机控制系统以8088作为控制的核心

元件，利用8255的A口控制步进电机，C口连接K0-K7，以选取不

同档的移动速度,同时获取控制转动方向（即正转和反转）.

本课程设计报告通过步进电机的基本介绍、系统的软硬件设计

（包括最小系统介绍、接口电路设计、延时程序设计、步进电机的驱

动程序设计等几个主要模块）、完整的汇编语言程序等，我们完成了

对步进电机系统的设计，并完成了相应的任务，如正转、反转、正向

加速、反向加速等，使我们进一步掌握了汇编语言，也使我们能很好

的把书本上的知识与实践相结合，大大提高了我们的动手能力

关键字：步进电机；8086CPU；8255可编程I/O接口芯片；汇编语言

目录

摘要,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,1

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1.1步进电机转动控制的设计要求与设计方案

1.2步进电机转动控制的要求与功能....................3

1.3总体设计方案.................................3

一、步进电机转动控制设计的硬件设计

二、2.1步进电机转动控制的硬件框图,,,,,,,,,,,,4

2.2步进电机驱动原理,,,,,,,,,,,,,,,,,4

三、步进电机转动控制软件设计

3.1主程序流程图,,,,,,,,,,,,,,,,,,,6

3.28255初始化,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,7

四、步进电机硬/软件的调试

4.1硬件调试,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,8

4.2软件调试,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,8

4.3调试过程,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,8

五、设计总结,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,9

附录一,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,10

一、步进电机控制的设计要求与设计方案

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1．1步进电机转动控制的要求与功能

使用汇编语言外加K0-K7等一系列的开关实现对步行电机转速与方向的控制（实

现两个以上功能）

1.启动与停止控制：用户拨动某一指定键后可以实现电机的启动与停止的控制

2.方向的控制：用户将某一指定键拨向上可以实现电机的正转，拨向下实现电

机的反转

3.速度的控制：用户将另一指定键拨向上可以实现电机的加速转动，拨向下实

现电机的减速转动

4.综合控制：用户一起拨动上述的按键后可以实现电机的加速正转，减速反转

等操作；

1．2总体设计方案

选用TN88\86实验箱与微机，通过在实验箱构造硬件电路，主要是利用8255A

芯片单元模块、步进电机单元模块。通过微机编程与下载到实验箱上。实现软硬

结合控制步进电机的转动

二、步进电机转动控制设计的硬件设计

2.1步进电机转动控制的硬件框图

1、按图2-1连接线路，用8255输出脉冲序列，开关K0～K6控制步进电机转

速，K7控制步进电机转向。

2、PA0～PA3接电机的驱动端；PC0～PC7接K0～K7。

3、编写程序实现步进电机的顺时针旋转控制。当K0中任一开关为“1”向

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上拨时步进电机启动，全部为“0”时步进电机停止，其中K0为“1”时速度最

慢，K6为“1”时速度最快。K7为“1”（向上拨）时步进电机顺时针转动，为“0”

（向下拨）时逆时针转动。

图2.1

2.2步进电机驱动原理

步进电机驱动原理：如图2-2-1是通过对每相线圈中的电流的顺序切换来使电机

作步进式旋转。线圈的通电顺序决定了步进电机的旋转方向（顺时针或逆时针）。

驱动电路由脉冲信号来控制，所以，调节脉冲信号的频率便可改变步进电机的转

速。

如图2-2-1所示：本实验使用的步进电机用直流＋5V电压，每相电流0.16A

电机线圈由四相组成：

即：φ1（BA）

φ2（BB）

φ3（BC）

φ4（BD

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图2-2-1

驱动方式为二相激磁方式，各线圈通电顺序如下表：

表2-2-2

表2-2-2中首先向1和2线圈输入驱动电流，接着依次向2和3，3和4，4和1

输入驱动电流，最后再返回到1和2，按这种顺序切换可使步进电机实现顺时针

方向旋转。实验中可通过不同的时间延时来得到不同频率的步进电机输入脉冲，

从而得到各种不同的电机转速。

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三、步进电机转动控制软件设计

3．1主程序流程图

开始

8255初始化，A口输入C口输出

返回DOS

33H==>BUF

BUF内容从8255A口输出 置延时时间

Y

键盘有无按键按下

NY

K4=1？

N读开关状态

延时 延时

K0-k6=1？

N

置停止信息 控制信息循环右移一位控制信息循环左移一位

图3.1主程序流程图

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选用8255的A口做输出，C口做输入。BUF输出给电机驱动端，通过检测开

关，赋给不同的延时值和不同的移位命令，改变转速转向。不停的循环输出，使

得电机转动。通过改变CX的赋值来控制电动机的转动速度。CX越小电动机的转

动速度越大。也可以通过改变BL的值来改变单个开关的速度。我们把CX称为总

开关，BL成为分开关。从而达到从K0到K6速度逐渐变快，而K7控制电动机的

反转。当K7闭合时电动机反转。

3.28255初始化

8255的片选信号CS接288H～28FH。PA0～PA3接电机的驱动端；PC0～PC7

接K0～K7。

8255A芯片一般占用四个连续的口地址，按照从高到低分别为：控制口、C

口、B口、A口。

8255共有三种工作方式：方式0：基本输入输出；方式1：中断工作方式；

方式2：双通输入输出，仅有A口。

D7—D0:10001001A口输出，C口输入。

图3.28255引脚分析

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四、步进电机硬/软件的调试

4.1硬件调试

4.1.1断电调试

为了安全，首先进行断电调试，用万用表检测系统是否有短路现象，再检查

严原理是否正确。经检测，原理正确也没有短路现象。

4.1.2通电调试

打开电源，下载程序，看是否正常

4.2软件调试

将写好的源程序在软件上编译连接，直接下载到实验箱，观察现

象。经过多次调试后达到了设计要求

4.3总调试过程

在第一次下载后运行时，电机不转动，查找原因，发现电源接口没有接对，

经修改后运行正确。

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五、设计总结

通过本次课程设计，使自己的动手实践与所学知识结合应用的能力有了很大

的提高，让我认识到实践的重要性，但同时要实际应用过和当中，也发现理论知

识的重要性，没有理论知识的支撑，是不能很好的完成本次课程设的。在设计实

验的过程中，不断的让理论与实践结合，讲课堂上所学的知识转化为在实践中所

需的过程，这个过程对我学习很宝贵。

本次设计步进电机转动控制，通过我掌握了的微机原理与接口技术知识，查

资料、百度、请教同学老师等等。虽然，知识固然重要，但废寝忘食般的研究态

度和乐于助人的品格更需要提倡。通过利用8255A芯片来实现步进电机控制转动

的设计应用，不仅为以后的学习实践打下了基础，并且很好的消化了所学知识的

难点、问题。

在设计过程当中也发现了自己经验的不足。首先是对试验箱的认识和应用，

很多模块的使用存在误解。然后就是在编程序方面的，有好多程序只是一知半懂，

不能熟练地操作，需要提示和看书，需要大量的练习，为以后的学习指明方向。

在完成自己所涉及项目后参与到其他同学的项目里，共同研究学习，互相帮助不

仅帮助了他人，还扩展了自己的实践能力。

感谢老师提供给我们实践课本知识的机会，并且认真地陪同学生一起设计课

程设计，奠基了以后自主研究设计项目的能力

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附录一源程序

P55AEQU60H8255A口输出

P55CEQU62H8255C口输入

P55CTRLEQU63H8255控制口

DATASEGMENT

BUFDB0

DATAENDS

CODESEGMENT

ASSUMECS:CODE,DS:DATA

START:MOVDX,P55CTRL

MOVAL,89H

OUTDX,AL;8255C输入，A输出

MOVBUF,33H

OUT1:MOVAL,BUF

MOVDX,P55A

OUTDX,ALIN1

MOVDX,P55C

INAL,DX;读开关状态

TESTAL,01H

JNZK0

TESTAL,02H

JNZK1

TESTAL,04H

JNZK2

TESTAL,08H

JNZK3

TESTAL,10HJNZK4

TESTAL,20HJNZK5

TESTAL,40HJNZK6

10