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1、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课程设计任务：微型亘流电机调速系统设计一、设计目的通过步进电机控制系统的设计，使同学们进一步掌握：(1) 汇编语言程序的设计和调试；(2) 直流电机的基本工作原理和控制驱动方法；(3) D/A接口芯片 DAC0832的应用；(4) 微机基本应用系统的设计方法；二、设计内容利用实验装置，设计一个直流电机控制系统的原理线路，编制应用程序，实现直流电机的转速控制。操作和功能要求如下：(1) 开始运行，直流电机停止；(2) 按下“加速”键，直流电机升速；按下“减速”键，直流电机减速；(3) 可以改变直流电机的转向。三、设计要求(1) 设计原
2、埋线路；(2) 编制应用程序；(3) 联合调试，实现上述功能；(4) 编写设计说明书(含原理图，程序及说明，实验方法，过程及结果 )。评分：基础知识掌握情况(占10%)课设完成情况(占30%)课设创新(占10%)答辩(占10 %)设计报告(占20%)考勤(占10 %)总评成绩：指导教师：二、 方案设计及其说明 2三、 原理线路设计 31 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 41 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 51 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此设计要求利用实验
3、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)
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对应的输由电流为 0,从而电机停止运行。(5)改变转向功能：原理上，调节DAC0832：基准电压，使得莫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：CPU808阴行通信接口芯片 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
5、片8279。(1) 电机转速的控制： 电机转速大小的控制可以通过改变加于电机两端的电压来实现，选用DAC083型片实现数字量到模拟量的转化，设置电机转速给 定值，不同的数字量对应输由 不同的电流，再通过一个高输入阻抗的线性运算放大器LM324得到相应的模拟电压信号，从而控制电机转速。(2) 按键状态的检测及显示：设 K1、K2、K3为一、二、三档，K4为停止键，K5 K6为加速和减速键。选用 8255芯片PA 口读取按键状态从而控制电机在不同档运行以及电机加速或减速，并且可以通过8255的PB口输由控制相应按键指示灯的亮灭以及利用8279芯片得到数码管相应的显示，如：在一档，其灯亮，且显示“1
6、”。(3) 转速的测量及显示：利用霍尔传感器产生转速脉冲，用8253芯片设计定时/计数电路通过脉冲计数测得转速。可用8253的CTO己脉冲数，CT1定时到利用8259产生中断，显示计数。经分析，实验时电机旋转一圈可产生4个脉冲，则可以定时 0.25S产生中断，利用 8279对计数进行显示， 即为转速。(二)软件设计设计中用到的有8253、8255, 8259的初始化程序，各开关状态检测及电机速度控制子程序，以及调用库函数 DISPLAY际程序，中断服务程序，延时子程序等。三、原理线路设计DAC 0832LM324电机0UT1 CTO霍尔元件3.1原理框图:8279数码管-/80863.2工作原
7、理说明1数模转换模块：利用 DAC083型片，具工作原理如下：DAC08靠采样频率为八位的 D/A转换芯片，集成电路内有两级输入寄存器，使DAC08325片具备双缓冲、单缓冲和直通三种输入方式。具由倒T型R-2R电阻网络、模拟开关、运算放大器和参考电压VREF大部分组成。运算放大器 输生的模拟量与输入的数字量成正比，从而实现DA转换。DAC083编曲的是电流，本设计中需用输由电压控制电机转速，所以还必须经过一个外接的运算放大器转换成电压。DAC0832外部线路如图所示。数据原域Dr-DhEJBWRIDAC0832WR2地址总H 10.10 DAC0832的夕 啷连接2、按键控制模块：利用并行接
8、口通信 8255芯片，具有三个 8位的并行I/O端口为PAPBPC 一个控制端口，运用可编程功能对控制端口写入不同的控制字可定义 PAPB PC的工作方式或者直接对 C 口进行操作。1I L Kl lI JWU片 Fp*.妊才*才出、机才AJit 4*XI札示才真it辄平FH7-PBU 设REJtF.TPAT VM外OJ 1H|谀1佳00f1oI Wu1 1o *tf !1 ft 11l 1值，有6种可选择的工作方式，写入相应控制字，以实现计数、定时、分频等功能8253接线原理如图3.1.CLK。 GTEOCX TOI LK1GATE1on iCl K! I.ATROUTI图3.1在此设计中，
9、选用计数器 0工作在方式二作为计数器，对霍尔元件产生的转速脉冲进行计数；用计数器1工作在方式二作为定时器，定时 0.25S,可循环定时，每次定时到会产生负脉冲，利用其上升沿作为8259的中断信号，在中 断服务中对所方式二为计数分频方式，工作方式如图3.2计数进行显示WR.GATECLK4、显示模块：利用可编程键盘 /显示接口 8279,8279可为64键的接触式按键阵 列提供扫描接口，显示部分能为发光二极管、数码管、液晶显示器等提供扫描显示接口。由于它本身可提供扫描信号，因而可代替微处理器完成键盘和显示器的控制，单个芯片就能完成键盘输入和LED显示控制两种功能在此设计中，通过调用 8279显示
10、函数在晶体管上显示开关状态和电机运行速度3.3操作时序分析1) 开始运行时，电机停止，未按键前，状态灯全灭，状态显示00, 转速显示00。(2) 按下K1键LED1亮，状态显示显示相应速度。(3) 按下K2键LED2亮，状态显示示相应速度。(4) 按下K3键LED3亮，状态显示示相应速度。01，表示为一档，电机以低速运行，晶体02, 表示为二档，电机以中速运行，晶体03, 表示为三档，电机以高速运行，晶体管高两位管高两位显管高两位显(5) 按下K4键LED4亮，状态显示00。(6) 按下K5键LED5亮，状态显示04, 为停止档，电机停止运行，晶体管高两位显示高速度后以最高速度运行，速度显示增
11、加至显示最高速。AA为连续加速档，电机在原速上逐渐加速度显示增加至显示最高速。(7)按下K6键LED6亮，状态显示DD为连续减速档，电机在原速上逐渐减速，直至最速，直至停止，速度显示逐减至显示003.4 特点说明( 1) 在调速方面既可以直接的选择低、 中、高某一档位让电机运行，要想更精速，可使用连续加减速按键加或减至自己想要的速度让电机以此速度运行。可见，此系统的调速是灵活的。( 2) 本设计有速度显示功能，将此刻的电机转速成为可观量，切实的掌握电机而按主猊要求要求进行调速。转速，从准的调3) 在测速时，采用定时到产生中断进行计数显示的方法，时延比较小，较为精确。四、程序设计4.1程序结构及
12、流程8259初始化DAC0832装初值8253初始化8255初始化读开关状态YNYYYNY=1NLED1 亮?低速档运行LED2 亮?中速档运行LED3 亮高速档运行?LED4 亮-f停止运行LED5 亮?加速LED6 亮*减速中断服务程序流程电机加速程序流程开始中.厚速出栈读计初值CE*输出值加SH*计童转速字显不速度*K5=1 ;中断返回4.2程序算法分析在主程序中有8253、8255、8259的初始化以及开关状态检测程序,关闭合转入相应的档位子程序或连续加减速子程序并进行速度的输由，控制电现测速，加入了中断服务程序,0.25S产生一次中断,采一次值，进入中断服务程序，锁存计数值并计算得所记脉冲数进行显示，即检测到某开机的调速。为实即 0.25S为电机的转速。4.3关键程序段说明1显示
