步进电机运动控制系统硬件部分的设计-博泰典藏网
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步进电机运动控制系统硬件部分的设计
导读：步进电机运动控制系统硬件部分的设计，摘要：设计方案采用了AT89C51型单片机内部定时器改变CP脉冲的频率，从而实现对步进电机的转速控制，实现电机调速与正反转的功能，关键词：步进电机，硬件系统，调速系统中图分类号：TP368.1，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，电机的转速、停止的位置，即给电机加一个脉冲信号，电机则转过一个步距角，加上步进电机只有周期性的误差而无累积误《装备制造技术》２０１０年第５期步进电机运动控制系统硬件部分的设计张永华（天津工业大学，天津300160）摘要：设计方案采用了AT89C51型单片机内部定时器改变CP脉冲的频率，从而实现对步进电机的转速控制，实现电机调速与正反转的功能。关键词：步进电机；硬件系统；单片机；调速系统中图分类号：TP368.1；TM383.6文献标识码：A文章编号：X（1-02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。这一线性关系的存在，加上步进电机只有周期性的误差而无累积误差等特点，使得在速度、位置等控制领域用步进电机来控制，变得非常的简单。步进电机的调速，一般是改变输入的脉冲频率来实现的。因为步进电机每给一个脉冲，就转动一个固定的角度。这样就可以通过控制步进电机的一个脉冲到下一个脉冲的时间间隔，来改变脉冲的频率，用延时长短具体控制步进角，来改变转速，从而实现对步进电机的调速。1.2（5）ALE/PROG（30）。地址锁存信号输出端/EPROM编程脉冲输入端；（6）RST/VPD（9）。复位信号输入端/备用电源输入端；（7）EA/VPP（31）。内/外部ROM选择端；（8）P0口（39～32）。双向I/O口。9．P1口（1-8）。准双向通用I/0口；（9）P2口（21～28）。准双向I/0口。主要特性可与MCS-51兼容4k字节可编程闪烁存储器，寿命：1000写/擦循环数据保留时间。全静态工作：0～24Hz三级程序存储器锁定、128×8位内部RAM、32可编程I/O线、两个16位定时器/计数器、5个中断源、可编程串行通道、低功耗的闲置和掉电模式、片内振荡器和时钟电路。（1）振荡器特性。XTAL1和XTAL2分别为反向放大器的输入和输出，该反向放大器可以配置为片内振荡器，石晶振荡和陶瓷振荡均可采用。如采用外部时钟源驱动器件，XTAL2应不接受。有余输入至内部时钟信号，要通过一个二分频触发器，因此对外部时钟信号的脉宽无任何要求，但必须保证脉冲的高低电平要求的宽度。（2）芯片擦除。整个PEROM阵列和三个锁定位的电擦除，可通过正确的控制信号组合，并保持ALE管脚处于低电平10ms来完成。在芯片擦操作中，代码阵列全被写“1”且在任何非空存储字节被重复编程以前，该操作必须被执行。此外，AT89C51设有稳态逻辑，可以在低到零频率的条件下静态逻辑，支持两种软件可选的掉电模式。在闲置模式下，CPU停止工作。但RAM定时器、计数器、串口和中断系统仍在工作。在掉电模式下，保存RAM的内容并且冻结振荡器，禁止所用其他芯片功能，直到下一个硬件复位为止。1单片机的选择本次设计选用89C5l作为步进电机的控制芯片。89C51具有结构简单、并可以在编程器上实现闪烁式的电擦写达数万次以上、使用方便等优点，而且完全兼容MCS5l系列单片机的所有功能。AT89C51是一种带4k字节的闪烁可编程可擦除只读存储器（FPEROM-FAlshProgrAmmABleAndErAsABleReAdOnlyMemory）的低电压、高性能CMOS8位微处理器，俗称单片机。该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中，ATMEL的AT89C51是一种高效微控制器，为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案1.1单片机的引脚功能单片机是一种时序电路，必须有脉冲信号才能工作，在其内部有一个时钟产生电路，有两种振荡方式，一种是内部振荡方式，只要接上两个电容和一个晶振即可；另一种是外部振荡方式，采用外部振荡方式时，需在XTL2上加外部时钟信号。（1）VCC（40）。电源+5V；（2）VSS（20）。接地，也就是GND；（3）XTL1（19）和XTL2（18）。振荡电路；（4）PSEN（29）。片外ROM选通信号，低电平有效；2步进电机的选择因本次设计的要求，步进电机应选用三相三拍的步进电机，反应式步进电动机是利用凸极转子交轴磁阻与直轴磁阻之差所产生的反应转矩而转动的，所以也称为磁阻式步进电收稿日期：作者简介：张永华（1987―），男，宁夏青铜峡人，大学本科学生，研究方向：单片机。EquipmentManufactringTechnologyNo.5，2010动机。现以一个最简单的三相反应式步进电动机为例，说明其工作原理。2.1三相单三拍通电方式当A相控制绕组通电，其余两相均不通电，电机内建立了以定子A相极为轴线的磁场。由于磁通具有力图走磁阻最小路径的特点，使转子齿1、3的轴线与定子A相极轴线对齐；若A控制绕组断电，B相控制绕组通电时，转子在反应转矩的作用下，逆时针方向转过30°，使转子齿2、4的轴线与定子B相极轴线对齐，即转子走了一步；若再断开B相，使C相控制绕组通电，转子又转过30°，使转子齿1、3的轴线与定子C相极轴线对齐。如此按A―B―C―A的顺序轮流通电，转子就会一步一步地按逆时针方向转动，其转速取决于各相控制绕组通电与断电的频率，旋转方向取决于控制绕组轮流通电的顺序，若按A―C―B―A的顺序通电，则电机按顺时针反方向转动。这种通电方式，称为三相单三拍运行。“三相”是指三相步进电动机，“单”是指每次只有一相控制绕组通电，控制绕组每改变一次通电方式，称为一拍，三拍是指经过三次改变通电方式为一个循环，我们称每一拍转子转过的角度为步距角（三相单三拍运行时的步距角为30°）。2.2三相双三拍通电方式控制绕组的通电方式为AB―BC―CA―AB，或AB―CA―BC―AB，每拍同时有两相绕组通电，三拍为一个循环。当AB两相控制绕组同时通电时，转子齿的位置应同时考虑到两对定子极的作用，只有A相极和B相极对转子齿所产生的磁拉力相平衡，才是转子的平衡位置，可见双三拍运行时的步距角，仍是30°，但双三拍运行时，每一拍总有一相绕组持续通电，即起到一定的电磁阻尼作用，所以电机工作比较平稳，而在三相单三拍运行时，由于没有这种阻尼作用，所以转子达到新的平衡位置容易产生振荡，稳定性不如双三拍运行方式。3显示电路与键盘的选择显示电路的用8279芯片来驱动，8279芯片分别接两排显示器，每排为4位显示，分别用来显示步进电机的实际转速与给定转速。键盘的连接一般有两种方式：一种是独立式键盘，一种是行列式键盘。独立式键盘就是各个键相互独立，每个键盘接一根输入线，通过检测输入线的电平状态，来确定哪个键按下。这种键盘的输入线较多，结构复杂，一般适用于按键较少操作速度较高的场合；而行列式键盘是由行和列线交义组成，一般用于按键较多的场合。本次设计一共用9个键，因此采用行列式键盘。4看门狗电路工业环境中的干扰，大多是以窄脉冲的形式出现，而最终造成系统故障的多数现象为“死机”。究其原因，是CPU在执行某条指令时，受干扰的冲击，使它的操作码或地址码发生改变，致使该条指令出错。这时，CPU执行随机拼写的指令，甚至将操作数作为操作码执行，导致程序“跑飞”或进入“死循环”。为使这种“跑飞”或进入“死循环”的程序自动恢复，重新正常工作，就是看门狗。若程序发生“死机”，则看门狗电路产生复位信号，引导单片机程序重新进入正常运行。此外，工业现场由于诸多大型用电设备的投入或撤出电网运行，往往造成系统的电源电压不稳定，当电源电压降低或掉电时，会造成重要的数据丢失，系统不能正常运行。若设法在电源电压降至一定的限值之前，单片机快速地保存重要数据，将会最大限度地减少损失。在掉电方式下，单片机内所有运行状态均被停止，只有片内RAM和SFR中的数据被保存起来。在单片机系统，可借助于一定的外部附加电路监测电源电压，并在电源发生故障时，及时通知单片机（本次设计是通过引发INT0中断来实现的）快速保存重要数据，使电源恢复正常，取消掉电方式，通过复位单片机，使系统重新正常。5结束语方案采用了AT89C51型单片机内部定时器改变CP脉冲的频率，从而实现对步进电机的转速控制，实现电机调速与正反转的功能，大大减少了设计的成本，更加准确高效地实现了对步电机的控制。参考文献：[1]王福瑞，等.单片机微机测控系统设计大全[M].北京：北京航空航天大学出版社，1998.[2]潘新民，等.单片微型计算机实用系统设计[M].北京：人民邮电出版社，1992.[3]常斗南，等.可编程序控制器原理、应用、实验[M].北京：机械工业出版社，1998.[4]于海生，等.微型计算机控制技术[M].北京：清华大学出版社，1999.包含总结汇报、经管营销、高中教育、行业论文、教学研究、出国留学、农林牧渔以及步进电机运动控制系统硬件部分的设计等内容。
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步进电机转速与方向控制系统设计2
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你可能喜欢基于DSP的步进电机控制系统软件设计--《科技视界》2013年27期
基于DSP的步进电机控制系统软件设计
【摘要】：步进电动机是一种易于精确控制的电动机,控制方法多种多样,良好的性能使其受到广泛的应用。本文根据步进电机原理及DSP控制方法,进行了步进电机控制系统的硬件和软件设计。设计了使用以TMS320LF2407为主处理的DSP芯片作为控制核心,结合步进电机驱动器,具有位移控制和速度控制的步进电机控制系统。
【作者单位】：
【关键词】：
【分类号】：TM383.6【正文快照】：
0概述在工业自动化领域中,电动机控制是特别重要的一部分,现代电动机控制技术变得特别重要的原因,也就是因为,电动机控制产品在工业控制领域需要的越来越大,而微处理器在电动机控制领域中用途也是越来越广泛。然而,基于单片机的传统的控制策略不能满足需要的原因,也正是增加的
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&>&&>&微机原理课程设计 步进电机的正反转及调速控制
微机原理课程设计 步进电机的正反转及调速控制_10200字
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<p class="
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课程设计报告
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步进电机正反转及调速
控制系统的设计
课 程 名 称
微机原理及应用
院 部 名 称
机电工程学院
电气工程及其自动化
学 生 姓 名
课程设计地点课程设计学时
指 导 教 师
金陵科技学院教务处制
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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芯片以及74273芯片、74244芯片和步进电机以及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及调速系统。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及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
1.1 课程设计的目的·············································· 4
1.2课程设计的要求············································4 二、总体设计方案及说明
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 步进电机及其驱动电路的设计································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 汇编源程序及说明········································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
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。使学生进一步掌握微型计算机应用系统的硬、软件开发方法，输入/输出(I/O)接口技术，应用程序设计技术，并能结合专业设计简单实用的微型计算机应用系统。针对课堂重点讲授内容使学生加深对微型计算机硬件原理的理解及提高汇编语言程序设计的能力，为以后的毕业设计搭建了微机系统应用平台，提高学生的开发创新能力。
1.2 课程设计的要求
步进电动机正反转控制系统的设计
设计一个步进电动机正反转控制系统,要求：
1）系统功能：点动SW1按键控制步进电动机正转，点动SW2按键控制步进电动机反转，点动SW3按键控制步进电动机停止，在进行相应操作时，对应LED将被点亮。按下SW4按键使步进电机在所设定的一级速度下运转，按下SW5使步进电机在所设定的二级速度下运转，按下SW6使步进电机在设定的三级速度下运转，按下SW7使步进电机在满转速下运转；
2）给出系统设计方案，画出硬件连线图，并说明工作原理； 3）画出程序框图并编写程序； 4）软硬件联调，完成系统工作调试；
在以上工作基础上完成课程设计报告，包括设计任务与要求，总体方案说明，电路原理图与说明，软件流程图和源程序清单，问题分析与解决方案，结论与体会，参考资料等。
二、总体设计方案与说明 2.1 系统总体设计方案
本设计是基于Windows环境下的Proteus7.8软件，在其中进行硬件电路的的设计，汇编语言源程序的编写以及以上两部分工作完成后的软硬件系统的联合调试。
本设计的处理控制系统由Intel 8086微处理器在最小模式下组成的单处理器系统构成，用来进行对外围硬件电路进行信息采集、数据处理和控制。由8086芯片来检测外围电路中正反转按键是否按下，若按下，则相应地改变对步进电机的施加的脉冲顺序，实现正转和反转的控制，没有键按下则电机处于停止状态；同样由8086处理器来检测外围电路中的调速按钮是否按下，若有键按下，则调用相应的时间的延时子程序，以对脉冲频率进行控制以实现对步进电机速度的调节。
显示电路采用LED指示灯来指示电机的运行状态
驱动电路采用ULN2003A芯片，该芯片的电流增益高，带负载能力强。 步进电机采用35BY48S03四相步进电机，电压为DC12V，额定转速为360RPM。
2.2系统工作框图
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图1 系统工作框图
三、系统硬件部分设计 3.1 Intel 8086 微处理器的简介
Intel 8086是Intel公司于1978年推出的16位微处理器。它采用HMOS工艺制造，片内有2.9万个晶体管，单一电源+5V供电，时钟频率4.77-10MHz，片内数据总线、寄存器和外部数据总线都为16位，最大可寻址的物理地址为1M。
要掌握一个CPU的工作性能及使用方法，首先应该了解它的编程结构。在8086
CPU的编程结构上，从功能上，分为两部分，即总线接口部件（BIU）和执行部件（EU）。8086的逻辑地址为20位，物理地址为16位，，对于编程员来说，只需要考虑逻辑地址即可。8086为40只引脚双列直插式封装。
Intel 8086 可以工作在最大和最小两种模式下，最小模式和最大模式的确定是通过一条MN/MN所接的逻辑电平是“1”还是“0”来完成。
在最小方式下，微处理器被用来构成一个小规模的单处理机系统，微处理器本身必须提供全部的的控制信号给外围电路。
在最大方式下，微处理器被用来构成一个较大规模的多机系统。 在最小模式下的信号如下：
（1）AD15~AD0（address data bus）地址/数据复用引脚（双向工作） 分时复用的地址/数据线。
（2）A19/S6~A16/S3（Address/Status）输出，是分时复用的地址/状态线。用作地址线时，A19~A16与A15~A0一起构成访问存储器的20位物理地址。 （3）BHE/ S7 （Bus High Enabale/Status）总线高字节有效信号。三态输出，低电平有效，用来表示当前高8 位数据线上的数据有效。
（4）NMI（Non Maskable Interrupt Request）不可屏蔽中断请求信号。由外部输入，上升沿触发，不受中断允许标志的限制。
（5）INTR（Interrupt Request）可屏蔽中断请求信号。由外部输入，电平触发，高电平有效。
（6）RD（Read）读信号。三态输出，低电平有效，表示当前CPU正在读存储器或IO端口。
(7) CLK（Clock）主时钟引脚（输入）。由8284时钟发生器输入。8286CPU可使用的最高时钟频率随芯片型号不同而异，8086为5MHz，MHz，8086-2 为8MHz。
(8) RESET（reset）复位信号。由外部输入，高电平有效。
(9) READY（ready）准备就绪信号。由外部输入，高电平有效，表示CPU 访问的存储器或IO端口已准备好传送数据。
(10) TEST 测试信号。由外部输入，低电平有效。CPU 执行WAIT 指令时，每隔5 个时钟周期对TEST 进行一次测试，若测试TEST 无效，则CPU 处于踏步等待状态，直到TEST有效，CPU才继续执行下一条指令。
(11) MN/MX 工作模式选择信号。由外部输入，MN/MX 为高电平时，CPU 工作在最小模式；MN/MX为低电平时，CPU工作在最大模式。
(12) GND/VCC电源地和电源。8086CPU只需要单一的+5V电源，由VCC引脚输入。
(13) INTA 中断响应信号。向外部输出，低电平有效。在中断响应周期，该信号表示CPU响应外部发来的INTR信号，用作读中断类型码的选通信号。 (14) ALE 地址锁存允许信号。向外部输出，高电平有效。在最小模式系统中用作地址锁存器的片选信号。
(15) DEN数据允许信号，三态输出，低电平有效。 (16) DT/R 数据发送/接收控制信号 (17) M/IO 存储器/IO 端口访问信号。
(18) WR写信号。三态输出，低电平有效，表示当前CPU正在写存储器或IO端口。
(19) HOLD总线请求信号。由外部输入、高电平有效。表示有其他共享总线的处理器/控制
器向CPU请求使用总线。
(20) HLDA 总线请求响应信号。向外部输出，高电平有效。CPU 一旦测试到有HOLD 请求，就在当前总线周期结束后，使HLDA有效，表示响应这一总线请求，并立即让出总线使用权。在不要求使用总线的情况下，CPU中指令执行部件可继续工作。HOLD变为无效后，CPU也将HLDA置成无效，并收回对总线的使用权，继续操作。
3.2 步进电机的原理
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步进电机件。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，当步进驱动器接收到一个脉冲信号，它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度，称为“步距角”，它的旋转是以固定的角度一步一步运行的。可以通过控制脉冲个数来控制角位移量，从而达到准确定位的目的；同时可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度，从而达到调速的目的。
本设计采用35BY48S03四相八拍型步进电机，电压为DC12V，额定转速为
步进电机的工作原理示意图如下：
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图2 四相步进电机步进示意图
开始时，开关SB接通电源，SA、SC、SD断开，B相磁极和转子0、3号齿对齐，同时，转子的1、4号齿就和C、D相绕组磁极产生错齿，2、5号齿就和D、A相绕组磁极产生错齿。
当开关SC接通电源，SB、SA、SD断开时，由于C相绕组的磁力线和1、4号齿之间磁力线的作用，使转子转动，1、4号齿和C相绕组的磁极对齐。而0、3号齿和A、B相绕组产生错齿，2、5号齿就和A、D相绕组磁极产生错齿。依次类推，A、B、C、D四相绕组轮流供电，则转子会沿着A、B、C、D方向转动。
在本设计中，我们使用四相八拍的运行方式，即控制正转时，电机绕组的通电顺序为：AD-D-DC-C-CB-B-BA-A；反转时，电机绕组的通电顺序为A-AB-B-BC-C-CD-D-DA。
3.3 ULN2003A的简介
ULN2003A是一个7路反向器电路，即当输入端为高电平时ULN2003A输出端为低电平，当输入端为低电平时ULN2003A输出端为高电平。
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图3 ULN2003A
由于集成电路集驱动和保护于一体，作为小功率步进电机的专用驱动芯片，ULN2003A是该高耐压、大电流达林顿陈列，由7个硅NPN达林顿管组成。该电路的特点如下：
ULN2003A的每一对达林顿都串联一个2.7K的基极电阻，在5V的工作电压下，它能与TTL、CMOS电路直接相连，可以直接处理原先需要标准逻辑缓冲器来处理的数据。ULN2003A工作电压高，工作电流大，灌电流可达500mA，并且能够在关态时承受50V的电压，输出还可以在高负载电流并行运行。
ULN2003A在各种控制电路中常常作为驱动继电器的芯片，其芯片内部做成一个消线圈反电动势二极管。ULN2003A的输出端允许通过IC电流200mA，饱和压降Vce约1V左右，耐压BVceo约为36V。输出电流大，故可以用来直接驱动步进电机。
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图4 ULN2003A内部结构
3.4 74154芯片简介
74HC154是一款高速CMOS器件，74HC154引脚兼容低功74154这种单片4 线—16 线译码器非常适合用于 高性能
耗肖特基TTL（LSTTL）系列。
存储器的译码器。当两个选通输入G1 和G2 为低时, 它可将4 个二进制编码的输入译成16 个互相独立的输出之一。实现解调功能的办法是：用4 个输入线写出输出线的地址，使得在一个选通输入为低时数据通过另一个选通输入。当任何一个选通输入是高时，所有输出都为高。
74154 的引脚图如右图所示：
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74154真值表
3.5 74LS273芯片简介
74HC373是8位数据锁存器。主要用于数码管、按键等等的控制
芯片管脚图如下：
图6 74LS273引脚图
U2的功能是实现AD[0..7]的锁存，由于8086 CPU的总线是地址/数据复用总线，因此需要在传送地址信号的时候，将数据信号锁存起来，即将数据信号锁存在74273触发器中，待地址传送完毕后再按需要将数据信号输出。
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3.6 8086最小系统的设计
8086最小系统原理图如下所示：
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图7 8086最小系统图
8086最小系统由Intel 8086微处理器、74273 TTL带公共时钟复位八D触发器、以及74154 TTL 4线—16线译码器等组成。
8086有20位地址线，其中高4位A19-A16与状态线S6-S3分时复用，低16位AD15-AD0与数据线分时复用。在总线周期的T1时将地址送出后，就必须用锁存器将它们锁存起来，以便在T2及以后搞死位地址线改为状态输出，低16位地址线该做数据线使用。另外，表明八位数据线是否起作用的数据总线允许信号是与状态线S7分时复用的，故也需要锁存。21条线需采用3片8位地址锁存器，这里采用74273。与外围硬件电路的连接的I/O部分由4线-16线译码器74154组成，用来分配I/O硬件地址。
3.7 步进电机及其驱动电路的设计
步进电机及其驱动电路图如下图所示：
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步进电机35BY48S03由驱动芯片ULN2003A驱动，步进电机脉冲信号由8086芯片发出，由数据线AD0-AD7经过锁存器74273传送到步进电机的驱动芯片，由驱动芯片带动步进电机运转。还有三只反应电机转动方向的LED由锁存器直接驱动。
3.8 电机状态显示电路的设计
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电机状态显示电路的电路图如下：
电机状态显示电路由三只LED发光二极管串接限流电阻，接在数据锁存器的输出端组成，电机工作时的状态信号由CPU 8086给出，经过数据总线送到数据锁存器输入端，再由锁存器的输出端输出显示在LED发光二极管上。
3.9 输入采样电路的设计
输入采样电路的电路图如下：
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图10 输入采样电路1（正反转）
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图11 输入采样电路2 （调速）
输入采样电路是由按键SW1-SW7经过上拉电阻与74244 TTL 八同相三态缓冲器-线驱动器相连组成，当地址总线的地址信号经地址译码器译码后，输出地址片选信号，选中相应的总线驱动器，将按键数据读出，并将数据经过地址/数据复用总线AD0-AD3送到8086芯片，由处理器进行处理并做出相应的响应。
系统总电路图由上述的808 CPU组成的最小系统和外围的硬件电路如输入采样电路、电机驱动电路、显示电路、步进电机组成。系统运行时，线初始化电机，使其处于停止等待响应状态，由输入采样电路采集正反转和调速按钮开关状态，若有正反转按钮按下，且有调速按钮按下时，8086 CPU 相应地输出正转或反转的脉冲序列，并调用调速按钮对应的延时子程序，使得步进电机以某一设定的速度正转或反转运行起来，并且响应的正、反转指示灯被点亮，按停止按钮，电机停转。
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四、系统软件部分设计 4.1 系统流程图如下：
图13 软件流程图
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4.2 系统软件源程序
4.2.1 电机绕组通电顺序设定：
A相接数据线AD0，B相接数据线AD1，C相接数据线AD2，D相接数据线AD3；首先要定义电机顺序运行时正反转的数据表： 正转：AD-D-DC-C-CB-B-BA-A
根据转动相序可知，若要步进电机正转，则要将正转步数设置为 069H, 068H, 06CH, 064H, 066H, 062H, 063H, 061H 反转：A-AB-B-BC-C-CD-D-DA
根据转动相序可知，若要步进电机反转，则要将反转步数设置为051H, 053H, 052H, 056H, 054H, 05CH, 058H, 059H
4.2.2 延时子程序设计：
延时子程序利用CPU执行指令时所需要耗费的始终周期，来实现延时功能 DELAY1 PROC NEAR
所用周期数
MOV BX,200
4 DEL1:MOV CX,295
4 DEL2:LOOP DEL2
先将BX、CX入栈保护，给CX赋记数初值为295，在LOOP DEL2这条指令中，使得上述标注时钟周期的指令执行了295次，此时BX←BX-1，重新给CX赋记数初值为295，执行了295次后再BX←BX-1，以此类推，直到BX中的数值减至0，将BX、CX弹出栈，返回调用延时子程序处。
延时时间的计算：
8086 CPU时钟频率f=5MHz，时钟周期为0.2us DELAY1=（4+4+17/5+2+16/4）*0.2us*295*25=25ms 以此设计其他延时子程序的延时时间，详见汇编源程序。 4.2.3汇编源程序及说明： .MODEL SMALL .8086
.STACK .CODE .STARTUP MOV DX,0200H
MOV AL,00B3H
；电动机停止，指示灯点亮 OUT DX,AL
AGAIN:MOV DX,0400H
TEST AL,01H
JZ FOREWARD
TEST AL,02H
JZ BACKWARD
JMP AGAIN FOREWARD:MOV SI,0
LOP0:MOV DX,0200H
MOV AL,FFW[SI]
MOV DX,0600H
TEST AL,01H
JZ SPEEDZ1
TEST AL,02H
JZ SPEEDZ2
TEST AL,04H
JZ SPEEDZ3
TEST AL,08H
JZ SPEEDZ4
FORE:MOV DX,0400H
TEST AL,02H
JZ BACKWARD
TEST AL,04H
；读入开关状态
；反转 ；输出口地址
；读入开关状态
；一级调速按钮是否按下
；二级调速按钮是否按下
；三级调速按钮是否按下
；满转速按钮是否按下 ；244地址 ；读开关状态
；反转按钮是否按下
；停止按钮是否按下 17
JMP FOREWARD BACKWARD:MOV SI,0
LOP1:MOV DX,0200H
；输出口地址
MOV AL,REV[SI]
MOV DX,0600H
TEST AL,01H
JZ SPEEDF1
TEST AL,02H
JZ SPEEDF2
TEST AL,04H
JZ SPEEDF3
TEST AL,08H
JZ SPEEDF4
BACK:MOV DX,0400H
TEST AL,01H
JZ FOREWARD
TEST AL,04H
JMP BACKWARD STOP:MOV DX,0200H
MOV AL,00B3H
SPEEDZ1:CALL DELAY1
；一级调速按钮是否按下 ；二级调速按钮是否按下 ；三级调速按钮是否按下 ；全转速按钮是否按下 ；244地址 ；读入开关状态
；正转按钮是否按下
；停止按钮是否按下
；电动机停止，指示灯点亮 ；正转一级转速
；读入开关状态
SPEEDZ2:CALL DELAY2
；正转二级转速
SPEEDZ3:CALL DELAY3
；正转三级转速
SPEEDZ4:CALL DELAY4
；正转满转速
SPEEDF1:CALL DELAY1
SPEEDF2:CALL DELAY2
SPEEDF3:CALL DELAY3
SPEEDF4:CALL DELAY4
DELAY4 PROC NEAR
MOV BX,25 DEL41:MOV CX,295 DEL42:LOOP DEL42
RET DELAY4 ENDP
DELAY3 PROC NEAR
MOV BX,50 DEL31:MOV CX,295 DEL32:LOOP DEL32
；反转一级转速 ；反转二级转速 ；反转三级转速 ；反转满转速 ；满转速延时子程序；三级速延时子程序19
RET DELAY3 ENDP
DELAY2 PROC NEAR
；二级转速延时子程序
MOV BX,100 DEL21:MOV CX,295 DEL22:LOOP DEL22
RET DELAY2 ENDP
DELAY1 PROC NEAR
；满转速延时子程序
MOV BX,200 DEL11:MOV CX,295 DEL12:LOOP DEL12
RET DELAY1 ENDP .DATA
FFW DB 069H,068H,06CH,064H,066H,062H,063H,061H
；正转REV DB 051H,053H,052H,056H,054H,05CH,058H,059H
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