直流电机控制报告.docx
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直流电机控制报告
一、设计题目
硬件35——直流电动机控制设计
要求：
1）可控制启动、停止；2）根据给定转速和检测的转速，采用PWM脉宽调制控制转速，产生不同的占空比的脉冲控制电机转速；3）实现由慢到快，再由快到慢的变速控制；4）数码管显示运行状态。
扩展功能：
实现定时启动，定时停止
2、开发目的
通过本项课程设计，对计算机硬件课程中涉及的芯片结构、控制原理、硬件编程等方面有一定的感性认识和实践操作能力，更好的理解计算机硬件课程中讲述的基本原理和概念。
通过使用proteus的汇编程序，来实现占空比可调的方波发生器。
学习并掌握了8086/8088汇编语言编程方法，掌握了8255、8253、ADC0808、74LS154译码器、74LS273锁存器等芯片的基本结构和工作原理，掌握了芯片编程控制的方法。
三、小组成员分工及成果
蒲艺文：
编写程序，流程图绘制。
陈兴睿：
构思草图，后期调试。
肖钦翔：
绘制PROTEUS电路图，资料收集。
成果：
绘制完成电路图，灌入程序，调试，完成直流电动机控制设计。
四、设计方案以及论证
原理：
8086与两个74273和一个74154组成地址锁存及译码电路。
8255和8253作为译码选择端IO1和IO2，地址分别为0200h和0400h（由译码电路可得到）
A1,A2是作为8253的三个计数器和控制器的地址（01对应计数器1，11对应控制器）。
A1,A2也作为8255的A,B,C三组端口和其控制器的地址（00对应A，11对应控制器）
一，选择8255（使能端IO1）控制器，写入控制字10011000b
二，通过C口依次输出00000000b，00001000b，00000000b来启动ADC0808。
三，等待ADC0808转换，并通过C口测试EOC端口是否为高电平。
四，eoc为高电平，则通过A口接受转换后的电压数据AL（范围从0-ffh）。
五，选择8253（使能端IO2）控制器，写入控制字01010010b
六，选择8253计数器1，写入初始值为电压数据AL。
七，选择8253控制器，写入控制字00010100b。
八，选择8253计数器0，写入初值255，计数器0即开始工作，到0时输出负脉冲，经过反相器变为正脉冲，作为计数器1的GATE门控信号输入，来控制计数器1重新计数，从而产生相应占空比的方波。
9、检测ADC0808输入端口电压是否改变，不改变原样输出；若改变，通过8255和8253控制改变占空比。
10、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.
六、硬件原理图（包括芯片的选型介绍）
原理图：
芯片的选型介绍：
8086
主要功能：
8086CPU包括两大部分：
EU和BIU
BIU不断地从存储器取指令送入IPQ，EU不断地从IPQ取出指令执行；EU和BIU构成了一个简单的2工位流水线；指令预取队列IPQ是实现流水线操作的关键（类似于工厂流水线的传送带）。
主要引脚：
数据信号线（DB）与地址信号线（AB）：
AD7～AD0：
三态，地址/数据复用线。
ALE有效时为地址的低8位。
地址信号有效时为输出，传送数据信号时为双向。
A19～A16：
三态，输出。
高4位地址信号，与状态信号S6-S3分时复用。
A15～A8：
三态，输出。
输出8位地址信号。
WR：
三态，输出。
写命令信号；
RD：
三态，输出。
读命令信号；
IO/M：
三态，输出。
指出当前访问的是存储器还是I/O接口。
高：
I/O接口，低：
内存
DEN：
三态，输出。
低电平时，表示DB上的数据有效；
RESET：
输入，为高时，CPU执行复位；
ALE：
三态，输出。
高：
AB地址有效；
DT/R：
三态，输出。
数据传送方向，高：
CPU输出，低：
CPU输入
8086
8253A
概貌：
3个16位的定时/计数器（通道）；24引脚双列直插式；最高计数频率2MHz；TTL电平兼容；单电源+5V供电。
主要构成：
计数器（3个）——包括：
16位初值寄存器（只写）、16位计数寄存器（减1计数器）、16位锁存寄存器（只读）（当前计数初值）。
控制寄存器（1个）——存放控制命令字（8位）（只写）。
占用4个地址—3个计数器，1个控制寄存器。
计数通道的主要引线（每通道均相同）：
CLKn时钟脉冲输入，计数器的计时基准。
GATEn门控信号输入，控制计数器的启停。
OUTn计数器输出信号，不同工作方式下产生不同波形。
（n=0～2）
8255
8255A
主要功能：
含3个独立的8位并行输入/输出端口，各端口均具有数据的控制和锁存/缓冲能力。
可通过编程设置各端口的工作方式和数据传送方向（入/出/双向）。
主要引脚：
连接外设端的引脚：
PA0~PA7、PB0~PB7、PC0~PC7（分别对应A、B、C三个8位输入/输出端口）
三个端口可通过编程分别指定为输入或输出口。
其中，C口即可用作独立的输入/输出口，也可用作A、B口的握手联络信号（控制信号输出或状态信号输入）。
8255A
ADC0808
特点：
8通道（8路）输入；8位字长；逐位逼近型；转换时间100μs；内置三态输出缓冲器（可直接接到数据总线上）。
引脚功能：
D7～D0：
输出数据线（三态）
IN0～IN7：
8通道（路）模拟输入
ADDA、ADDB、ADDC：
通道地址（通道选择）
ALE：
通道地址锁存
START：
启动转换
EOC：
转换结束，可用于查询或作为中断申请
OE：
输出允许（打开输出三态门）
CLK：
时钟输入（10KHz～1.2MHz）
VREF（+）、VREF（-）：
基准参考电压
ADC0808/9
74LS154
功能：
4线-16线译码器/解调器，将4个二进制编码输入译成16个彼独立的输出之一；将数据从一个输入线分配到16个输出的任意一个而实现解调功能；输入箝位二极管简化了系统设计；与大部分TTL和DTL电路完全兼容
原理：
这种单片4线—16线译码器非常适合用于高性能存储器的译码器。
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。
引脚功能：
A、B、C、D译码地址输入端（低电平有效）
G1、G2选通端（低电平有效）
0－15输出端（低电平有效）
74LS154
74LS273
74LS273是8位数据/地址锁存器，是一种带清除功能的8D触发器。
引脚：
1脚是复位/MR，低电平有效，当1脚是低电平时，输出脚0Q～7Q全部输出0，即全部复位。
当1脚为高电平，CP脚是锁存控制端，并且是上升沿触发锁存，当CP有一个上升沿，立即锁存锁存输入脚0D～7D上的电平状态，并且立即呈现在输出引脚0Q～7Q上。
0D～7D为数据输入端。
0Q～7Q为数据输出端，正脉冲触发，低电平清除，常用作8位地址锁存器。
74LS273
七、程序流程图（包括各个子系统和子过程的程序流程）
主程序：
是
否
子程序READY：
否
是
子程序INIS_8253：
子程序模块J：
开始
调用子程序QD0808
调用子程序READY
判断电位器电压是否改变？
调用子程序INIS_8253
结束
否
是
八、程序清单，要有适当的注释
DS55=0200H
DS53=0400H
CODESEGMENT
ASSUMECS:
CODE
START:
MOVDX,DS55+6
MOVAL,10011000B;控制字为PA基本输入,PB基本输出,PC上半输入,下半输出
OUTDX,AL
CALLQD0808
CALLREADY
TTT:
CALLINIS_8253
J:
CALLQD0808
CALLREADY
CMPAL,BH
JZJ
JMPTTT
QD0808:
MOVDX,DS55+4;为PC端口地址
MOVAL,0
OUTDX,AL
MOVAL,00001000B;设置PC3ALE
OUTDX,AL
NOP;延时
NOP;延时
NOP;延时
NOP;延时
MOVAL,00000000B;清除PC3START
OUTDX,AL
RET
READY:
MOVDX,DS55+4
WAIT1:
INAL,DX
ANDAL,11110000B
ANDAL,80H;测试PC8EOC
JZWAIT1
MOVDX,DS55
INAL,DX
RET
INIS_8253:
MOVBL,AL
MOVBH,AL
MOVDX,DS53+6
MOVAL,01010010B
OUTDX,AL
MOVDX,DS53+2
MOVAL,BL
OUTDX,AL
MOVDX,DS53+6
MOVAL,00010100B
OUTDX,AL
MOVDX,DS53
MOVAL,0FFH
OUTDX,AL
RET
CODEENDS
ENDSTART
九、程序运行结果分析与预测
开关控制启停。
5V时占空比最大，增大占空比，则电机转速增大；减小占空比，则电机转速减小。
10、结果评述或总结
能力不足，到最后还是没有实现数码管显示运行状态，不知道怎么样才能让转速从数码管上表示出来。
开始也不知道PWM调速是什么，后来查了书上的资料，参考了实验指导书的实验。
通过本课程设计，让我们对微机系统有一个全面的理解，对典型数字接口电路的应用技术有一个较深入的理解和掌握，并对应用系统进行硬件原理和软件编程进行分析、设计和调试，达到基本掌握简单微型计算机应用系统软硬件的设计方法，提高项目开发能力的目的。
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