微机原理课程设计电梯.docx

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微机原理课程设计电梯

微机原理课程设计（电梯）

计算机原理课程设计

实验报告

学院：

专业：

班级：

姓名：

学号：

成绩：

1.实验题目------------------------------------------3

2.题目分析------------------------------------------3

3.原理分析------------------------------------------3

4.实验模块------------------------------------------4

5.电路图设计----------------------------------------5

6.程序框图------------------------------------------5

7.程序清单------------------------------------------7

8.实验现象------------------------------------------13

一、实验题目

垂直电梯运行曲线控制

（一）

模拟题：

在实际中，电梯是我们的交通工具，电梯从静止开始，慢慢加速，当到达某个值时，转入匀速运动，根据电梯运行的速度，电梯快要到达停止层时，开始减速，直到平层停止，打开轿厢门，客人安全走下电梯，无人上下电梯，电梯关门，向另一个目的层运动，火灾时，电梯自动归位到首层。

二、题目分析

从题目要求来看，需要实现的功能有：

1.电机的正转和反转

2.电梯的加速-匀速-减速

3.电梯所在楼层的显示

三、原理分析

本课程设计以步进电机为驱动电机，通过8086处理器、8259A中断控制器、8255可编程接口为核心芯片，并辅以开关、LED，构成一个控制系统，用以模拟电梯正常运行过程。

其中的实验器材原理分别为：

步进电机：

作为被控制的电机，电机每走一步转过7.5度，转一圈需要48步才能转一圈。

电梯的控制方法为：

A-AB-B-BC-C-CD-D-DA-A,一个周期内有八步，按照这个规律不断循环就能实现电机的连续运转。

8086：

作为CPU，控制步进电机、8259A可编程中断控制器、8255可编程接口以及LED，使用汇编语言编程。

8259A：

作为中断控制器，数据总线、地址总线和控制总线与8086相连，使用主片上的MIR5和从片上的SIRO作为触发脉冲PLUS1和PLUS2输入口。

当来一个PLUS1或PLUS2时，传递给CPU一个中断，让CPU处理子程序。

8255：

作为可编程接口，A口的PA0、PA1、PA2和PA3分别与步进电机的BJ-IN1、BJ-IN2、BJ-IN3和BJ-IN4相连，控制步进电机的旋转。

B口为数据输入，PB0-PB7分别与开关K0-K7相连，作为输入目的楼层接口。

C口为LED驱动输出口，分别与八个LED相连，可以显示电梯所在的楼层。

四、实验模块

控制模块

电梯的速度控制：

电机速度的控制是通过步与步之间的延时来控制的，延时越短，速度越快。

通过分析，我以FFFF个主频脉冲为一个延时基本单位T，当电梯加速时，第一个循环的第一步与第二步之间用8T,第二步与第三步之间用7T……第八步与下一个循环之间用T，这样就实现了由慢到快的过渡；当电梯匀速时，所有的延时均用T；当电梯减速时，最后一个循环第一步与第二步之间用2T，第二步与第三步之间用3T……第七步与第八步之间用8T，这样就实现了由快到慢得过渡，这三个过程就实现了电梯运行时加速-匀速-减速基本过程。

楼层间电机行进控制：

我以电梯转一圈作为电梯行进一层楼的标准。

具体思想为，首先电梯所在楼层设为1层，输入人所在楼层后，电梯经过一个加速-匀速-减速过程到达人所在楼层，然后输入目的楼层，电梯又经过一个加速-匀速-减速到达目的楼层，然后把目的楼层赋值给电梯当前所在楼层，一个基本过程就完成了。

基本过程的步数控制：

假设电梯从M层运行到N层（N>M），以电机转一圈为行进一层，那么电机需要运行的圈数为N-M，对应于6（N-M）个循环。

首先，电梯加速需要用一个循环，然后电梯匀速运行需要6（N-M）-2个循环，最后是减速用一个循环。

按照这个规则设计，就能实现转多少圈就代表行进多少层，且速度的变换很平滑。

延时模块

本实验中，延时模块以FFFF个主频周期为基本单位时间T，包含延时分别为T-8T的八个Delay。

当电机执行加速过程时，电机一个循环之间的延时分别为8T-2T，当电机匀速运行时，电机的步与步之间的延时为T，当电机减速时，电机最后一个循环的步与步之间的延时分别为2T-8T，这样通过延时就能控制电机运行的速度。

中断模块

中断模块为8259A，分为使用主片的MIR5和从片的SIRO，当给一个PLUS的时，送给CPU一个中断，让其执行子程序，接受开关的到达楼层数据然后驱动电机行进。

显示模块

显示模块为3个LED，通过CPU控制，使其在到达每一层楼后显示相对应的楼层数。

五、电路图设计

六、程序框图

子程序RISE子程序DOWN

开始

输入8255控制字

开放MIR5和SIR0中断

写中断程序入口

输入目的楼层N

N>M?

给电梯当前楼层赋初值M

调用RISE

调用DOWN

电梯所在楼层赋给M

Y

N

中断程序开始

保护寄存器

调用子程序

中断结束命令

恢复寄存器

开中断

中断返回

开中断

延时程序开始

PUSH:

AX,BX.CX

DH←SPEED

CX←0FFFF

LOOPX2

DH←DH-1

POP:

AX,BX,CX

DH=0?

Y

N

七、程序清单

datasegment

i8255_aequ200h

i8255_bequ201h

i8255_cequ202h

i8255_kequ203h

speeddb2

countdb01h

xdb01h

firedb00h

dataends

codesegment

assumecs:

code,ds:

data

start:

movax,data

movds,ax

moves,ax

movdx,i8255_k

moval,89h

outdx,al

inal,21h

andal,11011011b

out21h,al

inal,0a1h

andal,0feh

out0a1h,al

sti

pushds

movax,0

movds,ax

leaax,cs:

mint_proc

movbx,5

movsi,30H

addsi,bx

addsi,si

addsi,si

movds:

[si],ax

pushcs

popax

movds:

[si+2],ax

leaax,cs:

sint_proc

movbx,0

movsi,70H

addsi,bx

addsi,si

addsi,si

movds:

[si],ax

pushcs

popax

movds:

[si+2],ax

popds

lll:

movdx,i8255_b

moval,x

outdx,al

jmplll

mint_procprocfar

sti

pushax

callmint

moval,20h

out20h,al

popax

iret

mint_procendp

mintproc

movdx,i8255_c

inal,dx

movcount,al

cmpal,x

jarise

jbdown

jmprr

rise:

callspeed1

callspeed2

callspeed3

jmprr

down:

callspeed4

callspeed5

callspeed6

jmprr

rr:

moval,count

movx,al

ret

mintendp

sint_procprocfar

pushax

pushdx

callsint

moval,20h

out0a0h,al

nop

out20h,al

popax

popdx

iret

sint_procendp

sintproc

movdx,i8255_c

inal,dx

andal,0fh

movcount,al

cmpal,x

jarise1

jbdown1

jmprr1

rise1:

callspeed1

callspeed2

callspeed3

jmprr1

down1:

callspeed4

callspeed5

callspeed6

jmprr1

rr1:

ret

sintendp

speed1proc

movdx,i8255_a

moval,01h

outdx,al

calldelay8

movdx,i8255_a

moval,03h

outdx,al

calldelay7

movdx,i8255_a

moval,02h

outdx,al

calldelay6

movdx,i8255_a

moval,06h

outdx,al

calldelay5

movdx,i8255_a

moval,04h

outdx,al

calldelay4

movdx,i8255_a

moval,0ch

outdx,al

calldelay3

movdx,i8255_a

moval,08h

outdx,al

calldelay2

movdx,i8255_a

moval,09h

outdx,al

calldelay1

ret

speed1endp

speed2proc

moval,count

subal,x

movah,al

addal,al

addal,ah

addal,al

subal,02h

xorah,ah

decax

movcx,ax

a2:

pushcx

movdx,i8255_a

moval,01h

outdx,al

calldelay1

movdx,i8255_a

moval,03h

outdx,al

calldelay1

movdx,i8255_a

moval,02h

outdx,al

calldelay1

movdx,i8255_a

moval,06h

outdx,al

calldelay1

movdx,i8255_a

moval,04h

outdx,al

calldelay1

movdx,i8255_a

moval,0ch

outdx,al

calldelay1

movdx,i8255_a

moval,08h

outdx,al

calldelay1

movdx,i8255_a

moval,09h

outdx,al

calldelay1

popcx

loopa2

ret

speed2endp

speed3proc

movdx,i8255_a

moval,01h

outdx,al

calldelay1

movdx,i8255_a

moval,03h

outdx,al

calldelay2

movdx,i8255_a

moval,02h

outdx,al

calldelay3

movdx,i8255_a

moval,06h

outdx,al

calldelay4

movdx,i8255_a

moval,04h

outdx,al

calldelay5

movdx,i8255_a

moval,0ch

outdx,al

calldelay6

movdx,i8255_a

moval,08h

outdx,al

calldelay7

movdx,i8255_a

moval,09h

outdx,al

calldelay8

ret

speed3endp

speed4proc

movdx,i8255_a

moval,09h

outdx,al

calldelay8

movdx,i8255_a

moval,08h

outdx,al

calldelay7

movdx,i8255_a

moval,0ch

outdx,al

calldelay6

movdx,i8255_a

moval,04h

outdx,al

calldelay5

movdx,i8255_a

moval,06h

outdx,al

calldelay4

movdx,i8255_a

moval,02h

outdx,al

calldelay3

movdx,i8255_a

moval,03h

outdx,al

calldelay2

movdx,i8255_a

moval,01h

outdx,al

calldelay1

ret

speed4endp

speed5proc

moval,x

subal,count

movah,al

addal,al

addal,ah

addal,al

subal,02h

xorah,ah

decax

movcx,ax

a1:

pushcx

movdx,i8255_a

moval,09h

outdx,al

calldelay1

movdx,i8255_a

moval,08h

outdx,al

calldelay1

movdx,i8255_a

moval,0ch

outdx,al

calldelay1

movdx,i8255_a

moval,04h

outdx,al

calldelay1

movdx,i8255_a

moval,06h

outdx,al

calldelay1

movdx,i8255_a

moval,02h

outdx,al

calldelay1

movdx,i8255_a

moval,03h

outdx,al

calldelay1

movdx,i8255_a

moval,01h

outdx,al

calldelay1

popcx

loopa1

ret

speed5endp

speed6proc

movdx,i8255_a

moval,09h

outdx,al

calldelay1

movdx,i8255_a

moval,08h

outdx,al

calldelay2

movdx,i8255_a

moval,0ch

outdx,al

calldelay3

movdx,i8255_a

moval,04h

outdx,al

calldelay4

movdx,i8255_a

moval,06h

outdx,al

calldelay5

movdx,i8255_a

moval,02h

outdx,al

calldelay6

movdx,i8255_a

moval,03h

outdx,al

calldelay7

movdx,i8255_a

moval,01h

outdx,al

calldelay8

ret

speed6endp

delay1proc

pushax

pushbx

pushcx

movdh,01h

x1:

movcx,0ffffh

x2:

loopx2

decdh

jnzx1

popdx

popcx

popax

ret

delay1endp

delay2proc

pushax

pushbx

pushcx

movdh,02h

x3:

movcx,0ffffh

x4:

loopx4

decdh

jnzx3

popdx

popcx

popax

ret

delay2endp

delay3proc

pushax

pushbx

pushcx

movdh,03h

x5:

movcx,0ffffh

x6:

loopx6

decdh

jnzx5

popdx

popcx

popax

ret

delay3endp

delay4proc

pushax

pushbx

pushcx

movdh,04h

x7:

movcx,0ffffh

x8:

loopx8

decdh

jnzx7

popdx

popcx

popax

ret

delay4endp

delay5proc

pushax

pushbx

pushcx

movdh,05h

x9:

movcx,0ffffh

x10:

loopx10

decdh

jnzx9

popdx

popcx

popax

ret

delay5endp

delay6proc

pushax

pushbx

pushcx

movdh,06h

x11:

movcx,0ffffh

x12:

loopx12

decdh

jnzx11

popdx

popcx

popax

ret

delay6endp

delay7proc

pushax

pushbx

pushcx

movdh,07h

x13:

movcx,0ffffh

x14:

loopx14

decdh

jnzx13

popdx

popcx

popax

ret

delay7endp

delay8proc

pushax

pushbx

pushcx

movdh,08h

x15:

movcx,0ffffh

x16:

loopx16

decdh

jnzx15

popdx

popcx

popax

ret

delay8endp

codeends

endstart

八、实验现象

电梯的初始位置在第1层，将开关的值设为N（8>N>1），按下PLUS时，电机将正转，以加速-匀速-减速的变化规律旋转N-1圈到达第N层，然后LED显示为N层；将开关设为M（8>N>1）,当MN时，电梯将正转到达M层，然后LED显示为第M层。