微机课程设计-报告

小直流电机调速控制设计

目录.................................................................................................................................................. 1

小直流电机调速控制设计............................................................................................................. 2

一、设计任务和要求.................................................................................................................... 2

二、系统方案................................................................................................................................ 2

1.设计思路............................................................................................................................... 2

2.所用芯片及作用.................................................................................................................... 2

四、设计方法——软件设计......................................................................................................... 5

五、系统调试............................................................................................................................... 6

1.使用的主要仪器和仪表......................................................................................................... 6

2.调试步骤............................................................................................................................... 6

3. 功能调试.............................................................................................................................. 6

3.1硬件调试............................................................................................................................. 6

六、设计结论............................................................................................................................... 7

·参考文献....................................................................................................................................... 7

附件（源程序）............................................................................................................................ 8

小直流电机调速控制设计

一、设计任务和要求

编制程序，改变DAC0832输出经放大后的电压信号来控制电机转速

二、系统方案

1.设计思路

（1）直流电机驱动原理：

数字信号通过0832（D/A转换）（端口号为FF80H)转换成电压信号（模拟信号）控制电机的转速。

（2）电机驱动原理的具体实现

数字信号从00H加到FFH，待数字加到一定程度，电机开始转动。数字信号越大，电压越高，电机转速越快。

在本次课程设计中，根据复杂程序设计思想——模块化程序设计，分析和确定程序总体设计目标：程序设计的思路按以下顺序进行：

1、分析与确定程序总体设计目标

2、将总体目标划分为若干模块

3、定义每个模块的具体任务，明确它与其他模块间的通信方式

4、编写源程序，进行调试

5、模块连接，形成完整的程序

2.所用芯片及作用

数模转换芯片DAC0832

DAC0832是8分辨率的D/A转换集成芯片。与微处理器完全兼容。这个DA芯片以其价格低廉、接口简单、转换控制容易等优点，在单片机应用系统中得到广泛的应用。D/A转换器由8位输入锁存器、8位DAC寄存器、8位D/A转换电路及转换控制电路构成。

DAC0832引脚图及其说明

W1Y(ES9P6)V1[H$(H9I3`1V

DI0~DI7：数字信号输入端。 ILE：输入寄存器允许，高电平有效。 CS：片选信号，低电平有效。 WR1：写信号1，低电平有效。 XFER：传送控制信号，低电平有效。 WR2：写信号2，低电平有效。 IOUT1、IOUT2：DAC电流输出端。5 Rfb：是集成在片内的外接运放的反馈电阻。 Vref ：基准电压（-10~10V）。 Vcc：是源电压（+5~+15V）。 AGND：模拟地 NGND：数字地，可与AGND接在一起使用。DAC0832 输出的是电流，一般要求输出是电压，所以还必须经过一个外接的运算放大器转换成电压

DAC0832逻辑框图

DAC0832转换器的内部框图如图所示，是由一个输入寄存器、DAC寄存器和D\A转换器组成的。DAC0832为电流输出型D/A转换器，实际应用中可以通过外接运算放大器将电流转为电压。DAC0832是典型的带内部双缓数据缓冲器的8位D/A芯片，其逻辑结构如图所示。当ILE=1时，寄存器输出随着输入变化；当ILE=0时，数据锁存在寄存器中，不再随数据线上数据的变化而变化；当ILE端为高电平，CS与WR1同时为低电平时，使得LE1=1；当XFER与WR2同时为低电平时，使得LE2=1，DAC寄存器的输出随着寄存器的输入变化，WR2沿将
输入寄存器的信息锁存在该寄存器中，RFB为外部运算放大器提供的反馈电阻。VREF端由
外电路为芯片提供一个-10~10V的基准电源。IOUT1和IOUT2为电流的输出端，两者之和为
一个常数。

3.系统框图

三、设计方法——硬件设计

硬件结构应结合软件方案一并考虑，做到软件、硬件功能相匹配。在DJ-88K实验箱上，硬件设计如下：

1）8086CPU：Dj88k试验箱的中央处理器，主频为14.7MHZ，并以最小工作方式构成系统。

2)D/A转换接口芯片0832：顾名思义，本芯片主要作用是将数字信号转化为模拟信号。

3)显示：系统配备6位LED显示器，

连线说明：

1、0832的片选信号CS5连到译码输出FF80H。

2、0832输出AOUT连DJ插孔。

3、编译装载程序，再输入1590后，按EXEC键。

4、观察直流电机的转速的变化。

四、设计方法——软件设计

软件在结构上应清晰、简洁、流程合理，方便设计；各功能子程序应实现模块化、子程序化，以便于调试、连接、移植和修改。软件设计参考方案如下：

B$9U196H6[74CR)%BLH(9LN 这里用汇编语言对接口进行编程控制。程序模块主要包括：D/A转换模块，数码管显示模块

源程序清单见附件。

五、系统调试

1.使用的主要仪器和仪表

从系统硬件结构上来看，我们使用到PC机、DJ88K系统、数据线。

2.调试步骤

1) 0832的片选信号CS5连到译码输出FF80H。

2) 0832输出AOUT连DJ插孔。

3) DJ88K系统开机/复位

4) PC机上打开DJ88K系统配套软件

5) 连接PC机与DJ88K系统

6) 编译装载程序

7) 运行程序，观察小直流电机的转动情况

8) 根据电机运行情况情况改写程序直至达到课设要求

3.功能调试

3.1硬件调试

将片选信号cs5连接到0ff80h（作为0832的端口号），0832的输出连接电机。

（1）连接小直流电机控制系统的电路图。

（2）将BJ88K实验箱与计算机保持串口通讯成功。

（3）将汇编程序代码输入计算机进行进行编译装载并检查是否装载成功。

3.2软件调试和出现的故障、原因及排除方法

在硬件调试设计满足预期要求以后，把软件加载到硬件中，并对该系统进行功能测

试。

（1）把驱动电机的程序代码输入计算机，与硬件相结合进行修改调试。发现联机失败。

造成联机失败的主要原因是：串口线未连接（重新连接串口线）；通信数据出错（关闭实验箱电源和 DJ88K 应用程序，然后先打开试验箱电源，再执行 DJ88K 应用程序)；硬件系统处于非接受状态（只有在试验箱上的第一位数码管显示 P: 时方可装载程序，可通过按试验箱上的复位按钮使其恢复到P:状态）

（2）实现驱动功能。当打开实验箱时，电动机只能匀速转动，无论按哪个开关，电机都不受控制。通过请教其他同学，才发现 CPU 中的 IORW 和 DAC0832 中的 IORW 接口未连接，导致数据不能写给 DAC0832 ，所以电机才不受开关的控制

六、设计结论

该小直流电机调速系统设计采用了软硬件结合的方法完成设计的要求。应用了0832芯片，LED显示，CPU和小直流电机调速模块达到软硬件的结合。从而实现了改变电机转速的功能。本课程设计的目的在于加深对微机原理基本知识的理解，掌握汇编语言程序设计的基本方法，掌握运用微机原理开发系统的基本方法。

七．收获与体会

经过这一个学期的课程设计，我们掌握了电机的工作原理和驱动方式，学会了通过编程调整电机转速。在设计的过程中，我们遇到了很多问题，查阅了大量资料，寻求了专业人士的帮助。尽管这只是实验的设计过程，还未动手实践，但是初步培养了我们的科学性，系统性及全面性的设计素质;增强了我们把理论知识和实践相结合的能力，同时提高了我们团结合作的能力

·参考文献

[1] 小直流电动机的工作原理及驱动方法

[2] 电机调速的控制

[3] 0832 百度百科

[4] 《微机原理与接口技术》吉海彦主编，机械工业出版社

附件（源程序）

CODE SEGMENT ;DJ.ASM 0-->5v

ASSUME CS: CODE

DAPORT EQU 0FF80h

PA EQU 0FF20H ;字位口

PB EQU 0FF21H ;字形口

PC EQU 0FF22H ;键入口

ORG 1590H

START: JMP START0

BUF DB ?,?,?,?,?,?

data1:

db 0c0h,0f9h,0a4h,0b0h,99h,92h,82h,0f8h,80h,90h,88h,83h,0c6h,0a1h

db 86h,8eh,0ffh,0ch,89h,0deh,0c7h,8ch,0f3h,0bfh,8FH,0F1H

START0: call buf1 ;显示缓冲区写初值

DACON0: MOV AL,00H ;写数字量初值

DACON1: MOV DX,DAPORT ;0832口地址

OUT DX,AL ;启动DA转换

push ax ;保存

call conv ;拆送显示缓冲区

MOV CX,0010H ;调用显示次数

DISCON: PUSH CX

call disp ;显示子程序

POP CX

LOOP DISCON

pop ax ；还原数字量

INC AL ;加1

CMP AL,00H ;

JNZ DACON1 ;不为零转（从0家岛FFH）

MOV AL,0FFH ;写数字量初值

DACON2: MOV DX,DAPORT

OUT DX,AL ;启动DA转换

push ax

call conv ;拆送显示缓冲区

MOV CX,0010H ;调用显示次数

DISCON2: PUSH CX

call disp ;显示子程序

POP CX

LOOP DISCON2

pop ax

DEC AL

CMP AL,0FFH

JNZ DACON2 ;不为FF转(从FF-0)

JMP DACON0 ;循环

CONV: MOV AH,AL ;拆送显示缓冲区子程序

AND AL,0FH

MOV BX,OFFSET BUF

MOV [BX+5],AL

MOV AL,AH

AND AL,0F0H

MOV CL,04H

SHR AL,CL

MOV [BX+4],AL

RET

DISP: MOV AL,0FFH ;显示子程序 ,5ms

MOV DX,PA

OUT DX,AL

MOV CL,0DFH ;20H

MOV BX,OFFSET BUF

DIS1: MOV AL,[BX]

MOV AH,00H

PUSH BX

MOV BX,OFFSET DATA1

ADD BX,AX

MOV AL,[BX]

POP BX

MOV DX,PB

OUT DX,AL

MOV AL,CL

MOV DX,PA

OUT DX,AL

PUSH CX

DIS2: MOV CX,00A0H

DELAY: LOOP DELAY

POP CX

CMP CL,0FEH ;01H

JZ LX1

INC BX

ROR CL,1 ;SHR CL,1

JMP DIS1

LX1: MOV AL,0FFH

MOV DX,PB

OUT DX,AL

RET

BUF1: MOV BUF,0DH ;写"DJ-00"

MOV BUF+1,19H

MOV BUF+2,17H

MOV BUF+3,17H

MOV BUF+4,00H

MOV BUF+5,00H

RET

DELY: PUSH CX ;延时子程序

DEL2: PUSH CX

DEL3: PUSH CX

LOOP $

POP CX

LOOP DEL3

POP CX

LOOP DEL2

POP CX

LOOP DELY

RET

CODE ENDS

END START

第二篇：中南大学微机课程设计报告

微机课程设计报告

课设题目：交通灯控制系统

班级：自动化0908

姓名：薛映欣

学号：0909093329

指导教师：李志民

目录

一、需求分析

1、系统设计的意义…………………………………3

2、设计内容…………………………………………3

3、设计目的…………………………………………3

4、设计要求…………………………………………3

5、系统功能…………………………………………4

二、总体设计

1、交通灯工作过程…………………………………4

三、设计仿真图、设计流程图

1、系统仿真图………………………………………5

2、流程图……………………………………………6

3、8253、8255A结构及功能………………………8

四、系统程序分析…………………………………10

五、总结与体会……………………………………13

六、参考文献………………………………………13

一、需求分析

1系统设计的意义：

随着社会经济的发展，城市问题越来越引起人们的关注。人、车、路三者关系的协调，已成为交通管理部门需要解决的重要问题之一。城市交通控制系统是用于城市交通数据检测、交通信号灯控制与交通疏通的计算机综合管理系统，它是现代城市交通监控指挥系统中最重要的组成部分。

随着城市机动车量的不断增加，组多大城市如北京、上海、南京等出现了交通超负荷运行的情况，因此，自80年代后期，这些城市纷纷修建城市高速通道，在高速道路建设完成的初期，它们也曾有效地改善了交通状况。然而，随着交通量的快速增长和缺乏对高速道路的系统研究和控制，高速道路没有充分发挥出预期的作用。而城市高速道路在构造上的特点，也决定了城市高速道路的交通状况必然受高速道路与普通道路耦合处交通状况的制约。所以，如何采用合适的控制方法，最大限度利用好耗费巨资修建的城市高速通道，缓解主干道与匝道、城市同周边地区的交通拥堵状况，越来越成为交通运输管理和城市规划部门亟待解决的主要问题。

十字路口车辆穿梭，行人熙攘，车行车道，人行人道，有条不紊。那么靠什么来实现这井然秩序呢？靠的就是交通信号灯的自动指挥系统。交通灯的控制方式很多，本系统采用可编程并行I/O接口芯片8255A为中心器件来设计交通灯控制器，实现本系统的各种功能。同时，本系统实用性强，操作简单。

2、设计内容

采用8255A设计交通灯控制的接口方案，根据设计的方案搭建电路，画出程序流程图，并编写程序进行调试

3、设计目的

综合运用《微机原理与应用》课程知识，利用集成电路设计实现一些中小规模电子电路或者完成一定功能的程序，以复习巩固课堂所学的理论知识，提高程序设计能力及实现系统、绘制系统电路图的能力，为实际应用奠定一定的基础。针对此次课程设计主要是运用本课程的理论知识进行交通灯控制分析及设计，掌握8255A方式0的使用与编程方法，通从而复习巩固了课堂所学的理论知识，提高了对所学知识的综合应用能力。

4、设计要求：

（1）、分别用C语言和汇编语言编程完成硬件接口功能设计；

（2）、硬件电路基于80x86微机接口；

（3）、程序功能要求：小键盘给定、数码管（屏幕）显示；

（4）、同时具备急救车应急响应功能和时间倒计时显示功能。

5、系统功能

根据要求，我所设计的系统主要主要是基于普通的十字路口，交通灯的控制分为东西和南北两组，每组用红、黄、绿进行交通管理，除了基本的功能外，还添加了七段译码器时间显示模块和一种紧急情况处理模块，比方说急救车恰好遇到了红灯，可通过控制，让急救车所在的干道尽快变成绿灯而通车。

二、总体设计

1、交通灯工作过程

考虑普通十字路口，交通灯的控制可分东西向和南北向两组，每组可用红、黄、绿三个灯进行交通管理，所以本方案要点是对12个交通灯进行控制。由于灯光控制只需要开、关两个状态，所以可以采用开关量实施控制。开关量的输出可以采用8255A的端口，由于开关量有6位，所以采用8位端口，又因为灯光控制不需要联络信号，所以按照方式0输出即可。时间显示模块采用七段数字显示器显示，运用共阴极接法，选用8255A的B口输出来控制七段数字显示器，其中低四位来控制个位的显示，高四位来控制十位的显示。我们知道七段数字显示器的段选是七个信号，用B口的高、低四位分别来控制十位、个位显示器显然是不行的，为了解决这个问题，我设计的是让B口输出的是经DAS指令调整过的压缩的BCD数，让译码器的输出来控制十位、个位显示器，同样B口按照方式0输出即可。延时模块采用8253来设计，让计数器0、1级联使用，让计数器0的输出OUT0作为计数器1的时钟输入（CLK1），让计数器1的输出信号接到8255A的C口的0位，让处理器反复的读取PC0的值，当有脉冲进来的时候，也就是设计的时间结束时，才执行下一步，达到延时的目的。为了满足设计，让8255A的C口按照方式0输入即可，让计数器0工作在方式2，让计数器1工作在方式0。当计数器0的CLK采用2Mhz，初值为2000，计数器1初值为500时，计数器1输出一个就是意味着延时0.5秒。计数器的端口地址为40H~43H，8255A的端口地址为60H~64H。

三、设计仿真图、设计流程图

1、系统仿真图

2、流程图

主函数流程图

延时0.5秒子函数流程图时间显示模块函数流程图

3、8253、8255A结构及功能

（1）8255具有两类控制字

A、方式选择控制字

B、 c口复位/置位控制寄存器

（2）8253定时器/计数器的结构及功能

A、 8253计数器的结构

B、8253定时/计数器的功能

可编程定时器芯片可以产生精确的时间间隔，形成各种脉冲序列，灵活性强。

依所需时间间隔，设置计数器的时间常数，在一外部脉冲驱动下进行减1计数，计数值为0时，产生输出信号，供系统使用。

8253的每个通道均可以通过编程选择6种工作方式之一，这6种工作方式是：方式0：计数到零产生中断请求；方式1：硬件可重复触发的单稳态触发器；方式2：分频器；方式3：方波发生器（用得最多的方式）；方式4：软件触发选通；方式5：硬件触发选通；

C、 8253定时/计数器的实现方法

利用CPU执行某一指令需要一定机器周期的原理，在软件编程时循环执行一段指令，从而产生累积的定时。

四、系统程序分析

.MODEL SMALL

.8086

.STACK

.CODE

.STARTUP

START: MOV DX,0206H

MOV AL,89H

OUT DX,AL ;A、B口方式0输出，C口输入

MOV DX,0202H

MOV AL,88H ;让显示器显示00

DAS

OUT DX,AL

MOV DX,0200H

MOV AL,11H ;让两干道均依次亮红黄绿灯0.5秒

OUT DX,AL

CALL DELAY

MOV DX,0200H

MOV AL,22H

OUT DX,AL

CALL DELAY

MOV DX,0200H

MOV AL,44H

OUT DX,AL

CALL DELAY

STEP1: MOV DX,0200H

MOV AL,41H ;设置亮灯情况（14H）

MOV AH,AL ;保存亮灯状态

OUT DX,AL ;东西干道亮红灯、南北干道亮绿灯

MOV AL,30H ;设置亮灯时间为30秒

CALL DISPLAY1 ;调用时间显示模块函数

STEP2: MOV DX,0200H

MOV AL,21H ;设置亮灯情况（22H）

MOV AH,AL ;保存亮灯状态

OUT DX,AL ;东西、南北干道均亮黄灯

MOV AL,5H ;设置亮灯时间为5秒

CALL DISPLAY1 ;调用时间显示模块函数

STEP3: MOV DX,0200H

MOV AL,14H ;设置亮灯情况（41H）

MOV AH,AL ;保存亮灯状态

OUT DX,AL ;东西干道亮绿灯、南北干道亮红灯

MOV AL,30H ;设置亮灯时间为30秒

CALL DISPLAY1 ;调用时间显示模块函数

STEP4: MOV DX,0200H

MOV AL,12H ;设置亮灯情况（22H）

MOV AH,AL ;保存亮灯状态

OUT DX,AL ;东西、南北干道均亮黄灯

MOV AL,5H ;设置亮灯时间为5秒

CALL DISPLAY1 ;调用时间显示模块函数

JMP STEP1

;延时0.5秒子函数

DELAY PROC

PUSH AX ;将当前AX入栈保存

MOV DX,0406H

MOV AL,34H ;设定8253计数器0的工作方式2

OUT DX,AL

MOV DX,0400H

MOV AX,2000 ;给计数器0装入初值（2000）

OUT DX,AL

MOV AL,AH

OUT DX,AL

MOV DX,0406H

MOV AL,70H ;设定8253计数器1的工作方式0

OUT DX,AL

MOV DX,0402H

MOV AX,250 ;给计数器1装入初值（500）

OUT DX,AL

MOV AL,AH

OUT DX,AL

AGAIN1: MOV DX,0204H

IN AL,DX ;检测计数器1的输出信号

AND AL,1

JZ AGAIN1 ;信号没来继续检测，否则结束

POP AX

RET

DELAY ENDP

DISPLAY1 PROC

PUSH AX ;AX入栈保存

AGAIN2: MOV DX,0202H

OUT DX,AL ;显示器显示当前剩余时间

PUSH AX ;AX入栈保存

CMP AL,3 ;剩余时间是否多余3秒

JG D1 ;高于3秒，跳转到D1

;低于3秒，灯开始闪烁

MOV DX,0200H

MOV AL,0 ;低于三秒，灯熄0.5秒

OUT DX,AL

MOV DX,0204H

IN AL,DX ;检测是否有紧急信号

AND AL,2

JNZ EXIT ;有紧急信号则跳出子函数

CALL DELAY ;熄灯延时0.5秒

MOV DX,0204H

IN AL,DX ;检测是否有紧急信号

AND AL,2

JNZ EXIT ;有紧急信号则跳出子函数

MOV AL,AH ;灯亮0.5秒

MOV DX,0200H

OUT DX,AL

JMP D2

D1: MOV DX,0204H

IN AL,DX ;检测是否有紧急信号

AND AL,2

JNZ EXIT ;有紧急信号则跳出子函数

CALL DELAY ;延时0.5秒

MOV DX,0204H

IN AL,DX ;检测是否有紧急信号

AND AL,2

JNZ EXIT ;有紧急信号则跳出子函数

D2: CALL DELAY ;延时0.5秒

MOV DX,0204H

IN AL,DX ;检测是否有紧急信号

AND AL,2

JNZ EXIT ;有紧急信号则跳出子函数

POP AX ;恢复AX

DEC AL ;把剩余时间减1秒

DAS ;调整AL

CMP AL,0 ;剩余时间不小于0就继续显示

JNL AGAIN2 ;否则就结束该子函数

EXIT: POP AX

D3: MOV DX,0200H

MOV AL,11H ;让两干道均依次亮红黄绿灯0.5秒

OUT DX,AL

MOV DX,0202H

MOV AL,0 ;让显示器显示00

DAS

OUT DX,AL

MOV DX,0204H

IN AL,DX ;检测是否有紧急信号

AND AL,2

JNZ D3 ;有紧急信号则跳出子函数

RET

DISPLAY1 ENDP

END

五、总结与体会

这次课程设计的主要任务是根据课堂所学知识，运用8255A进行交通灯控制的设计。按照设计的要求，我查阅了相关的资料，先设计出了单元电路，在此基础上设计出了整个系统的电路图。通过此次课程设计，我对8255A、8253的工作方式有了深刻的理解和认识，由于灯光控制只需要开、关两个状态，所以可以采用开关量实施控制。开关量的输出可以采用8255A的端口，由于开关量有6位，所以采用8位端口，又因为灯光控制不需要联络信号，所以按照方式0输出即可。时间显示模块采用七段数字显示器显示，运用共阴极接法，选用8255A的B口输出来控制七段数字显示器，其中低四位来控制个位的显示，高四位来控制十位的显示。延时模块采用8253来设计，让计数器0、1级联使用，让计数器0的输出OUT0作为计数器1的时钟输入（CLK1），让计数器1的输出信号接到8255A的C口的0位，让处理器反复的读取PC0的值，当有脉冲进来的时候，也就是设计的时间结束时，才执行下一步，达到延时的目的。

这次的课程设计通过对微机原理这门课程有了进一步的认识，加深了理解，巩固了所学的的知识，在设计时，要考虑到8255A、8253不同工作方式的差异，通过查阅很多资料，拓展了知识面，在这一过程中，我也学到了很多东西。在设计时，根据要求选择合适的工作方式显得十分的重要。该次课程设计是利用课堂所学的知识来解决一个实际的问题，生动有趣，提到了我们运用知识的能力。通过课程设计，对于自己使用Proteus的技巧是一个很大的提高，如何让布局合理、如何让电路简单的设计是一种锻炼，同时也是一个娱乐的过程。

总之，课程设计作为一种教学方式，巩固了我们课堂上所学的知识，提高了我们对知识学习的热情，锻炼了我们运用知识解决实际问题的能力，让我们收获了很多。

六、参考文献

[1] 周荷清，吴秀清微型计算机原理与接口技术.中国科技大学出版社，2008

[2] 舒贞权,任伟利·微机计算机原理[M]·西安：西安交通大学出版社，1997

[3] 顾元刚,韩燕汇编语言与微机原理教程[M]·北京：电子工业出版社，2000

[4] 楼顺天,周社佳.微机原理与接口技术[M] ·北京：科学出版社，2006

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