东北大学接口技术微机原理课程设计大作业(2)

+12V PA0 PA1 8255A PA2 PA3 A B C D 7407

【软件设计】

本设计通过软件编程使8253输出定时信号申请中断，CPU发出命令由8255的下C口输出脉宽信号来控制步进电机的走步。电机的转动和停止则是通过8255的A0端子输出高低电平来继续或暂停8253的计数从而控制中断申请来实现的。8253的定时时间决定了电机转动的快慢。相对简单的硬件电路，使软件设计成为本实验的中心内容。

控制系统分五个功能模块，分别是转速设置、转向设置、固定步数转动、连续转动、退出系统，在前四个功能块中都设置了ESC键来取消或暂停执行当前操作。 （1）转速设置

根据赋给计数器的计数初值，我们可以计算出步进电机各相脉宽信号的频率和电机转速，也可以反过来根据对电机转速要求，计算并

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调整计算初值。

这里采用的是8253的0号计数器和方波产生方式，输入时钟为f=46875hz，设计数初值为n，要求转速为0.25转/秒，对四相步进电机而言即为5步/秒，则有：f / n = 5 n=f/5=46875/5=9375

反过来，当计数器初值确定时，决定了电机的转速，如计数初值为0时，有电机转速为1步每秒（本设计中最慢速度）；当计数初值为125时，电机转速为375步每秒（本设计中最快速度）。具体设置初值及转速见表2。

步速 1 3 5 15 25 75 125 375 转速 0.05 0.15 0.25 0.75 1.25 3.75 6.25 18.75 按键 F1 F2 F3 F4 F5 F6 F7 F8 计数初值 46875 15625 9375 3125 1875 625 375 125 （2）转向设置

在内存单元中设置一方向标志FLAG1，假设FLAG1为0时为顺时针转向，则当设置FLAG1不为0时即可使电机转逆时针转动。判断操作在中断子程序中进行。 （3）连续转动设置

在此功能模块中，通过让8255的A0口输出高电平到8253的GATE0使其0号计数器继续工作（平常时A0口为低电平使8253的0号计数器暂停计数），并开放中断进入循环等待中断状态，在等待状态中若有键盘的‘ESC’键按下，则认为暂停要求而关闭中断和暂

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停8253计数回到主菜单。需要继续原转向原速度运行，再选择此功能模块即可。

（4）固定步数转动设置

通过键盘输入0到999的十进制值来设定转动步数。判断已转步数即中断次数是这样实现的，设置一内存单元FLAG0，中断时在中断子程序中求反，而在循环等待中断的程序中判断其有无变化，无变化继续循环，有变化则使计数寄存器CX减1后继续循环，当CX=0时退出等待中断状态，并关中断和暂停8253计数。在这个等待程序中也判断键盘有无ESC键按下，若有则认为暂停要求而退出。 （6）中断子程序

在中断子程序中，将值为11001100B的内存单元循环左移或右移一位，通过8255的下C口输出低四位，控制步进电机的相序变化，从而使电机连续转动。左移或右移将使电机顺时针或逆时针转动，它由标志FLAG1来决定。

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【程序流程图】 （1）主程序框图如图2

图2 主程序框图

（2）中断服务子程序框图如图3

图3 中断服务子程序框图

（3）速度设置自程序和方向设置单元程序的流程比较简单，如图4，5。

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4）固定步数转动单元子程序框图如图6

图6 固定步数转动单元子程序框图

5）连续转动单元子程序框图如图7

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