步进电动机正反转控制系统设计(2)

的存储空间，每一个存储单元可以存放一个字节（8位）二进制信息。

8086微处理器结构包括总线接口单元(BIU)和执行单元 (EU)还有BIU和EU的管理。总线接口部件由下列各部分组成： ⑴4个段地址寄存器： CS——16位的代码段寄存器； DS——16位的数据段寄存器； ES——16位的扩展段寄存器； SS——16位的堆栈段寄存器； ⑵16位的指令指针寄存器IP； ⑶20位的地址加法器； ⑷6字节的指令队列缓冲器。执行部件由下列几个部分组成： ⑴8个通用寄存器：即AX、BX、CX、DX,BP,SP,SI,DI ； 其中，4个数据寄存器：AX、BX、CX、DX； 2个地址指针寄存器：BP,SP； 2个变址寄存器：SI,DI； ⑵标志寄存器FR； ⑶算术逻辑单元ALU。 8086的引脚：

8086有40个个引脚，采用双列直8086有40插式封装，引脚信号的分布如图3所示。8086引脚信号分为三类，即基本引脚信号、最小工作模式信号和最大工作模式信号。

①基本引脚信号

AD15 AD0：地址/数据分共用引脚。在总线周期T1状态传送地址，T2～T4 状态传送数据。8086与主存连接时低8位数据线接存储器偶地址单元，高8位数据线接奇地址单元，由AD0和BHE组合选择。

A19/S6~A16/S3：地址/状态分时共用引脚。总线周期T1时输出高4位地址A19~A16，T2～T4时作为状态标志。其中S6为0时，表示AD15 ～ AD0作为数据线。

BHE/S7：T1时为高8位数据允许 BHE；其余时间作为状态信号S7，但S7未定义。

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RD：读命令，输出，T2开始低电平有效，启动一次读操作。 CLK：时钟信号，输入，占空比为1:3。

RESET：输入，高电平有效，需保持4个时钟周期。复位后CPU结束当前操作，IP、DS、SS、ES和指令队列清0，CS置为FFFFH。CPU从FFFF0H单元开始执行程序。

READY：准备好，输入，高电平有效，表示主存/外设准备就绪，即可读/写数据。若READY为低电平，需在T3之后插入TW。

②最小工作模式引脚信号

M/IO：存储器／I/O选择，输出，高电平，读/写存储器，低电平，读/写I/O设备。8088与之相反。

WR ：写命令，输出，T2开始低电平有效，启动一次写操作。

3.2 74154和74LS244芯片介绍

74154译码器

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。 74LS244缓冲器

74LS244为3态8位缓冲器，一般用作总线驱动器。74LS244没有锁存的功

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能。地址锁存器就是一个暂存器，它根据控制信号的状态，将总线上地址代码暂存起来。8086/8088数据和地址总线采用分时复用操作方法，即用同一总线既传输数据又传输地址。它主要用于三态输出，作为地址驱动器、时钟驱动器、总线驱动器和定向发送器等。 引脚图：

1A1~1A42A1~2A4 输入端；/1G /2G 三态允许端(低电平有效) 1Y1~1Y42Y1~2Y4 输出端

3.3 ULN2003A的简介

ULN2003A是一个7路反向器电路，它的输出结构是集电极开路的，所以要在输出端接一个上拉电阻，在输入低电平的时候输出才是高电平。在驱动负载的时候，电流是由电源通过负载灌入ULN2003A的。

ULN的引脚图：

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特点：

高电压输出50V ； 输出钳位二极管；

输入兼容各种类型的逻辑电路； 应用继电器驱动器

3.4 步进电机

电动机（Motors）是把电能转换成机械能的一种设备。它是利用通电线圈（也就是定子绕组）产生旋转磁场并作用于转子鼠笼式式闭合铝框形成磁电动力旋转扭矩。电动机按使用电源不同分为直流电动机和交流电动机，电力系统中的电动机大部分是交流电机，可以是同步电机或者是异步电机（电机定子磁场转速与转子旋转转速不保持同步速）。电动机主要由定子与转子组成，通电导线在磁场中受力运动的方向跟电流方向和磁感线（磁场方向）方向有关。电动机工作原理是磁场对电流受力的作用，使电动机转动。

在本设计中，我们使用单双八拍运行方式的步进电机，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。

其工作原理示意图如下：

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。

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3.5微处理器最小控制模块

在本设计中该微处理器最小控制模块电路由8086微处理器、三个74273八D触发器、以及74154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。该模块用74273对A0~A19和BHE对应的21个端口进行数据的锁存。与外部硬件电路的连接的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。

3.6按键输入模块

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