用于对程序的编译测试等，同时还需要对实验设备进行控制，提供整个程序的
运行平台，并且收集和释放硬件信号，实现程序功能。
（2）微机原理实验箱一台
此设备能提供8255，8279和数码管，键盘，步进电机等必要芯片和模块。并且能与PC机进行通信。通过键盘上不同按键来控制步进电机的转动速率和方向，
并能在LED上同步显示必要信息。
（3）导线若干条 用于电路和芯片之间的连接。
2 总体方案与说明
2.1 设计思想
8255器件：8255用作辅助装置。8255器件的C端口低四位PC0、PC1、PC5、
PC3依次轮番输出脉冲。
8279器件：作为控制部件，通过读取按键值，在六位LED上显示相关信息，同
时步进机按键值相对应的转速转动，正转或者反转。
2.2 实验原理介绍
由于反应式步进电机工作原理比较简单。下面先叙述三相反应式步进电机原理。
1、结构：
电机转子均匀分布着很多小齿，定子齿有三个励磁绕阻，其几何轴线依次分别与转子齿轴线错开。0、1/3て、2/3て,（相邻两转子齿轴线间的距离为齿距以て表示），即A与齿1相对齐，B与齿2向右错开1/3て，C与齿3向右错开2/3て，A’与齿5相对齐，（A’就是
A，齿5就是齿1）
2、旋转：
如A相通电，B，C相不通电时，由于磁场作用，齿1与A对齐，（转子不受任何力以下均同）。如B相通电，A，C相不通电时，齿2应与B对齐，此时转子向右移过1/3て，
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此时齿3与C偏移为1/3て，齿4与A偏移（て-1/3て）=2/3て。如C相通电，A，B相不通电，齿3应与C对齐，此时转子又向右移过1/3て，此时齿4与A偏移为1/3て对齐。如A相通电，B，C相不通电，齿4与A对齐，转子又向右移过1/3て这样经过A、B、C、A分别通电状态，齿4（即齿1前一齿）移到A相，电机转子向右转过一个齿距，如果不断地按A，B，C，A……通电，电机就每步（每脉冲）1/3て,向右旋转。如按A，C，B，
A……通电，电机就反转。
由此可见：电机的位置和速度由导电次数（脉冲数）和频率成一一对应关系。而方向
由导电顺序决定。
不过，出于对力矩、平稳、噪音及减少角度等方面考虑。往往采用A-AB-B-BC－C-CA-A这种导电状态，这样将原来每步1/3て改变为1/6て。甚至于通过二相电流不同的组合，使
其1/3て变为1/12て，1/24て，这就是电机细分驱动的基本理论依据。
不难推出：电机定子上有m相励磁绕阻，其轴线分别与转子齿轴线偏移1/m,2/m……(m-1)/m,1。并且导电按一定的相序电机就能正反转被控制——这是步进电机旋转的物理条件。只要符合这一条件我们理论上可以制造任何相的步进电机，出于成本等多
方面考虑，市场上一般以二、三、四、五相为多。
3 硬件框图与说明
3.1 8279可编程键盘/显示接口芯片介绍
8279是可编程的键盘、显示接口芯片。它既具有按键处理功能，又具有自动显示功能。8279内部有键盘FIFO/传感器、双重功能的64BRAM，键盘控制部分可控制8*8=64个按键或控制8*8阵列方式的传感器。该芯片能自动消除键抖动并具有双键
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锁定保护功能。本次实验我们将利用8279的以上功能设计点阵广告屏。
首先介绍一下8279芯片：
DB0~DB7:8位数据总线与系统数据总线相连，用CPU和8279间的数据/命令传
送。
CS:片选信号CS=0时，8279被选中。
WR:WR=0.控制8279写操作。
A0：数据选择输入线，A=0，CPU读出为数据；A=1,CPU写入数据为命令字，读
出数据为状态字。
BD:消隐输出线，BD=0有效，在切换显示数据或使用消令时，该信号将显示器
熄灭。
CLK:外部时钟信号输入线，8279通过内部定时器将该信号变为内部时钟，内部时钟频率的高低直接决定显示器的扫描时间，通常与编程设置为100Hz,此时，每位显示数码管的选通时间为0.64ms,设定显示字符8位和16位时，显示扫描周期分为
5.1ms和10.2ms.
OUTA0~OUTA3:A组显示数据输出线。 OUTB0~OUTB3:B组显示数据输出线。
两组数据输出线可独立使用，也可合并使用，合并使用时OUTA3为最高位，OUTB0
为最低位。
SL0~SL3：扫描输出线，有2种工作方式，即译码和编码输出，方式选择可通
过编程设定。
RL0~RL7:输入线，它们是键盘矩阵或传感器矩阵的列或行信号输入线。
3.2 8255可编程并行接口芯片介绍
8255作为主机与外设的连接芯片，必须提供与主机相连的3个总线接口，即数据线、地址线、控制线接口。同时必须具有与外设连接的接口A、B、C口。由于8255可编程,所以必须具有逻辑控制部分，因而8255内部结构分为3个部分：与CPU连
接部分、与外设连接部分、控制部分。
RESET:复位输入线，当该输入端处于高电平时，所有内部寄存器（包括控制寄
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存器）均被清除，所有I/O口均被置成输入方式。
CS:芯片选择信号线，当这个输入引脚为低电平时,即/CS=0时,表示芯片被选中，允许8255与CPU进行通讯; /CS=1时,8255无法与CPU做数据传输. RD:读信号线，当这个输入引脚为低电平时,即/RD=0且/CS=0时,允许8255通过数据总线向CPU发送数据或状态信息，即CPU从8255读取信息或数据。 WR:写入信号，当这个输入引脚为低电平时,即/WR=0且/CS=0时,允许CPU将数
据或控制字写入8255。
D0～D7:三态双向数据总线，8255与CPU数据传送的通道，当CPU 执行输入输出指令时，通过它实现8位数据的读/写操作，控制字和状态信息也通过数据总线
传送。
PA0～PA7:端口A输入输出线，一个8位的数据输出锁存器/缓冲器， 一个8
位的数据输入锁存器。
PB0～PB7:端口B输入输出线，一个8位的I/O锁存器， 一个8位的输入输出
缓冲器。
PC0～PC7:端口C输入输出线，一个8位的数据输出锁存器/缓冲器， 一个8
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位的数据输入缓冲器。 端口C可以通过工作方式设定而分成2个4位的端口， 每个4位的端口包含一个4位的锁存器，分别与端口A和端口B配合使用，可作为控制信号输出或状态信号输入
端口。'
5 4 3 2 1 1 + - 2 + - - 3 + - 4 + - - 5 + - 6 + - - 7 + - 8 + - - A0,A1:地址选择线,用来选择8255的PA口,PB口,PC口和控制寄存器.
3.3 步进电机介绍
步进电机是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制元件。在非超载的情况下，电机的转速、停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数，而不受负载变化的影响，即给电机加一个脉冲信号，电机则转过一个步距角。这一线性关系的存在，加上步进电机只有周期性的误差而无累积误差等特点。使得在速度、位置等控制领域用步进电机来控制变的非常的简单。 虽然步进电机已被广泛地应用，但步进电机并不能象普通的直流电机，交流电机在常规下使用。
它必须由双环形脉冲信号、功率驱动电路等组成控制系统方可使用。
本实验采用的步进电机为35BYJ46型四项八拍电机，电压为DC12V，其励磁线圈及其励顺 序如图5.1所示及表5.3所示。实验中，PA端口各线的电平在各步中的情况如表5.4所示
表5.3 步进电机励磁顺序
42135
图5.1 步进电机
表5.4
步序 1 2 3 4 5 PA3 0 0 0 0 0 PA2 0 0 0 1 1 PA1 0 1 1 1 0 PA0 1 1 0 0 0 对应A口输出值 01H 03H 02H 06H 04H
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