直流電機控制實驗

1、實驗一直流、步進電機綜合控制系統(tǒng)設(shè)計一、實驗?zāi)康?. 初步熟悉實驗GPIO 口的初始化設(shè)置，并熟悉實驗箱各個模塊的功能2. 掌握步進機的控制原理及利用延時脈沖來改變步進電機速度3. 掌握直流電機的控制原理及利用 pwm占空比控制來改變速度4. 學習IIC總線讀取和寫數(shù)據(jù)原理，并掌握對 CAT1025 E2PR00M操作方法5. 學會控制數(shù)碼管的顯示 UART串口函數(shù)，并初步掌握中斷處理函數(shù)的 寫法二、實驗要求以MagicARM2410為實驗平臺，設(shè)計一個通過串口通信交互控制 的綜合型控制系統(tǒng)。具體來說，可在啟動時，自動列出一些選項，通過 鍵盤選擇某個選項而實現(xiàn)其功能；考慮到實時性，再按某個控制

2、鍵能立 刻停止當前功能而回到初始的待選狀態(tài)。具體功能要求如下：1. 實現(xiàn)四個LED燈按照十六進制的規(guī)則依次亮滅；2. 在超級終端上輸入兩個兩位數(shù)，實現(xiàn)兩位數(shù)的加減乘除并顯示運算結(jié) 果；3. 顯示當前的年月日、星期、時分秒；4. 實現(xiàn)步進電機的調(diào)速和正反轉(zhuǎn)； 可用旋轉(zhuǎn)按鈕 W1或按鍵控制調(diào)速，在 超級終端和數(shù)碼管上同步顯示其正反轉(zhuǎn)和轉(zhuǎn)速信息；三、實驗基本原理1. S3C 2410A具有117個通用I/O 口，分為A H等8個端口，由于每個I/O 口都有第2功能，甚至第3功能，所以需要通過設(shè)置GPxCON寄存 器來選擇GPx 口 I/O 口功能，其中x可以為A、B、C、D、E、F、G 表示相應(yīng)的I

3、/O端口。當I/O 口設(shè)置為GPIO輸出模式（Output模式）時，可以通過寫GPxDAT 控制相應(yīng)I/O 口輸出高電平或低電平，GPxDAT為1的位對應(yīng)I/O輸出 高電平，為0的位對應(yīng)輸出低電平。2. 工程模板中包含有串口軟件包 UART.C,用戶可以調(diào)用相應(yīng)的接口函數(shù)】 進行串口數(shù)據(jù)發(fā)送和接收，串口的波特率需要在config.h文件中進行設(shè) 置，本實驗使用默認的115200波特率。對串口進行初始化時，首先要設(shè)置相應(yīng) I/O 口為TXD0，TRD0功能引 腳，然后通過ULCON0來設(shè)置通訊波特率。3. S3C2410A具有實時時鐘（RTC）功能，能夠提供時、分、秒，年、月、 日的計時功能，還

4、具有定時報警功能。RTC單元采用獨立的后備電池供 電，獨立是時鐘源（采用32.768KHZ晶振），即使系統(tǒng)關(guān)閉電源，RTC 還可以正常工作。要初始化RTC的時間值，首先要給RTCON寄存器寫為0x01,使能RTC 接口（即允許寫 RTC操作），然后對年寄存器 BCD YEAR、月寄存器BCDMON、日寄存器 BCDDATE、時寄存器 BCDHOUR、分寄存器 BCDMIN、秒寄存器BCDSEC、星期寄存器BCDDAY進行初始化，時 間值為BCD格式。初始化完成，將 RTCCON寄存器寫為0x00,禁能RTC接口（即禁止寫RTC操作），接下來就可以直接讀取 RTC時間寄 存器的值來使用了。4.步

5、進電機是一種將電脈轉(zhuǎn)化為角位移的數(shù)據(jù)控制電機，即給它一個脈沖信號，它就按設(shè)定的方向轉(zhuǎn)動一個固定的角度。 用戶可以通過設(shè)置脈沖 的個數(shù)來控制角位移量，從而實現(xiàn)準確的定位操作；另外，通過控制脈 沖頻率來控制電機轉(zhuǎn)動速度和加速度，從而實現(xiàn)調(diào)速的目的。當然，對 于步進電機各組繞組（即內(nèi)部線圈） 的控制脈沖要有一定的順序，否則 電機無法正常旋轉(zhuǎn)。MagicARM2410試驗箱上的步進電機為四項步進電機，電機驅(qū)動為18°。S3C2410A的GPIO驅(qū)動能力有限，必須通過 ULCN2003達林頓 集成驅(qū)動芯片驅(qū)動步進電機，在步進電機和驅(qū)動電路之間連接了電阻， 防止控制紊亂造成電機的損壞。四、主要儀

6、器設(shè)備及耗材硬件：PC機一臺，MagicARM2410教學實驗開發(fā)平臺 一套軟件：Windows98/XP/2000系統(tǒng)，ADS 1.2集成開發(fā)環(huán)境，超級終端程序，JTAG仿真器五、實驗步驟1. 安裝Wiggler JTAG仿真器并打開；2. 運行超級終端，新建一個連接；3. 啟動ADS 1.2，建立工程，在src組中的main.c中編寫主程序代碼；4. 選用DebugRel生成目標，編譯鏈接工程，選擇【Debug】，進行JTAG 仿真；5. 按照超級終端上的提示信息操作；6. 根據(jù)實驗箱及超級終端上的反饋結(jié)果調(diào)試程序。7. 主要參考程序如下int mai n( void)uint8 g_ge

7、tch ;int i = 0;UART_Select(O); / 選擇 UARTOUART_I nit();/UARTO 初始化LED_i ni t();/LED相關(guān)初始化EINT_i ni t(); /外部中斷初始化while(1)fun_test();switch(g_getch = UART_GetKey()case '1':UART_Se ndByte(g_getch);UART_Se ndStr("n");for(i = 0; i < 16 ; i+)LED_DispNum(i); /以二進制形式顯示十六進制DelayNS(5);if(i =

8、 15)i =0;if(UART_GetFlag() = 0x1B) /檢測是否按下'Esc'鍵break;UART_Se ndStr("nTest LED_DispNum test is Over!n");break;case 2:UART_Se ndByte(g_getch);UART_Se ndStr("n");Addsubmuldiv();/加減乘除測試模塊UART_Se ndStr("nTest Addsubmuldiv_Test is Over!' n");break;case 3:UART_Se

9、ndByte(g_getch);UART_Se ndStr("n");DateWeekTime_Test();UART_Se ndStr("nTest DateWeekTime_Test is Over!n");break;case '4':UART_Se ndByte(g_getch);UART_Se ndStr("n");StepMOTO_Test();UART_Se ndStr("nTest StepMOTO_Test is Over!n");break;default: break;六、實驗

10、數(shù)據(jù)及處理結(jié)果1、選擇Debug進行JTAG仿真后進入選擇操作情況界面選擇1，可看到實驗箱上4個LED燈按16進制數(shù)閃亮，最左邊的燈為最低 位，最右邊的燈為最高位。按esc鍵返回。2、輸入2,可觀察到能實現(xiàn)兩位數(shù)的加減乘除，按esc鍵返回。其超級終端顯示如下圖：3、輸入3,按提示信息，按任意鍵輸出當前時間，超級終端顯示如下圖:匚叵區(qū)文件込 赫但）25 （y） uftiy £）傳堆 W（U）D 涉仍門暫27 一01Monday,5/ 5/2A1402Monday,5/ 5/201&03Monday,5/ 5/2314財Hand日y,5/ 5/291405Nondav,5/ 5/

11、201406Nondai/,5/ 5/201407Nondav,5/ 5/201408Hondas,5/ 5/201409Hondas,5/ 5/201410Nondav、5/ 5/201i11Monday,5/ 5/201412Monday,5/ 5/201413Monday,5/ 5/2014UMonday,5/ 5/201415Hondv,5/ 5/201416Nondav,5/ s/;au17Mkindav,5/ 5/2flU1SHondav,5/ 5/201419Nondav,5/ 5/201420Monday,5/ 5/201421Monday,5/ 5/2914匸we'

12、key exi tsOu rtu oo- Ou Ou Ous-r H- pl 11-11111111己連接 DI 3C目坊檢血L15ZOD 3-H-WWI4、輸入4，觀察步進電機的轉(zhuǎn)動情況，可通過旋轉(zhuǎn) W1調(diào)節(jié)電機的正反轉(zhuǎn)方向和轉(zhuǎn)速情況。按esc鍵返回。超級終端顯示如下圖：StepMoto_£pie!erfi耳159is15?StpM0lo_s.：pedi耳159S t epHoto.speedis116SiepHot.siwod S t epNoto.siieedStepHoto_sp«edrs17SlepHolu sippedis16StepHoto_speedIS13

13、StepHoto_s««eclisUSlepHolo sj&eedIS9rs?QStepMoto_s>eeti72S t epHoto_59«&d丨人103S t epHoto_sp&dISS t epNo t osioeedISU&StepHoti&.sed15；3StepHoto_speed StepMolo_si>eedaSlepMo Id.speeiJis179StgpHolo_peedig181ZhenozhiiflnZhenghiiifliriZhen-gzhuan/hong/hi hinZhengz

14、hudiiiZhengzhutin轉(zhuǎn)速可調(diào)Zhen-gzhntunZhengzhuanZhenazhiiciinZhenaztxianZhengzhuairiZhenozhuaiiZhenigzhiiidH,iZhengzhudnfhengzhutin/hengzhiLidinhengzhuanZhePigzhiitinZheilgzhucunZheiigzhuainPlease input PR' OR BLB to control zhefiohiwn and Fanzhuao Press key mil test ICATS實驗心結(jié)七、由于這是第一次自己設(shè)計程序做實驗，剛開始總不

15、知道如何下手。之 后，我們冷靜分析，先用基礎(chǔ)實驗中的簡單實驗實現(xiàn)了超級終端的正確顯 示。之后，又用基礎(chǔ)實驗中相關(guān)的程序，先實現(xiàn)了16進制的顯示。加減乘除就按照C語言編寫，然后步進機通過延遲控制轉(zhuǎn)速。其實，最難的是把 上面實現(xiàn)的各個功能輸入到超級終端，通過超級終端顯示。我們通過向其 他同學請教，并且自己上網(wǎng)查到了相關(guān)的實現(xiàn)程序，之后經(jīng)過多次修改最 終得出正確顯示。通過這第一個自己設(shè)計的實驗，學到了程序的編寫，跟MagicARM2410實驗箱硬件的實現(xiàn)，受益匪淺，為以后的實驗打下了基礎(chǔ)。八、參考資料S3C241實驗實驗手冊嵌入式系統(tǒng)開發(fā)與實驗教程附錄：#in elude "con fig

16、.h"#in elude "mai n.h"/功能測試選擇數(shù)組char select_test50="nn Please in put 14 to select test:n","1 LED_DispNumen","2 Addsubmuldiv_Testn","3 Dateweektime_Displayn","4 StepMOTO_Test n","Please in put a num you want to test:", ;void De

17、layNS(ui nt32 dly)uint32 i;for(; dly>0; dly-)for(i=0; i<50000; i+);/串口接收字符臨時變量void fun _test(void)int i = 0;for(i = 0; i < 14; i+)UART_Se ndStr(select_testi);int mai n( void)uint8 g_getch ;int i = 0;UART_Select(O);/選擇 UART0UART_Init();/UARTO 初始化LED_init();/LED 相關(guān)初始化EINT_i ni t();/外部中斷初始化whi

18、le(1)fun_test();switch(g_getch = UART_GetKey()case '1':UART_Se ndByte(g_getch);UART_Se ndStr("n");for(i = 0; i < 16 ; i+)LED_DispNum(i);以二進制形式顯示十六進制DelayNS(5);if(i = 15)i =0;if(UART_GetFlag() = Ox1B)檢測是否按下Esc'鍵break;UART_Se ndStr("nTest LED_DispNum test is Over!n");break;case 2:UART_Se ndByte(g_getch);UART_Se ndStr("n");Addsubmuldiv();/加減乘除測試模塊UART_Se ndStr("nTest Addsubmuldiv_Test is Over!n");break;case 3:UART_Se ndByte(g_getc