实验一直流步进电机综合控制系统设计

1、 实验报告学生姓名： 学 号： 专业班级： 实验类型： 验证 综合 设计 创新 实验日期： 实验成绩： 实验一： 直流、步进电机综合控制系统设计一、实验目的1、初步熟悉实验GPIO口的初始化设置，并熟悉实验箱各个模块的功能2、掌握步进机的控制原理及利用延时脉冲来改变步进电机速度3、掌握直流电机的控制原理及利用pwm占空比控制来改变速度4、学习IIC总线读取和写数据原理，并掌握对CAT1025 E2PROOM操作方法5、学会控制数码管的显示UART串口函数，并初步掌握中断处理函数的写法二、实验基本原理1、S3C 2410A具有117个通用I/O口，分为AH等8个端口，由于每个I/O口都有第2功能

2、，甚至第3功能，所以需要通过设置GPxCON寄存器来选择GPx口I/O口功能，其中x可以为A、B、C、D、E、F、G表示相应的I/O端口。当I/O口设置为GPIO输出模式（Output模式）时，可以通过写GPxDAT控制相应I/O口输出高电平或低电平，GPxDAT为1的位对应I/O输出高电平，为0的位对应输出低电平。2、工程模板中包含有串口软件包UART.C，用户可以调用相应的接口函数进行串口数据发送和接收，串口的波特率需要在config.h文件中进行设置，本实验使用默认的115200波特率。对串口进行初始化时，首先要设置相应I/O口为TXD0，TRD0功能引脚，然后通过ULCON0来设置通讯

3、波特率。设置UCON0寄存器时，要设置串口工作模式为查询模式，即UCON3:0应为0101b。3、S3C2410A具有实时时钟（RTC）功能，能够提供时、分、秒，年、月、日的计时功能，还具有定时报警功能。RTC单元采用独立的后备电池供电，独立是时钟源（采用32.768KHz晶振），即使系统关闭电源，RTC还可以正常工作。要初始化RTC的时间值，首先要给RTCON寄存器写为0x01，使能RTC接口（即允许写RTC操作），然后对年寄存器BCDYEAR、月寄存器BCDMON、日寄存器BCDDATE、时寄存器BCDHOUR、分寄存器BCDMIN、秒寄存器BCDSEC、星期寄存器BCDDAY进行初始化，

4、时间值为BCD格式。初始化完成，将RTCCON寄存器写为0x00，禁能RTC接口（即禁止写RTC操作），接下来就可以直接读取RTC时间寄存器的值来使用了。4、步进电机是一种将电脉转化为角位移的数据控制电机，即给它一个脉冲信号，它就按设定的方向转动一个固定的角度。用户可以通过设置脉冲的个数来控制角位移量，从而实现准确的定位操作；另外，通过控制脉冲频率来控制电机转动速度和加速度，从而实现调速的目的。当然，对于步进电机各组绕组（即内部线圈）的控制脉冲要有一定的顺序，否则电机无法正常旋转。MagicARM2410试验箱上的步进电机为四项步进电机，电机驱动为18°。S3C2410A的GPIO驱

5、动能力有限，必须通过ULCN2003达林顿集成驱动芯片驱动步进电机，在步进电机和驱动电路之间连接了电阻，防止控制紊乱造成电机的损坏。5、S3C2410A具有一个硬件I/O接口，可以配置为主发送、主接收、从发送和从接收等4种工作模式。I/O接口包含4个寄存器，控制寄存器IICCON用于设置IIC总线时钟和中断（标志）使能，还有一位中断标志位；状态寄存器IICSTAT除了指示当前IIC总线状态外，还有2位IIC操作模式控制位和总线启动/结束控制位；数据寄存器IICDS用来发送数据或接收数据；从机地址寄存器IICADD用来保存S3C2410A作从机时的器件地址。对IIC接口进行初始化时，首先要设置相

6、应的I/O为IICSDA、IICSCL功能引脚，然后通过对IICCON寄存器来设置IIC总线时钟，并使能IIC中断（标志），通过IICSTAT寄存器来设置IIC接口为主发送模式。6、外部中断：设置GPF4引脚为外部中断EINT4功能，下降沿触发方式。初始化S3C2410A中断控制器，设置EINT4为IRQ中断，并使能中断允许。初始化完成后，等待外部中断产生。7、设计过程本实验为多个实验的综合，可先编辑好各个函数后，在主函数中用switch分为8种情况，分别调用实验要求的8种功能函数。实现四个LED灯按照十六进制的规则依次亮灭，主要是在各LED灯按16进制在其相应GPxDAT上写1或0。编写加减

7、乘除函数时因为数据在超级终端上是一位一位发送的，所以要考虑到各种结果的最大可能位数，运算时将接收到的ASC码转化为相应数字进行运算，发送结果时将各位数对应的ASC码，从最高位到最低位逐位发送出来，在超级终端上显示的就是其操作结果。显示当前系统时间值可调用实验教材2.16RTC实验SendRTC工程中的函数实现。步进电机靠延时来控制其转速，本实验用旋转按钮W1来调速，这是通过A/D转换实现的，将W1旋转一周分为10个档，进行A/D转换后为01024中的一个数，再除以10，分为10个档。W1从最左边旋转至中间位置时，电机反转，并且电机转速不断减小。中间位置，电机停止转动。从中间位置旋转至最右边时，

8、电机正转，并且速度不断增大。三、主要仪器设备及耗材1、硬件：PC机一台，MagicARM2410教学实验开发平台一套2、软件：Windows98/XP/2000系统，ADS 1.2集成开发环境四、实验步骤1、安装Wiggler JTAG仿真器并打开；2、运行超级终端，新建一个连接；3、启动ADS 1.2，建立工程，在src组中的main.c中编写主程序代码；4、选用DebugRel生成目标，编译链接工程，选择【Debug】，进行JTAG仿真；5、按照超级终端上的提示信息操作；6、根据实验箱及超级终端上的反馈结果调试程序。五、实验主程序/*Copyright (c)* * * *-File In

9、fo-* File Name: main.c* Last modified Date: 20140415* Last Version: v1.0 * Description: 直流、步进电机综合控制系统设计* *-* Created By: 廖丽* Created date: 2014-04-115* Version: v1.0* Descriptions: 1 LED_DispAllOn 2 LED_DispAllOff 3 LED_OnebyOne 4 LED_DispNume 5 Addsubmuldiv_Test 6 Dateweektime_Display 7 StepMOTO_Te

10、st 8 EXIT_AllTest*-* Modified by:* Modified date:* Version:* Description:*/#include "config.h"#include "main.h"/功能测试选择数组char select_test50 ="nnPlease input 110 to select test:n","1 LED_DispAllOnn","2 LED_DispAllOffn","3 LED_OnebyOnen","

11、;4 LED_DispNumen","5 Addsubmuldiv_Testn","6 Dateweektime_Displayn","7 StepMOTO_Testn","8 EXIT_AllTestn","Please input a num you want to test:"/* Function name: DelayNS* Descriptions: 长软件延时。* 延时时间与系统时钟有关。* Input: dly 延时参数，值越大，延时越久* Output: 无* Cre

12、ated by: 廖丽* Created Date: 20140415*-* Modified by:* Modified Date: *-*/void DelayNS(uint32 dly) uint32 i;for(; dly>0; dly-) for(i=0; i<50000; i+);/ 串口接收字符临时变量void fun_test(void)int i = 0;for(i = 0; i < 14; i+)UART_SendStr(select_testi);int main(void)uint8 g_getch ;int i = 0;UART_Select(0);

13、 /选择UART0UART_Init(); /UART0初始化LED_init(); /LED相关初始化EINT_init(); /外部中断初始化while(1)fun_test();switch(g_getch = UART_GetKey()case '1':UART_SendByte(g_getch);UART_SendStr("n");LED_DispAllOn(); /LED灯全亮DelayNS(10);UART_SendStr("nTest LED_DispAllOn is Over!n"); break;case '2

14、':UART_SendByte(g_getch);UART_SendStr("n");LED_DispAllOff(); /LED灯全灭DelayNS(10);UART_SendStr("nTest LED_DispAllOff is Over!n"); break;case '3':UART_SendByte(g_getch);UART_SendStr("n");for(;) /死循环，当检测到按下Esc键时退出LED_onebyone(); /流水灯if(UART_GetFlag() = 0x1B) /检测

15、是否按下'Esc'键break;LED_DispAllOff(); UART_SendStr("nTest LED_OnebyOne is Over!n");break;case '4':UART_SendByte(g_getch);UART_SendStr("n");for(i = 0; i < 16 ; i+)LED_DispNum(i); /以二进制形式显示十六进制DelayNS(500);if(i = 15)i =0; if(UART_GetFlag() = 0x1B) /检测是否按下'Esc'

16、;键break;LED_DispAllOff();UART_SendStr("nTest LED_DispNum test is Over!n");break;case '5':UART_SendByte(g_getch);UART_SendStr("n"); Addsubmuldiv(); /加减乘除测试模块 UART_SendStr("nTest Addsubmuldiv_Test is Over!n");break;case '6':UART_SendByte(g_getch);UART_Send

17、Str("n"); DateWeekTime_Test();UART_SendStr("nTest DateWeekTime_Test is Over!n"); break;case '7':UART_SendByte(g_getch);UART_SendStr("n");StepMOTO_Test();UART_SendStr("nTest StepMOTO_Test is Over!n");break;case '8': return 0;default: break;retur

18、n 0;六、实验数据及处理结果1、选择Debug进行JTAG仿真后进入选择操作情况界面选择1，可看到实验箱上4个LED灯全亮。2、选择2可看到实验箱上4个LED灯全灭。3、选择3可看到实验箱上4个LED灯依次点亮。4、 选择4可看到4个LED灯按16进制数闪亮，最左边的灯为最低位，最右边的灯为最高位。 Debug仿真的操作界面5、 输入5，可进入到能实现两位数的加减乘除的子程序，分别实现加减乘除。例如选择1 进行两位数加法运算；选择2，进行两位数减法运算选择3进行两位数乘法运算选择4进行除法运算6、 输入6，按提示信息，按任意键输出当前时间。7、 输入7，观察步进电机的转动情况， Z键控制电机正转，F键控制电机反转，终端上显示转速，可通过旋转W1调节电机的正反转方向和转速情况。按ESC退出测试，按下字母O键退出整个步进机测试。按Z键控制正转按F键控制反转旋转W1改变速度六、思考讨论题或体会或对改进实验的建议1、掌握了GPxCON寄存器控制LED灯显示的原理。在相应的GPxDAT位写1时，LED灯亮，写0时LED灯灭。2、掌握了在ARM超级终端上进行数学算法的原理，本实验中实现小数减大数，只要将减法指令改为if(num1>=num2)sprintf(disp_buf, "nsub = %dn", sub); elsesprintf(disp_buf,