AVR单片机步进电机实验

1、 机电控制工程技术作 业AVR单片机步进电机实验姓名班级目录 TOC o 1-3 h z u 一、实验目的 PAGEREF _Toc388138515 h 1二、实验任务 PAGEREF _Toc388138516 h 1三、实验设备 PAGEREF _Toc388138517 h 1四、实验思路及过程 PAGEREF _Toc388138518 h 14.1实验箱中基本的器件及其控制方式： PAGEREF _Toc388138519 h 14.2程序流程图 PAGEREF _Toc388138520 h 24.3代码编写 PAGEREF _Toc388138521 h 3五、程序调试 PAG

2、EREF _Toc388138522 h 5六、感想 PAGEREF _Toc388138523 h 7七、项目分工 PAGEREF _Toc388138524 h 7八、附录 PAGEREF _Toc388138525 h 7实验目的学习使用单片机编程软件ICCV7 for AVR以及烧写软件progisp了解并使用ATmega8单片机及其外围电路实验任务通过电位计控制电机转速，按键控制转向，并在数码管上稳定的显示当前转速 实验设备机电控制工程实验教学平台实验箱PC一台实验思路及过程实验箱中基本的器件及其控制方式：实验箱中单片机开发板如下图：图表 SEQ 图表 * ARABIC 1 单片机开

3、发板硬件图解硬件介绍该实验中用到了，ATmega8的最小系统（晶振（11.059MHZ），滤波电路，复位电路，ISP下载，电源），以及外围器件（4位数码管及其驱动芯片ZLG7289，4个LED灯，2个中断按钮，1个旋转电位计，以及24BYJ48A 型步进电机和L298芯片）外围器件的工作原理简介4位数码管由ZLG7289芯片驱动，采用的驱动方式为动态显示，ATmega8通过PD57管脚与ZLG7289之间进行数据传送。4个LED灯与PC03管脚相连，当管脚输出低电平时，LED点亮。2个中断开关与PD2、PD3相连，其中断方式可以为电平触发和沿触发旋转电位计输出电压为05V，与ADC7相连，通过

4、ATmega8中ADC模块可以得到10位精度的电压数字量值。24BYJ48A 型步进电机为4相直流步进电机，其工作电压为12V，由L298芯片控制，L298芯片与ATmega8通过PA14相连。该步进电机的通电方式为四相单双八拍。其步距角=5.625/64其转速计算公式为n=605.625/64f360r/min程序流程图图表 SEQ 图表 * ARABIC 2 程序流程图否是初始化IO初始化定时器开中断采集AD计算电机频率f显示f计算定时器初值T1溢出中断T1重装载初值是否正转正转脉冲反转脉冲外部中断0外部中断1改变方向标志改变方向标志开始代码编写利用ICCV7 for AVR软件编写单片机

5、程序新建一个project，在project中新建一个c程序。利用Application Builder按钮辅助建立C程序。CPU设置：选择M8，晶振选11.059MHZ，选择INT0和INT1，选择下降沿中断；端口设置：port B 14，port C03，portD57改为输出（O），值默认为零时间计数器：选择Time1，计数溢出中断，初始计时时间选择50HZADC模块设置：启用ADC模块，ADC模块使能，选用开始转换和连续转换以及ADC 转换结束中断使能，10位精度，右对齐最后在设置中添加主函数即Include”main”()将其他控制代码添入程序，完整程序见附录程序控制的基本思路为，由

6、AD7采集电位计电量并进行模数转换后得到value，该value由对应的函数公式转换为定时计数器初值TCNT1H和TCNT1L，即改变定时长短，然后在定时计数溢出中断程序中，执行电机换相指令，即可以完成由电位器控制电机转速任务；电机正反转控制由外部中断INT0和INT1改变标志变量，进而电机换相方向即可；数码管显示由头文件中对应程序完成。程序调试在基础实验第一次运行时，不管怎么调电位计，电机的运行频率有变化，但是电机怎么都不转。后来查程序发现：当变量count1求得高八位并赋值给TCNT1H后，电机不转，当直接给TCNT1H赋值为0 xFF时，电机转动。在调试扩展实验的时候，发现不管怎么调节电

7、位计，数码管所显示的始终为0000，仔细检查发现了问题所在：计算角度的关系中，由于360/2048这两个数均为整型，相除后得零，应该改为0.087890625*2，。改后，单片机运行出现问题。当旋转电位计到一定值后，按下按键电机方向反向，数码管显示的角度一直减小到负值，同时在正向转动时，电位计旋转到最大值的时候，数码管也不显示360。这种现象有时候出现，有时候则正常，我们反复检查程序也没发现错误。经过思考，我们发现，如果当电机没有转到电位计AD值所对应的角度时，按下反向键就会产生这样的问题。因此在操作过程中，我们要避免电机还没停止的时候按下反向按键。之后程序一切正常。感想程序中容易出现一些不起

8、眼的小错误，比如漏掉分号，或者变量的类型不匹配导致赋值不成功；两个int变量相除时应该先转换为float型或者直接赋值；还有电机运行频率有一定范围，太小电机就不转了。程序最终调试成功，还是有一定成就感的，虽然程序在我们的独立思考和助教的帮助下，并没有那么难，但是毕竟是第一次接触单片机，能够调试成功还是付出了一番努力的。因为单片机对工科生很重要，我想，我在以后的工作和学习中还会再接触到它，我应该再接再励，在以后有机会的时候更加深入研究它，也让自己的能力有进一步的提高项目分工贺英杰：配置，基础实验电位计控制转速，扩展实验电位计控制转角崔家浩：基础实验数码管显示转速，扩展实验数码管显示角度孙汶慧：基

9、础作业四相八拍，扩展作业四相双四拍陈柯宇：LED灯显示速度快慢熊宇飞：基础实验正反转，扩展实验正反转附录基础实验/ICC-AVR application builder : 2014/5/11 23:58:19/ Target : M8/ Crystal: 11.059Mhz#include #include #include g7289.h#include delay.h#define A() (PORTB = 0B00000010) #define B() (PORTB = 0B00001000) #define C() (PORTB = 0B00000100) #define D() (

10、PORTB = 0B00010000) #define AB() (PORTB = 0B00001010) #define BC() (PORTB = 0B00001100) #define CD() (PORTB = 0B00010100) #define DA() (PORTB = 0B00010010)int step=0;int dir_flag=1;int speed=0;int num=0;float sum=0;float f=0;int temp;int value;char count1=0,count2=0;char count=0;void port_init(void)

11、 PORTB = 0 x00; DDRB = 0 x1E; PORTC = 0 x00; /m103 output only DDRC = 0 x0F; PORTD = 0 x00; DDRD = 0 xE0;/TIMER1 initialize - prescale:1024/ WGM: 0) Normal, TOP=0 xFFFF/ desired value: 50Hz/ actual value: 50.232Hz (0.5%)void timer1_init(void) TCCR1B = 0 x00; /stop TCNT1H = 0 xFF; /setup TCNT1L = 0 x

12、29; OCR1AH = 0 x00; OCR1AL = 0 xD7; OCR1BH = 0 x00; OCR1BL = 0 xD7; ICR1H = 0 x00; ICR1L = 0 xD7; TCCR1A = 0 x00; TCCR1B = 0 x05; /start Timer#pragma interrupt_handler timer1_ovf_isr:iv_TIM1_OVFvoid timer1_ovf_isr(void) /TIMER1 has overflowed TCNT1H = 0 xFF; /reload counter high value TCNT1L = count

13、2; /reload counter low value if(dir_flag = 1) /正转 if(step = 0) A(); else if(step = 1) AB(); else if(step = 2) B(); else if(step = 3) BC(); else if(step = 4) C(); else if(step = 5) CD(); else if(step = 6) D(); else if(step = 7) DA(); else if(dir_flag = 0) /反转 if(step = 0) A(); else if(step = 1) DA();

14、 else if(step = 2) D(); else if(step = 3) CD(); else if(step = 4) C(); else if(step = 5) BC(); else if(step = 6) B(); else if(step = 7) AB(); step+; if(step = 8) step = 0;/ADC initialize/ Conversion time: 150uSvoid adc_init(void) ADCSR = 0 x00; /disable adc ADMUX = 0 x07; /select adc input 0 ACSR =

15、0 x80; ADCSR = 0 xEF;#pragma interrupt_handler adc_isr:iv_ADCvoid adc_isr(void) value=ADCL; value|=(int)ADCH 800)/旋转电位计输出大小对应LED灯亮灭个数PORTC=0 xf0;else if(value600)PORTC=0 x01;else if(value400)PORTC=0 x03;else if(value200)PORTC=0 x07;elsePORTC=0 xff;/conversion complete, read value (int) using. / valu

16、e=ADCL; /Read 8 low bits first (important) / value|=(int)ADCH 8; /read 2 high bits and shift into top byte#pragma interrupt_handler int0_isr:iv_INT0void int0_isr(void) dir_flag=0;/external interupt on INT0#pragma interrupt_handler int1_isr:iv_INT1void int1_isr(void) dir_flag=1;/external interupt on

17、INT1/call this routine to initialize all peripheralsvoid init_devices(void) /stop errant interrupts until set up CLI(); /disable all interrupts port_init(); timer1_init(); adc_init(); MCUCR = 0 x0A; GICR = 0 xC0; TIMSK = 0 x04; /timer interrupt sources SEI(); /re-enable interrupts /all peripherals a

18、re now initialized/void main(void) init_devices(); while(1) temp=value; if(num10) sum+=temp; num+; else num=0; sum=sum/10; f=50.0+(450.0/1023.0)*sum; /count=255-10799.8/f; /count1=(int)(65535-10799.8/f)/256; count2=(int)(65535-10799.8/f)%256; sum=0; speed=100*60*f/(2*4*8*64); /速度放大100倍 G7289_SendByt

19、e(0 xa4); Show_num(speed); delay(300); /insert your functional code here.扩展实验（16组）/ICC-AVR application builder : 2014/5/13 9:39:19/ Target : M8/ Crystal: 11.059Mhz#include #include #include g7289.h#include delay.h#define A() (PORTB = 0B00000010) #define B() (PORTB = 0B00001000) #define C() (PORTB =

20、0B00000100) #define D() (PORTB = 0B00010000) #define AB() (PORTB = 0B00001010) #define BC() (PORTB = 0B00001100) #define CD() (PORTB = 0B00010100) #define DA() (PORTB = 0B00010010)int step=0;int n=0;int dir_flag=1;int angle=0;/int num=0;/float sum=0;/float f=0;/int temp;int value;int count1=0;int co

21、unt2=2046;void port_init(void) PORTB = 0 x00; DDRB = 0 x1E; PORTC = 0 x00; /m103 output only DDRC = 0 x0F; PORTD = 0 x00; DDRD = 0 xE0;/TIMER1 initialize - prescale:1024/ WGM: 0) Normal, TOP=0 xFFFF/ desired value: 50Hz/ actual value: 50.232Hz (0.5%)void timer1_init(void) TCCR1B = 0 x00; /stop TCNT1

22、H = 0 xFF; /setup TCNT1L = 0 x29; OCR1AH = 0 x00; OCR1AL = 0 xD7; OCR1BH = 0 x00; OCR1BL = 0 xD7; ICR1H = 0 x00; ICR1L = 0 xD7; TCCR1A = 0 x00; TCCR1B = 0 x05; /start Timer#pragma interrupt_handler timer1_ovf_isr:iv_TIM1_OVFvoid timer1_ovf_isr(void) /TIMER1 has overflowed TCNT1H = 0 xFF; /reload cou

23、nter high value TCNT1L = 0 x35; /reload counter low value if(dir_flag = 1) /正转 if(step = 0) AB(); else if(step = 1) BC(); else if(step = 2) CD(); else if(step = 3) DA(); if (count12*value) PORTB = 0B00000000; else count1+; n+; else if(dir_flag = 0) /反转 if(step = 0) AB(); else if(step = 1) DA(); else

24、 if(step = 2) CD(); else if(step = 3) BC(); if (count22*value) PORTB = 0B00000000; else count2-; n-; step+; if(step = 4) step = 0;/ADC initialize/ Conversion time: 150uSvoid adc_init(void) ADCSR = 0 x00; /disable adc ADMUX = 0 x07; /select adc input 0 ACSR = 0 x80; ADCSR = 0 xEF;#pragma interrupt_ha

25、ndler adc_isr:iv_ADCvoid adc_isr(void) value=ADCL; value|=(int)ADCH 800)PORTC=0 xf0;else if(value600)PORTC=0 x01;else if(value400)PORTC=0 x03;else if(value200)PORTC=0 x07;elsePORTC=0 xff; /conversion complete, read value (int) using. / value=ADCL; /Read 8 low bits first (important) / value|=(int)ADCH 8; /read 2 high bits and shift into top byte#pragma interrupt_handler int0_isr:iv_INT0void int0_isr(void) dir_flag=0; co