嵌入式课程设计实验报告

直流电机控制实验报告嵌入式系统及机电接口应用键控直流电动机小组成员：赵保顺081014104程辉081014103黄宇哲081014106梁霄081014102指导老师：郑嫦娥实验日期：2010年11月23日键控直流电机的正反转实验1.1背景介绍一、预备知识1.熟悉凌阳单片机的工作原理：1）I/O口的使用原理和设置；2）定时器或时基的设置、使用；3）中断的设定。2.熟悉键盘扫描原理。3.熟悉汇编语言及C语言。二、直流电机控制原理：对于普通直流电机，其控制方法比较简单，只需给电机的两根控制线加上适当的电压即可使电机转动起来，电压越高则电机转速越高。对于直流电机的速度调节，可以采用改变电压的方法，也可采用PWM调速方法。PWM调速就是使加在直流电机两端的电压为方波形式，加在电机两端的电压就在VLoad和0V之间不停的跳变，对应的电机电压波形如图1所示：图1此时加在电机两端的平均电压Uo=Th/(Th+Tl)*VLoad，可以通过调整PWM的占空比来改变Th和Tl的比值。这样就可以通过PWM调节加在电机两端的平均电压，从而改变电机的转速。三、使用芯片的介绍特点：（1）低静态工作电流；（2）宽电源电压范围：2.5V-12V；（3）每通道具有800mA连续电流输出能力；（4）较低的饱和压降；（5）TTL/CMOS输出电平兼容，可直接连CPU；（6）输出内置钳位二极管，适用于感性负载；（7）控制和驱动集成于单片IC之中；（8）具备管脚高压保护功能；（9）工作温度：0℃-80℃。描述：LG9110是为控制和驱动电机设计的两通道推挽式功率放大专用集成电路器件，将分立电路集成在单片IC之中，使外围器件成本降低，整机可靠性提高。该芯片有两个TTL/CMOS兼容电平的输入，具有良好的抗干扰性；两个输出端能直接驱动电机的正反向运动，它具有较大的电流驱动能力，每通道能通过750～800mA的持续电流，峰值电流能力可达1.5～2.0A；同时它具有较低的输出饱和压降；内置的钳位二极管能释放感性负载的反向冲击电流，使它在驱动继电器、直流电机、步进电机或开关功率管的使用上安全可靠。LG9110被广泛应用于玩具汽车电机驱动、步进电机驱动和开关功率管等电路上。LG9110的外观如图管脚示意图管脚的波形图1.2设计目的本课程设计的基本要求是：1.熟悉凌阳十六位单片机系统板－61板的基本构成和使用方法。2.了解直流电机的原理及控制方法。3.掌握LG9110的I/O、定时器等操作方法。4.掌握单片机的一般编程技巧。5.掌握61板系统调试的一般步骤及方法。1.3设计题目利用61板的三个按键实现直流电机的转动和速度调节控制。具体要求如下：1.开机时电机处于停转状态。2.在电机停转状态下，按KEY1键使电机正向转动，按KEY2键使电机反向转动。3.按KEY3键使电机停止转动。1.4设计说明(1)系统设计根据设计题目的要求分析，系统分成两个部分：1.直流电机驱动和控制；2.按键控制。根据系统的功能现选择61板作为单片机控制处理部分，按键采用61板上自带的三个按键；直流电机驱动则利用LG9110芯片实现.来实现控制电机。IOBIOBSPCE061A精简开发板KEY1KEY2KEY3LG9110直流电动机(2)硬件连接硬件连接如图所示：芯片的2与3号引脚接电源，7与8号口和61板相连接，控制电机转动。8号与5号角接地。1.5软件流程图利用汇编语言程序可很容易的实现，电机的控制，其流程图如下：开始开始获取键值初始化键盘与电机控制程序电机停止转动KEY1KEY2转KEY3转NYYN程序代码：.DEFINEP_Watchdog_Clear0x7012.DEFINE P_IOA_Data 0x7000.DEFINEP_IOA_Buffer0x7001.DEFINEP_IOA_Dir0x7002.DEFINEP_IOA_Attrib0x7003.DEFINEP_IOB_Data0x7005.DEFINEP_IOB_Buffer0x7006.DEFINEP_IOB_Dir0x7007.DEFINEP_IOB_Attrib0x7008.RAM.VARKey//定义变量保存键值.CODE//伪指令.CODE代码段.PUBLIC_main_main:r1=0x01FF//设置IOA8为同相高电平输出[P_IOA_Dir]=r1//设置IOA0~IOA7口为同相低电平输出[P_IOA_Attrib]=r1//保证初始时不转动r1=0x0100[P_IOA_Data]=r1r1=0x0040[P_IOB_Dir]=r1//IOB8~IOB15为下拉输入[P_IOB_Attrib]=r1[P_IOB_Data]=r1?Loop:callF_KeyScanR1=[Key]cmpr1,0x0000//是否有按键按下je?Loop_1//若无则继续扫描键盘r1=r1Lsr4//键值右移8位，利用IOA低8位输出r1=r1Lsr4r1=r1|1fff// IOA3-IOA8输出高电平[P_IOA_Data]=r1//输出键值，控制相应的电机转动?Loop_1:r1=0x0001[P_Watchdog_Clear]=r1jmp?Loop//进行扫键操作，返回键盘值.PUBLICF_KeyScanF_KeyScan：r1=[P_IOB_Date]r1=r1&0x0007//仅取IOB口低三位的输入值jz?Return//为零则代表按键没有按下，返回callF_Delay//延时，消抖r2=[P_IOB_Date]r2=r2&0x0007//仅取IOB口低三位的输入值cmpr1,r2//比较延时前后两次输入值读取的是否相等je?Return//相等则返回，r1中保存有按键值r1=0x0000//返回0?Return[Key]=r1//返回键值retf//延时程序F_Delay.PUBLICF_DelayF_Delay;r3=0x2ff?Loop:r4=0x0001[P_Watchdog_Clear]=r4r3-=1jz?Exitjmp?Loop?Exitreft1.5实验总结本次实验作为嵌入式系统与机电接口应用的课程设计，我们组选择的是控制电机的正反转，这个看似简单的事情，实际做起来就不那么简单了，首