直流电机控制实验

1、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、 实验要求以MagicARM2410为实验平台，设计一个通过串口通信交互控制的综合型控制系统。具体来说，可在启动时，自动列出一些选项，通过键盘选择某个选项而实现其功能；考虑到实时性，再按某个控制键能立刻

2、停止当前功能而回到初始的待选状态。具体功能要求如下：1. 实现四个LED灯按照十六进制的规则依次亮灭；2. 在超级终端上输入两个两位数，实现两位数的加减乘除并显示运算结果；3. 显示当前的年月日、星期、时分秒；4. 实现步进电机的调速和正反转；可用旋转按钮W1或按键控制调速，在超级终端和数码管上同步显示其正反转和转速信息；三、 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，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GPI

3、O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来设置通讯波特率。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

4、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，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

5、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。四、 主要仪器设备及耗材 硬件：PC机一台， MagicARM2410教学实验开发平台 一套 软件：Win

6、dows98/XP/2000系统，ADS 1.2集成开发环境，超级终端程序，JTAG仿真器五、 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。7. 主要参考程序如下int main(void)uint8 g_getch ;int i = 0;UART_Select(0); /选择UART0UART_In

7、it(); /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");for(i = 0; i < 16 ; i+)LED_DispNum(i); /以二进制形式显示十六进制DelayNS(5);if(i = 15)i =0; if(UART_GetFlag() = 0x1B) /检测是否按下'Esc

8、9;键break;UART_SendStr("nTest LED_DispNum test is Over!n");break;case '2':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 '3':UART_SendByte(g_getch);UART_SendStr("n"

9、;); DateWeekTime_Test();UART_SendStr("nTest DateWeekTime_Test is Over!n"); break;case '4':UART_SendByte(g_getch);UART_SendStr("n");StepMOTO_Test();UART_SendStr("nTest StepMOTO_Test is Over!n");break;default: break;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

10、实验箱上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。按esc键返回。2、 输入2，可观察到能实现两位数的加减乘除，按esc键返回。其超级终端显示如下图：加法减法，结果为正值减法，结果为负值除法乘法3、 输入3，按提示信息，按任意键输出当前时间，超级终端显示如下图：4、 输入4，观察步进电机的转动情况，可通过旋转W1调节电机的正反转方向和转速情况。按esc键返回。超级终端显示如下图：转速可调七、 实验心结 由于这是第一次自己设计程序做实验，刚开始总不知道如何下手。之后，我们冷静分析，先用基础实验中的简单实验实现了超级终端的正确显示。之后，又用基础实验中相关的程序，先实现

11、了16进制的显示。加减乘除就按照C语言编写，然后步进机通过延迟控制转速。其实，最难的是把上面实现的各个功能输入到超级终端，通过超级终端显示。我们通过向其他同学请教，并且自己上网查到了相关的实现程序，之后经过多次修改最终得出正确显示。 通过这第一个自己设计的实验，学到了程序的编写，跟MagicARM2410实验箱硬件的实现，受益匪浅，为以后的实验打下了基础。八、参考资料S3C2410实验实验手册嵌入式系统开发与实验教程附录：#include "config.h"#include "main.h"/功能测试选择数组char select_test50 =&q

12、uot;nn Please input 14 to select test:n","1 LED_DispNumen","2 Addsubmuldiv_Testn","3 Dateweektime_Displayn","4 StepMOTO_Testn","Please input a num you want to test:",;void DelayNS(uint32 dly) uint32 i;for(; dly>0; dly-) for(i=0; i<50000; i

13、+);/ 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); /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_SendBy

14、te(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(5);if(i = 15)i =0; if(UART_GetFlag() = 0x1B) /检测是否按下'Esc'键break;UART_SendStr("nTest LED_DispNum test is Over!n");break;case '2':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 '3':UART_SendByte(g_getch);UART_SendStr("n"); DateWeekTime_Test();UART_S