实验一：-直流、步进电机综合控制系统设计

试验报告学生姓名：学号：专业班级：试验类型：□验证□综合□设计□创新试验日期：试验成果：试验一：直流、步进电机综合限制系统设计一、试验目的1、初步熟识试验GPIO口的初始化设置，并熟识试验箱各个模块的功能2、驾驭步进机的限制原理及利用延时脉冲来变更步进电机速度3、驾驭直流电机的限制原理及利用pwm占空比限制来变更速度4、学习IIC总线读取和写数据原理，并驾驭对CAT1025E2PROOM操作方法5、学会限制数码管的显示UART串口函数，并初步驾驭中断处理函数的写法二、试验基本原理1、S3C2410A具有117个通用I/O口，分为A—H等8个端口，由于每个I/O口都有第2功能，甚至第3功能，所以须要通过设置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限制相应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，串口的波特率须要在config.h文件中进行设置，本试验运用默认的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。设置UCON0寄存器时，要设置串口工作模式为查询模式，即UCON[3:0]应为0101b。

3、S3C2410A具有实时时钟（RTC）功能，能够供应时、分、秒，年、月、日的计时功能，还具有定时报警功能。RTC单元采纳独立的后备电池供电，独立是时钟源（采纳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），接下来就可以干脆读取RTC时间寄存器的值来运用了。4、步进电机是一种将电脉转化为角位移的数据限制电机，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限制角位移量，从而实现精确的定位操作；另外，通过限制脉冲频率来限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）的限制脉冲要有肯定的依次，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驱动实力有限，必需通过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，防止限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，限制寄存器IICCON用于设置IIC总线时钟和中断（标记）使能，还有一位中断标记位；状态寄存器IICSTAT除了指示当前IIC总线状态外，还有2位IIC操作模式限制位和总线启动/结束限制位；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（标记），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中断限制器，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 本试验为多个试验的综合，可先编辑好各个函数后，在主函数中用switch分为8种状况，分别调用试验要求的8种功能函数。实现四个LED灯依据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ASCⅡ码转化为相应数字进行运算，发送结果时将各位数对应的ASCⅡ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试验教材2.16RTC试验SendRTC工程中的函数实现。步进电机靠延时来限制其转速，本试验用旋转按钮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0～1024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，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教学试验开发平台一套2、软件：Windows98/XP/2000系统，ADS1.2集成开发环境四、试验步骤1、安装WigglerJTAG仿真器并打开；2、运行超级终端，新建一个连接；3、启动ADS1.2，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、依据超级终端上的提示信息操作；6、依据试验箱及超级终端上的反馈结果调试程序。五、试验主程序/****************************************Copyright(c)************************************************************--------------FileInfo-------------------------------------------------------------------------------**FileName:main.c**LastmodifiedDate:2014－0415**LastVersion:v1.0**Description:直流、步进电机综合限制系统设计****------------------------------------------------------------------------------------------------------**CreatedBy:廖丽**Createddate:2014-04-115**Version:v1.0**Descriptions:1LED_DispAllOn 2LED_DispAllOff 3LED_OnebyOne 4LED_DispNume 5Addsubmuldiv_Test 6Dateweektime_Display 7StepMOTO_Test 8EXIT_AllTest**------------------------------------------------------------------------------------------------------**Modifiedby:**Modifieddate:**Version:**Description:**********************************************************************************************************/#include"config.h"#include"main.h"//功能测试选择数组charselect_test[][50]={ "\n\nPleaseinput1~10toselecttest:\n", "1LED_DispAllOn\n", "2LED_DispAllOff\n", "3LED_OnebyOne\n", "4LED_DispNume\n", "5Addsubmuldiv_Test\n", "6Dateweektime_Display\n", "7StepMOTO_Test\n", "8EXIT_AllTest\n", "Pleaseinputanumyouwanttotest:"};/***********************************************************************************************************Functionname: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**Createdby:廖丽**CreatedDate:2014－04－15**-------------------------------------------------------------------------------------------------------**Modifiedby:**ModifiedDate:**------------------------------------------------------------------------------------------------------********************************************************************************************************/voidDelayNS(uint32dly){ uint32i; for(;dly>0;dly--) for(i=0;i<50000;i++);}//串口接收字符临时变量voidfun_test(void){ inti=0; for(i=0;i<14;i++) UART_SendStr(select_test[i]);}intmain(void){ uint8g_getch; inti=0; UART_Select(0);//选择UART0 UART_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("\nTestLED_DispAllOnisOver!\n"); break; } case'2': { UART_SendByte(g_getch); UART_SendStr("\n"); LED_DispAllOff();//LED灯全灭 DelayNS(10); UART_SendStr("\nTestLED_DispAllOffisOver!\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)//检测是否按下'Esc'键 break; } LED_DispAllOff(); UART_SendStr("\nTestLED_OnebyOneisOver!\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'键 break; } LED_DispAllOff(); UART_SendStr("\nTestLED_DispNumtestisOver!\n"); break; } case'5': { UART_SendByte(g_getch); UART_SendStr("\n");Addsubmuldiv();//加减乘除测试模块UART_SendStr("\nTestAddsubmuldiv_TestisOver!\n"); break; } case'6': { UART_SendByte(g_getch); UART_SendStr("\n"); DateWeekTime_Test(); UART_SendStr("\nTestDateWeekTime_TestisOver!\n"); break; } case'7': { UART_SendByte(g_getch); UART_SendStr("\n"); StepMOTO_Test(); UART_SendStr("\nTestStepMOTO_TestisOver!\n"); break; } case'8': { return0; } default:break; } } return0;}六、试验数据及处理结果1、选择Debug进行JTAG仿真后进入选择操作状况界面选择1，可看到试验箱上4个LED灯全亮。2、选择2可看到试验箱上4个LED灯全灭。3、选择3可看到试验箱上4个LED灯依次点亮。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进行除法运算输入6，按提示信息，按随意键输出当前时间。输入7，视察步进电机的转动状况，Z键限制电机正转，F键限制电机反转，终端上显示转速，可通过旋转W1调整电机的正反转方向和转速状况。按ESC退出测试，按下字母O键退出整个步进机测试。按Z键限制正转按F键限制反转旋转W1变更速度六、思索探讨题或体会或对改进试验的建议1、驾驭了GPxCON寄存器限制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