实验6电机转动控制实验Word下载.docx
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电机是把电能转换成机械能的装置。
电机的种类繁多，如果按电源类型分，可分为直流
电机和交流电机两大类。
常见的直流电机包括有刷电机、无刷电机、步进电机等。
直流有刷
电机是所有电机的基础，它具有启动快、制动及时、可在大范围内平滑地调速、控制电路相
对简单等特点。
近年来，随着计算机进入控制领域，以及新型的电力电子功率元器件的不断出现，使采用全控型的开关功率元件进行脉宽调制（PulseWidthModulation,简称PWM）控制方式已成为主流。
这种方式很容易在单片机控制中实现，从而为直流电机控制数字化提供了契机。
本实验使用EasyARM8962的两路带死区的互补PWM信号来驱动DCMotor-Kit。
通过改变PWM的占空比来调节电机两端的平均电压，实现粗略的调速。
实验使用EasyARM8962的KEY1和KEY2两个按键来改变占空比，每次按动将改变10%的占空比，实验开始时默认占空比为50%。
LED3和LED4分别表示电机正转和反转，另外还有过流报警的功能，如果电机被堵转，EasyARM8962的蜂鸣器就会报警。
实验原理
下图是最基本的PWM驱动电机的电路。
当开关管V1的栅极输入高电平时，V1导通，电机电枢绕组两端电压为Us。
在t1秒后，栅极输入变为低电平，V1截止，电机的自感电流通过D1迅速释放掉，电枢两端电压变为0。
t2秒后，栅极输入重新变为高电平，V1重复前面的过程。
图1.10显示了开关管V1的输入和输出的关系。
由此得到电机的电枢绕组两端的平均电压Uo为：
Uo=（t1*Us）/（t1+t2）=Us*（t1/T）=α*Us式中α是占空比。
实验步骤
（1）对EasyARM8962进行短路设置；
用短路帽分别把JP2的KEY1与PE2、KEY2与PE3、LED1与PF3、LED2与PF2，JP3的LED3与PB6、LED4与PC5、BEEP与PA7短接，其它跳线不能被短路；
（2）用短路帽短接电机模块的J3“双”端处，表示使用双路PWM驱动。
（3）用杜邦线连接EasyARM8962的J3和电机板的J2相关的引脚，如表1.3所示
（4）连接EasyARM8962开发板的电源和仿真器。
（5）使用Keil软件，烧写程序。
（6）按一下EasyARM8962的复位键，让开发板脱机运行。
（7）按动EasyARM8962的KEY1和KEY2键，调节电机的转速；
观察LED1、LED2、
LED3和LED4的显示情况。
注：
LED1和LED2显示PWM占空比改变情况；
LED3表示正转，LED4表示反转。
（8）用手堵住电机不让其转动，聆听蜂鸣器是否报警。
注意：
在某些占空比的情况下，堵转时电流仍然不大，不会报警。
代码
/*
**FileName:
pwm_motor.c
**LastmodifiedDate:
2006-11-15
**LastVersion:
v1.0
**Description:
本程序用PWM信号来控制直流电机，同时根据电机返回过*来的信号判断电机的转动方向和是否堵转
**/
/*************************************************************************
*系统头文件配置
**************************************************************************/
#include"
hw_memmap.h"
hw_types.h"
hw_ints.h"
ssi.h"
gpio.h"
sysctl.h"
timer.h"
comp.h"
interrupt.h"
*GPIOA引脚配置
#defineSPEED_PIN1GPIO_PIN_0
#defineSPEED_PIN2GPIO_PIN_1
*GPIOB引脚配置**************************************************************************/
#definePWMA_PINGPIO_PIN_0
#defineKEY1_PINGPIO_PIN_1
#defineBUZZ_PINGPIO_PIN_4
#defineKEY2_PINGPIO_PIN_5
#defineCURRENT_PINGPIO_PIN_4
#defineLED1_PINGPIO_PIN_0
#defineLED2_PINGPIO_PIN_2
/**************************************************************************
*定义输出
*************************************************************************/
#defineLED1_ON（）GPIOPinWrite（GPIO_PORTD_BASE,LED1_PIN,~LED1_PIN）
#defineLED1_OFF（）GPIOPinWrite（GPIO_PORTD_BASE,LED1_PIN,LED1_PIN）
#defineLED2_ON（）GPIOPinWrite（GPIO_PORTG_BASE,LED2_PIN,~LED2_PIN）
#defineLED2_OFF（）GPIOPinWrite（GPIO_PORTG_BASE,LED2_PIN,LED2_PIN）
#defineBUZZ_ON（）GPIOPinWrite（GPIO_PORTG_BASE,BUZZ_PIN,~BUZZ_PIN）
#defineBUZZ_OFF（）GPIOPinWrite（GPIO_PORTG_BASE,BUZZ_PIN,BUZZ_PIN）
#definePWMLoadValue6000/*设定PWM的输出频率为1KHz*/
unsignedcharPWMDutyCycle=50;
/*PWM输出占空比，范围为1~100*/
#definePWMStep10/*PWM输出占空比步进*/
#defineKeyAS20/*按键防抖为20ms*/
**Functionname:
Config（）
**
**Descriptions:
初始化子函数
**inputparameters:
NONE
**outputparameters:
**
**Returnedvalue:
*/
voidConfig（void）{
SysCtlPeripheralEnable（SYSCTL_PERIPH_TIMER0）;
/*使能定时器0外设*/
SysCtlPeripheralEnable（SYSCTL_PERIPH_TIMER1）;
/*使能定时器1外设*/
SysCtlPeripheralEnable（SYSCTL_PERIPH_GPIOA）;
/*使能GPIOA口外设*/
SysCtlPeripheralEnable（SYSCTL_PERIPH_GPIOD）;
/*使能GPIOD口外设*/
SysCtlPeripheralEnable（SYSCTL_PERIPH_GPIOG）;
/*使能GPIOG口外设*/
SysCtlPeripheralEnable（SYSCTL_PERIPH_GPIOB）;
/*使能GPIOB口外设*/
SysCtlPeripheralEnable（SYSCTL_PERIPH_COMP0）;
/*使能比较器0外设*/
GPIODirModeSet（GPIO_PORTA_BASE,SPEED_PIN1|SPEED_PIN2,GPIO_DIR_MODE_IN）;
GPIOPadConfigSet（GPIO_PORTA_BASE,SPEED_PIN1|SPEED_PIN2,
GPIO_STRENGTH_2MA,GPIO_PIN_TYPE_STD）;
GPIOIntTypeSet（GPIO_PORTA_BASE,SPEED_PIN1|SPEED_PIN2,GPIO_FALLING_EDGE）;
GPIOPinIntEnable（GPIO_PORTA_BASE,SPEED_PIN1|SPEED_PIN2）;
IntEnable（INT_GPIOA）;
/*设置GPIOA口部分*/
GPIOPinTypeComparator（GPIO_PORTB_BASE,CURRENT_PIN）;
/*设置模拟比较器输出管脚*/
GPIODirModeSet（GPIO_PORTB_BASE,PWMA_PIN,GPIO_DIR_MODE_HW）;
GPIOPinTypePWM（GPIO_PORTB_BASE,PWMA_PIN）;
GPIODirModeSet（GPIO_PORTD_BASE,LED1_PIN,GPIO_DIR_MODE_OUT）;
GPIOPadConfigSet（GPIO_PORTD_BASE,LED1_PIN,GPIO_STRENGTH_2MA,
GPIO_PIN_TYPE_STD）;
GPIODirModeSet（GPIO_PORTG_BASE,LED2_PIN,GPIO_DIR_MODE_OUT）;
GPIOPadConfigSet（GPIO_PORTG_BASE,LED2_PIN,GPIO_STRENGTH_2MA,
GPIODirModeSet（GPIO_PORTG_BASE,BUZZ_PIN,GPIO_DIR_MODE_OUT）;
GPIOPadConfigSet（GPIO_PORTG_BASE,BUZZ_PIN,GPIO_STRENGTH_2MA,
/*设置LED和BUZZ为输出*/
GPIODirModeSet（GPIO_PORTD_BASE,KEY1_PIN,GPIO_DIR_MODE_IN）;
GPIOPadConfigSet（GPIO_PORTD_BASE,KEY1_PIN,GPIO_STRENGTH_2MA,
GPIOIntTypeSet（GPIO_PORTD_BASE,KEY1_PIN,GPIO_RISING_EDGE）;
GPIODirModeSet（GPIO_PORTG_BASE,KEY2_PIN,GPIO_DIR_MODE_IN）;
GPIOPadConfigSet（GPIO_PORTG_BASE,KEY2_PIN,GPIO_STRENGTH_2MA,
GPIOIntTypeSet（GPIO_PORTG_BASE,KEY2_PIN,GPIO_RISING_EDGE）;
GPIOPinIntEnable（GPIO_PORTD_BASE,KEY1_PIN）;
GPIOPinIntEnable（GPIO_PORTG_BASE,KEY2_PIN）;
/*设置按键中断*/
IntEnable（INT_GPIOD）;
IntEnable（INT_GPIOG）;
/*打开GPIOB口中断*/
TimerConfigure（TIMER1_BASE,
（TIMER_CFG_16_BIT_PAIR|TIMER_CFG_A_ONE_SHOT|TIMER_CFG_B_ONE_SHOT））;
TimerConfigure（TIMER0_BASE,
（TIMER_CFG_16_BIT_PAIR|TIMER_CFG_A_PWM|TIMER_CFG_B_PERIODIC））;
TimerLoadSet（TIMER0_BASE,TIMER_A,PWMLoadValue）;
TimerControlLevel（TIMER0_BASE,TIMER_A,1）;
TimerPrescaleSet（TIMER0_BASE,TIMER_B,100）;
TimerPrescaleSet（TIMER1_BASE,TIMER_A,KeyAS）;
TimerPrescaleSet（TIMER1_BASE,TIMER_B,KeyAS）;
TimerEnable（TIMER0_BASE,TIMER_BOTH）;
/*定时器配置*/
TimerIntEnable（TIMER1_BASE,（TIMER_TIMA_TIMEOUT|TIMER_TIMB_TIMEOUT））;
IntEnable（INT_TIMER1A）;
IntEnable（INT_TIMER1B）;
/*打开定时器中断*/
ComparatorRefSet（COMP_BASE,COMP_REF_0_825V）;
/*设定内部参考电压为0.825V*/
ComparatorConfigure（COMP_BASE,0,COMP_ASRCP_REF）;
/*配置比较器使用内部参考电压*/
}
delay（ultime）
延时
ultime
voiddelay（unsignedlongultime）{
while（ultime）{
ultime--;
}
main（）
程序主函数
intmain（void）{
unsignedcharCompCnt=0;
unsignedchari;
Config（）;
BUZZ_OFF（）;
TimerMatchSet（TIMER0_BASE,TIMER_A,
（PWMLoadValue-（PWMDutyCycle*PWMLoadValue/100）））;
while
（1）{
if（!
ComparatorValueGet（COMP_BASE,0））{/*判断是否堵转*/
if（CompCnt<
250）{
CompCnt++;
}else{
for（i=0;
i<
10;
i++）{
BUZZ_ON（）;
delay（500）;
BUZZ_OFF（）;
}/*如果持续堵转则开蜂鸣器报警*/
}
}else{
if（CompCnt>
0）{
CompCnt--;
BUZZ_OFF（）;
/*不堵转则关蜂鸣器*/
}
GPIO_Port_D_ISR（）
GPIOD口中断服务子函数
voidGPIO_Port_D_ISR（void）{
GPIOPinIntClear（GPIO_PORTD_BASE,KEY1_PIN）;
/*清除中断标志*/
TimerLoadSet（TIMER1_BASE,TIMER_A,6000）;
/*开始防抖*/
TimerEnable（TIMER1_BASE,TIMER_A）;
GPIO_Port_G_ISR（）
GPIOG口中断服务子函数
voidGPIO_Port_G_ISR（void）{
GPIOPinIntClear（GPIO_PORTG_BASE,KEY2_PIN）;
TimerLoadSet（TIMER1_BASE,TIMER_B,6000）;
TimerEnable（TIMER1_BASE,TIMER_B）;
Timer1A_ISR（）
Timer1A中断服务子函数
voidTimer1A_ISR（void）{
TimerIntClear（TIMER1_BASE,TIMER_TIMA_TIMEOUT）;
if（GPIOPinRead（GPIO_PORTD_BASE,KEY1_PIN））{/*如果是正常按下则处理*/
PWMDutyCycle+=PWMStep;
/*改变PWM占空比并改变输出*/
if（PWMDutyCycle>
100）{
PWMDutyCycle-=100;
TimerMatchSet（TIMER0_BASE,TIMER_A,
（PWMLoadValue-（PWMDutyCycle*PWMLoadValue/100）））;
Timer1B_ISR（）
Timer1B中断服务子函数
**Createdby:
YangLi
**CreatedDate:
**Modifiedby:
ShaoXuefeng
**Modifieddate:
2007-10-20
**Modifiedby:
Ruanfuyuan
2008-08-08
voidTimer1B_ISR（void）{
TimerIntClear（TIMER1_BASE,TIMER_TIMB_TIMEOUT）;
if（GPIOPinRead（GPIO_PORTG_BASE,KEY2_PIN））{/*如果是正常按下则处理*/
if（PWMDutyCycle<
=PWMStep）{
PWMDutyCycle+=100;
PWMDutyCycle-=PWMStep;
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