DSP课设基于键盘的步进电动机控制.docx
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DSP课设基于键盘的步进电动机控制
DSP技术及应用课程设计报告
基于键盘的步进电机控制
学院：
计算机与信息工程学院
专业：
电子科学与技术
学生姓名：
学号：
指导教师：
一、设计要求及目标
利用C语言在CCS环境中编写一个直流电机控制程序，并能通过串口实现对电机的转速、转向控制，并通过硬件仿真实现对所编写的程序及其应用性、可行性进行验证。
（1）通过键盘设置有正转、反转、加速、减速；
（2）LCD显示马达的运行状态（正转、反转、停止）；
（3）LCD显示转速，显示设计者姓名，时间。
二、实验设备及实验准备
1. 实验设备：
（1）一台装有CCS软件的计算机；
（2） DSP试验箱的TMS320F2812主控板；
（3） DSP硬件仿真器
2.实验准备：
将DSP仿真器与计算机连接好；
三、实验原理
1系统总体框图
2软件设计原理
步进电机工作原理，给步进脉冲电机就转，不给脉冲电机就不转，步进脉冲的频率越高，步进控制电机就转的越快；改变各相的通电方式可以改变电机的运行方式；改变通电顺序可以控制步进电机的运行方式；改变通电顺序可以控制步进电机的正反转。
设计实现对步进电机调速、定时、定步、正反转以及励磁方式控制，并通过TMS320F2812片内集成ADC模块获取电机电流。
LCD12864结合四个按键以菜单模式选择各项功能。
（1）为防止功能的冲突，程序中应用大量标志来记录各种功能状态，同一状态下可有显示标志和功能执行标志。
显示标志用来显示液晶，显示完成后标志立即清零，避免液晶一直刷新影响显示效果；功能执行标志能够保持功能状态信息，等待功能选择，在功能执行完成（一般在返回上级操作时）后清零标志。
（2）利用定时器进行按键实时消抖。
利用定时器可对按键进入和退出都进行实时消抖，这样不需等待按键释放就能保证每次按下按键为单次触发，避免了延时按键消抖占时、要等待的弊端，极大地提高了CPU工作效率，实时性好。
由于按键消抖不需要很高的优先级，故程序中使用EVA通用定时器1进行按键消抖。
同时该定时器也用作时钟计数，这样共用可减少定时器的使用，提高程序的运行效率。
（3）CPU定时器0用作步进脉冲延时来控制电机转速。
由于电机转速要求精度高，故使用优先级最高的定时器—CPU定时器0作为步进延时。
（4）过采样法进行AD转换。
程序对单一通道多次采样，通过取平均值法提高采样精度，同时可以减慢AD转换结果的变化，有利于LCD12864液晶显示。
四、实验代码
1.GPIO的初始化
#include"DSP2833x_Device.h"//DSP2833xHeaderfileIncludeFile
#include"DSP2833x_Examples.h"//DSP2833xExamplesIncludeFile
voidInitGpio（void）
{
EALLOW;
GpioCtrlRegs.GPAMUX1.all=0x0000;//GPIOfunctionalityGPIO0-GPIO15
GpioCtrlRegs.GPAMUX2.all=0x0000;//GPIOfunctionalityGPIO16-GPIO31
GpioCtrlRegs.GPBMUX1.all=0x0000;//GPIOfunctionalityGPIO32-GPIO39
GpioCtrlRegs.GPBMUX2.all=0x0000;//GPIOfunctionalityGPIO48-GPIO63
GpioCtrlRegs.GPCMUX1.all=0x0000;//GPIOfunctionalityGPIO64-GPIO79
GpioCtrlRegs.GPCMUX2.all=0x0000;//GPIOfunctionalityGPIO80-GPIO95
GpioCtrlRegs.GPADIR.all=0x0000;//GPIO0-GPIO31areinputs
GpioCtrlRegs.GPBDIR.all=0x0000;//GPIO32-GPIO63areinputs
GpioCtrlRegs.GPCDIR.all=0x0000;//GPI064-GPIO95areinputs
GpioCtrlRegs.GPAQSEL1.all=0x0000;//GPIO0-GPIO15SynchtoSYSCLKOUT
GpioCtrlRegs.GPAQSEL2.all=0x0000;//GPIO16-GPIO31SynchtoSYSCLKOUT
GpioCtrlRegs.GPBQSEL1.all=0x0000;//GPIO32-GPIO39SynchtoSYSCLKOUT
GpioCtrlRegs.GPBQSEL2.all=0x0000;//GPIO48-GPIO63SynchtoSYSCLKOUT
GpioCtrlRegs.GPAPUD.all=0x0000;//Pullup'senabledGPIO0-GPIO31
GpioCtrlRegs.GPBPUD.all=0x0000;//Pullup'senabledGPIO32-GPIO63
GpioCtrlRegs.GPCPUD.all=0x0000;//Pullup'senabledGPIO64-GPIO79
EDIS;
}
2.主函数
#include"DSP2833x_Device.h"//DSP2833xHeaderfileIncludeFile
#include"DSP2833x_Examples.h"//DSP2833xExamplesIncludeFile
interruptvoidcpu_timer0_isr（void）;
voidDelay（unsignedintnTime）;
voidGpio_select（void）;
voiderror（int）;
voidprogram_stop（）;
voidGpio_PortA（void）;
voidGpio_PortB（void）;
voidGpio_PortF（void）;
voidGpio_PortDEG（void）;
charConvertScanToChar（unsignedcharcScanCode）;
#defineT46uS0x0d40
//KEY
#defineSCANCODE_00x70
#defineSCANCODE_10x69
#defineSCANCODE_20x72
#defineSCANCODE_30x7A
#defineSCANCODE_40x6B
#defineSCANCODE_50x73
#defineSCANCODE_60x74
#defineSCANCODE_70x6C
#defineSCANCODE_80x75
#defineSCANCODE_90x7D
//CTRREG
#defineCTRGR*（int*）0x208000
#defineCTRLCDCMDR*（int*）0x208001
#defineCTRKEY*（int*）0x208001
#defineCTRLCDCR*（int*）0x208002
#defineCTRCLKEY*（int*）0x208002
#defineCTRLCDLCR*（int*）0x208003
#defineCTRLCDRCR*（int*）0x208004
#defineCTRLA*（int*）0x208005
#defineCTRLR*（int*）0x208007
#defineLCDDELAY1
#defineLCDCMDTURNON0x3f
#defineLCDCMDTURNOFF0x3e
#defineLCDCMDSTARTLINE0xc0
#defineLCDCMDPAGE0xb8
#defineLCDCMDVERADDRESS0x40
#defineCTRGR*（int*）0x208000
#defineCTRLCDCMDR*（int*）0x208001
#defineCTRKEY*（int*）0x208001
#defineCTRLCDCR*（int*）0x208002
#defineCTRCLKEY*（int*）0x208002
#defineCTRLCDLCR*（int*）0x208003
#defineCTRLCDRCR*（int*）0x208004
#defineCTRLA*（int*）0x208005
#defineCTRLR*（int*）0x208007
unsignedintuWork;
intjishu=0;
unsignedintuWork,nCount;
unsignedintpwm1[8]={0x8e,0x8c,0x8d,0x89,0x8b,0x83,0x87,0x86};
unsignedintpwm2[8]={0x86,0x87,0x83,0x8b,0x89,0x8d,0x8c,0x8e};
intnAddStep,nStep;
voidDelay（unsignedintnTime）;//延时子程序
voidTurnOnLCD（）;//打开显示
voidLCDCLS（）;
unsignedcharledkey[10][8]=
{
{0x00,0x00,0x7C,0x82,0x82,0x82,0x7C,0x00},//0
{0x00,0x00,0x00,0x84,0xFE,0x80,0x00,0x00},//1
{0x00,0x00,0x84,0xC2,0xA2,0x92,0x8C,0x00},//2
{0x00,0x00,0x44,0x92,0x92,0x92,0x6C,0x00},
{0x00,0x00,0x30,0x28,0x24,0xFE,0x20,0x00},
{0x00,0x00,0x4E,0x92,0x92,0x92,0x62,0x00},
{0x00,0x00,0x7C,0x92,0x92,0x92,0x64,0x00},
{0x00,0x00,0x02,0xC2,0x32,0x0A,0x06,0x00},
{0x00,0x00,0x6C,0x92,0x92,0x92,0x6C,0x00},
{0x00,0x00,0x4C,0x92,0x92,0x92,0x7C,0x00}
};
voidmain（void）
{
intnCount=0;
inti,nCount1=0,nBW=0;
charcKey;
unsignedintnScanCode;
InitSysCtrl（）;
InitXintf16Gpio（）;
CTRGR=0x80;//初始化ICETEK-CTR
Delay（LCDDELAY）;
CTRGR=0x0;
Delay（LCDDELAY）;
CTRGR=0x80;
Delay（LCDDELAY）;
CTRLR=0;//关闭东西方向的交通灯
Delay（LCDDELAY）;
CTRLR=0x40;//关闭南北方向的交通灯
Delay（LCDDELAY）;
TurnOnLCD（）;//打开显示
LCDCLS（）;//清除显示内存
CTRLCDCMDR=LCDCMDSTARTLINE;//设置显示起始行
Delay（LCDDELAY）;
CTRLCDCR=0;
Delay（LCDDELAY）;
IER=0x0000;
IFR=0x0000;
#if（CPU_FRQ_150MHZ）
//ConfigureCPU-Timer0,1,and2tointerrupteverysecond:
//150MHzCPUFreq,1secondPeriod（inuSeconds）
ConfigCpuTimer（&CpuTimer0,150,1000000）;
#endif
#if（CPU_FRQ_100MHZ）
ConfigCpuTimer（&CpuTimer0,100,1000000）;
#endif
for（;;）
{
CTRLCDCMDR=LCDCMDPAGE;//设置操作页=0
Delay（LCDDELAY）;
CTRLCDCR=0;
Delay（LCDDELAY）;
CTRLCDCMDR=LCDCMDVERADDRESS;//起始列=0
Delay（LCDDELAY）;
CTRLCDCR=0;
Delay（LCDDELAY）;
for（i=0;i<8;i++）
{
CTRLCDLCR=（nBW==0）?
（ledkey[nCount1][i]）:
（~ledkey[nCount1][i]）;//屏幕左侧第1至8行第i列赋值port8002=0;//（赋值后当前操作列自动加1，所以不需设置）
Delay（LCDDELAY）;
CTRLCDCR=0;
Delay（LCDDELAY）;
}
Delay（4096）;//延时子程序
nCount1++;
if（nCount1==10）
{
nCount1=0;
nBW=1-nBW;
}
}
CpuTimer0Regs.PRD.all=0x8fff;
//Initializepre-scalecountertodivideby1（SYSCLKOUT）:
CpuTimer0Regs.TPR.all=0;
CpuTimer0Regs.TIM.all=0;
CpuTimer0Regs.TPRH.all=0;
//Makesuretimerisstopped:
CpuTimer0Regs.TCR.bit.TSS=1;
CpuTimer0Regs.TCR.bit.SOFT=1;
CpuTimer0Regs.TCR.bit.FREE=1;
//Reloadallcounterregisterwithperiodvalue:
CpuTimer0Regs.TCR.bit.TRB=1;
CpuTimer0Regs.TCR.bit.TIE=1;
//Resetinterruptcounters:
CpuTimer0.InterruptCount=0;
CpuTimer0Regs.PRD.all=0xffff;
CpuTimer0Regs.TPR.all=0;
CpuTimer0Regs.TIM.all=0;
CpuTimer0Regs.TPRH.all=0;
CpuTimer0Regs.TCR.bit.TSS=1;
CpuTimer0Regs.TCR.bit.SOFT=1;
CpuTimer0Regs.TCR.bit.FREE=1;
CpuTimer0Regs.TCR.bit.TRB=1;
CpuTimer0Regs.TCR.bit.TIE=1;
CpuTimer0.InterruptCount=0;
StartCpuTimer0（）;
EINT;//EnableGlobalinterruptINTM
ERTM;//EnableGlobalrealtimeinterruptDBGM
nStep=0;nAddStep=1;
CTRGR=0x80;//初始化ICETEK-CTR
CTRGR=0x0;
CTRGR=0x80;
CTRLR=0;//关闭东西方向的交通灯
CTRLR=0x40;//关闭南北方向的交通灯
CTRLR=0xc2;//开步进电机
uWork=CTRCLKEY;
StartCpuTimer0（）;
lcd（）;
while
（1）
{
if（nCount==0）
{
nScanCode=CTRKEY;
nScanCode&=0x0ff;
uWork=CTRCLKEY;
if（nScanCode!
=0）
{
if（nScanCode==9）break;
else
{
cKey=nScanCode;
}
cKey=nScanCode;
if（cKey!
=0）
{
if（cKey==4）nAddStep=1;
elseif（cKey==6）nAddStep=-1;
}
}
}
}
}
/*voidlcd（void）
{
inti,nCount=0,nBW=0;
InitSysCtrl（）;
InitXintf16Gpio（）;
CTRGR=0x80;//初始化ICETEK-CTR
Delay（LCDDELAY）;
CTRGR=0x0;
Delay（LCDDELAY）;
CTRGR=0x80;
Delay（LCDDELAY）;
CTRLR=0;//关闭东西方向的交通灯
Delay（LCDDELAY）;
CTRLR=0x40;//关闭南北方向的交通灯
Delay（LCDDELAY）;
TurnOnLCD（）;//打开显示
LCDCLS（）;//清除显示内存
CTRLCDCMDR=LCDCMDSTARTLINE;//设置显示起始行
Delay（LCDDELAY）;
CTRLCDCR=0;
Delay（LCDDELAY）;
for（;;）
{
CTRLCDCMDR=LCDCMDPAGE;//设置操作页=0
Delay（LCDDELAY）;
CTRLCDCR=0;
Delay（LCDDELAY）;
CTRLCDCMDR=LCDCMDVERADDRESS;//起始列=0
Delay（LCDDELAY）;
CTRLCDCR=0;
Delay（LCDDELAY）;
for（i=0;i<8;i++）
{
CTRLCDLCR=（nBW==0）?
（ledkey[nCount][i]）:
（~ledkey[nCount][i]）;//屏幕左侧第1至8行第i列赋值port8002=0;//（赋值后当前操作列自动加1，所以不需设置）
Delay（LCDDELAY）;
CTRLCDCR=0;
Delay（LCDDELAY）;
}
Delay（4096）;//延时子程序
nCount++;
if（nCount==10）
{
nCount=0;
nBW=1-nBW;
}
}
}
interruptvoidcpu_timer0_isr（void）
{
CpuTimer0.InterruptCount++;
//Acknowledgethisinterrupttoreceivemoreinterruptsfromgroup1
PieCtrlRegs.PIEACK.all=PIEACK_GROUP1;
CpuTimer0Regs.TCR.bit.TIF=1;
CpuTimer0Regs.TCR.bit.TRB=1;
CTRLR=pwm2[nStep];
nStep+=nAddStep;
if（nStep<0）nStep=7;
elseif（nStep>7）nStep=0;
nCount++;nCount%=64;
StopCpuTimer0（）;
Delay（6）;
*（int*）0x180000^=0x1;
StartCpuTimer0（）;
}
voidDelay（unsignedintnDelay）
{
intii,jj,kk=0;
for（ii=0;ii{
for（jj=0;jj<1024;jj++）
{
kk++;
}
}
}
charConvertScanToChar（unsignedcharcScanCode）
{
charcReturn;
cReturn=0;
switch（cScanCode）
{
caseSCANCODE_0:
cReturn='0';break;
caseSCANCODE_1:
cReturn='1';break;
caseSCANCODE_2:
cReturn='2';break;
caseSCANCODE_3:
cReturn='3';break;
caseSCANCODE_4:
cReturn='4';break;
caseSCANCODE_5:
cReturn='5';break;
caseSCANCODE_6:
cReturn='6';break;
caseSCANCODE_7:
cReturn='7';break;
caseSCANCODE_8:
cReturn='8';break;
caseSCANCODE_9:
cReturn='9';break;
}
returncReturn;
}
voidTurnOnLCD（）
{
CTRLCDCMDR=LCDCMDTURNON;
Delay（LCDDELAY）;
CTRLCDCR=0;
Delay（2048）;
CTRLCDCMDR=LCDCMDSTARTLINE;
Delay（LCDDELAY）;
CTRLCDCR=0;
Delay（LCDDELAY）;
}
voidLCDCLS（）
{
inti,j;
CTRLCDCMDR=LCDCMDSTARTLINE;
Delay（LCDDELAY）;
CTRLCDCR=0;
Delay（LCDDELAY）;
for（i=0;i<8;i++）
{
CTRLCDCMDR=LCDCMDPAGE+i;
Delay（LCDDELAY）;
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