直流电机控制实验.docx
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直流电机控制实验
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CAT1025E2PROOM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.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GPIO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：
Windows98/XP/2000系统，ADS1.2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.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
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"）;
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（"\nTestLED_DispNumtestisOver!
\n"）;
break;
}
case'2':
{
UART_SendByte（g_getch）;
UART_SendStr（"\n"）;
Addsubmuldiv（）;//加减乘除测试模块
UART_SendStr（"\nTestAddsubmuldiv_TestisOver!
\n"）;
break;
}
case'3':
{
UART_SendByte（g_getch）;
UART_SendStr（"\n"）;
DateWeekTime_Test（）;
UART_SendStr（"\nTestDateWeekTime_TestisOver!
\n"）;
break;
}
case'4':
{
UART_SendByte（g_getch）;
UART_SendStr（"\n"）;
StepMOTO_Test（）;
UART_SendStr（"\nTestStepMOTO_TestisOver!
\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：
减法，结果为正值
减法，结果为负值
除法
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
charselect_test[][50]=
{
"\n\nPleaseinput1~4toselecttest:
\n",
"1LED_DispNume\n",
"2Addsubmuldiv_Test\n",
"3Dateweektime_Display\n",
"4StepMOTO_Test\n",
"Pleaseinputanumyouwanttotest:
",
};
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"）;
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（"\nTestLED_DispNumtestisOver!
\n"）;
break;
}
case'2':
{
UART_SendByte（g_getch）;
UART_SendStr（"\n"）;
Addsubmuldiv（）;//加减乘除测试模块
UART_SendStr（"\nTestAddsubmuldiv_TestisOver!
\n"）;
break;
}
case'3':
{
UART_SendByte（g_getch）;
UART_SendStr（"\n"）;
DateWeekTime_Test（）;
UART_SendStr（"\nTestDateWeekTime_TestisOver!
\n"）;
break;
}
case'4':
{
UART_SendByte（g_getch）;
UART_SendStr（"\n"）;
StepMOTO_Test（）;
UART_SendStr（"\nTestStepMOTO_TestisOver!
\n"）;
break;
}
default:
break;
}
}
return0;
}
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