实验一： 直流、步进电机综合控制系统设计[精品].doc

实验报告 学生姓名： 学 号： 专业班级： 实验类型：□ 验证 □ 综合 □ 设计 □ 创新 实验日期： 实验成绩： 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、实验基本原理 1、S3C 2410A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。 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。 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，控制寄存器IICCON用于设置IIC总线时钟和中断（标志）使能，还有一位中断标志位；状态寄存器IICSTAT除了指示当前IIC总线状态外，还有2位IIC操作模式控制位和总线启动/结束控制位；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（标志），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中断控制器，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 本实验为多个实验的综合，可先编辑好各个函数后，在主函数中用switch分为8种情况，分别调用实验要求的8种功能函数。实现四个LED灯按照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