南昌大学ARM综合实验一实验报告.docx
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南昌大学ARM综合实验一实验报告
实验报告
学生姓名:
翁学号:
专业班级:
中兴131
实验类型:
□验证■综合□设计□创新实验日期:
实验成绩:
一、实验项目名称
直流、步进电机综合控制系统设计
二、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,掌握对CAT1025、E2PROOM操作方法
三、实验基本原理及设计思路
基于S3C2440处理器分别控制LED灯闪烁,串口打印,RTC显示,步进电机控制和直流电机控制以及EEPROM的读写。
(一)GPIO口设置
S3C2410芯片共计有117个GPIO口,每个GPIO口都至少有三个功能。
每个GPIO口都有三个寄存器:
CON寄存器设置其功能,DAT寄存器设置其高低电平,UP寄存器设置其是否使能上拉电阻。
具体设置可参考用户手册。
程序中我写了个setpin的函数,voidsetpin(charport,intx,charlevel),prot是端口,x是位,level是高低电平,这样便于对已经初始化的IO口进行指定端口的指定位高低电平设置。
让4个LED根据十六进制亮灭主要思路是通过局部变量i,对for(i=0;i<16;i++)进行分类讨论,if(i/8)、if(i/4%2)、if(i/2%2)、if(i%2)进行setpin操作。
因为i在芯片中是以二进制存储的,亦可直接让GPIO的GPxDAT寄存器相应的位对i进行与操作来直接控制LED亮灭,能有效提高程序效率。
注意设置好适当延时。
(二)RTC设置
RTC能够提供时分秒,年月日的计时功能,还具备定时报警功能。
RTC单元使用后备电池供电,独立的时钟源(32.768khz)。
部分寄存器如下:
由上图可知对RTC的配置先要对RTCEN位置1,修改对应年月日寄存器后再置0禁止修改,最后在读取,通过串口打印出来。
(三)步进电机
步进电机是将电脉冲转化为角位移的数据控制电机,电机步距18度。
方向控制:
改变ABCD四相高低电平顺序即可控制。
(正转AB-BC-CD-DA,反转AD-DC-CB-BA)
速度控制:
即改变ABCD四相顺序变化的速度从而改变步进电机速度。
其硬件电路如下图所示:
(四)直流电机
直流电机的控制需要对照硬件电路图。
如下:
可见它是通过2个IO口和一个全桥驱动电路来控制直流电机的方向和速度的。
正转可以用GPB0口的第三功能TOUT0,使用定时器0产生一个PWM波,此PWM的占空比控制电机的转速。
反转程序中是将GPH9口置为输出高电平,GPB0依然做PWM输出口使用。
此时若PWM占空比为50%,则直流电机不转,占空比大于50%正转,小于50%反转。
(五)IIC,按键和E2PROM
IIC总线有两根线:
时钟线SCL,数据线SDA。
在读写的时候,首先发送器件地址,而后选中芯片,挂起其他的芯片。
之后发送器件子地址,选择读写的单元。
最后发送数据。
按键电路图:
按下矩阵键盘的按键,通过I2C总线对ZLG7290读取键值,即可读到键值。
值得注意的是,这里的键值是对应按键+1,按下0读取到的键值为1,无按键按下则一直为0,所以我在程序中重写了一个GetKey函数,当读到键值为0时卡死,这样读键值比较容易。
有两点可以改进,一是按键的检测可以放到中断里检测,起到一个类似并行效果,能使主程序对按键反馈积极。
二是读取GetKey函数里即可把键值-1,从而得到正确值了,而不用将每个值都-1处理。
E2PROM的读写操作:
i2c_opsta=ISendStr(CAT1025,suba,dat_buf1,10,data_buf2);
i2c_opsta=IRcvStr(CAT1025,suba,recv_buf,10);
使用以上两个函数对CAT1025数据写操作和读操作,对比写入值和读取值,通过串口打印读取值和是否正确。
部分代码:
uint8GetKey()//I2C获取键值函数,含有卡死功能
{
uint16key=0;
uint8real;
while(!
key)
{
key=ZLG7290_GetKey();
}
real=key&0x00ff;
returnreal;
}
voidsetpin(charport,intx,charlevel)//要先初始化
{
if(port=='A')
{
if(level=='H')rGPADAT|=1< elseif(level=='L')rGPADAT&=~(1< } …… } 四、主要仪器设备及耗材 MAGIC2410开发平台,H-JTAG,PC机各一台 五、实验现象 加载程序到SDRAM,全速运行出现人机交互界面: 按1键,实验箱的LED按照16进制亮灭 实验箱的LED闪烁。 按2键,实现加减乘除: 下面选择加法作为测试 按3键,显示当前年月日。 按4键,实现步进电机正反转和调速: 串口调试助手显示步进电机转动信息 按5键,实现直流电机调速和正反转: 串口调试助手显示直流电机信息 按6键,读写EEPROM: 写入的数据和读出的数据一致,提示结果(对了)。 六、实验总结 综合实验一只是把简单的实验整合一下,注意下程序上细节的处理即可。 其中直流电机的反转控制花费了略多时间。 原来我个人的思路是将GPB0,GPH9设置为输出口,设置全局参数,dcdir和flag。 通过定时器产生一个合适频率的中断,在中断里检测dcdir来控制方向,检测flag来控制速度。 假设100ms一个中断,100ms中有80ms为高电平,剩下20ms为低电平,就能近似模拟占空比从而改变速度。 这种方法如果在时间上精确控制好的似乎也是可行的。
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