實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/h1>

本節(jié)視頻的目的是掌握GPIO模擬輸出PWM的方法，學(xué)習(xí)步進(jìn)電機(jī)的控制原理，并實(shí)現(xiàn)步進(jìn)電機(jī)的控制。

實(shí)驗(yàn)原理

先來看一下硬件原理圖，可看到控制步進(jìn)電機(jī)的管腳分別為：GPIO6[2]、GPIO6[3]、GPIO6[4]和GPIO1[15]。使用的是一路四相五線步進(jìn)電機(jī)，使用的電機(jī)驅(qū)動芯片是L9110。

四相五線步進(jìn)電機(jī)的控制方法有兩種，四相四拍和四相八拍。本實(shí)驗(yàn)中使用的是四相四拍，稱為全步控制。

四相：步進(jìn)電機(jī)中有四組線圈。

四拍：步進(jìn)電機(jī)A，B，C，D四組線圈的通電時(shí)序，四拍的驅(qū)動正轉(zhuǎn)通電順序?yàn)锳-B-C-D-A-B-C-D-……循環(huán)往復(fù)，-A-B-C-D-四拍為一個(gè)循環(huán)周期。

五線：步進(jìn)電機(jī)引出的接線數(shù)量為五根。

步進(jìn)電機(jī)工作原理

步進(jìn)電機(jī)是利用電磁鐵原理，將脈沖信號轉(zhuǎn)換成線位移或角位移的電機(jī)。在非超載的情況下，電機(jī)的轉(zhuǎn)速、停止的位置只取決于脈沖信號的頻率和脈沖數(shù)，而不受負(fù)載信號的影響。每給電機(jī)加一個(gè)脈沖信號，電機(jī)就轉(zhuǎn)過一個(gè)步距角，帶動機(jī)械移動一小段距離。

步進(jìn)電機(jī)的速度控制：通過輸入的脈沖頻率快慢實(shí)現(xiàn)的。當(dāng)發(fā)生脈沖的頻率減小時(shí)，步進(jìn)電機(jī)的速度就下降；當(dāng)頻率增加時(shí)，速度就加快。還可以通過頻率的改變而提高步進(jìn)電機(jī)的速度或位置精度。

步進(jìn)電機(jī)的位置控制：靠給定的脈沖數(shù)量控制的。給定一個(gè)脈沖，轉(zhuǎn)過一個(gè)步距角，當(dāng)停止的位置確定以后，也就決定了步進(jìn)電機(jī)需要給定的脈沖數(shù)。

程序流程

程序流程設(shè)計(jì)中首先要進(jìn)行UART2初始化和DSP中斷初始化，接著進(jìn)行矩陣鍵盤初始化和外設(shè)使能配置，然后進(jìn)行管腳復(fù)用配置和定時(shí)器初始化，接著初始化定時(shí)器中斷，最后進(jìn)行矩陣鍵盤掃描并控制步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)動。

管腳復(fù)用源碼

管腳復(fù)用配置

GPIO復(fù)用配置操作直接封裝成了函數(shù)，使用時(shí)，相關(guān)函數(shù)通過“gpio.h”文件引用。

StarterWare API 接口：GPIOBank0Pin0PinMuxSetup();

方向配置源碼

第一個(gè)參數(shù)時(shí)GPIO的基地址，第二個(gè)參數(shù)是GPIO的編號，第三個(gè)參數(shù)設(shè)置GPIO的方向

管腳方向配置

使用StarterWare 的庫將 GPIO 口配置為輸出或輸入。使用時(shí)，直接包含“gpio.h”文件即可。

StarterWare API 接口：GPIODirModeSet(SOC_GPIO_0_REGS, 141, GPIO_DIR_INPUT);

數(shù)據(jù)配置源碼

第一個(gè)參數(shù)是GPIO的基地址，第二個(gè)參數(shù)是GPIO的編號，第三個(gè)參數(shù)設(shè)置GPIO的電平

數(shù)據(jù)寄存器配置

使用 StarterWare 的庫來設(shè)置GPIO的值。

使用時(shí)，直接包含“gpio.h”文件即可。

StarterWare API 接口：GPIOPinWrite(SOC_GPIO_0_REGS, 105, GPIO_PIN_LOW);

定時(shí)器配置源碼

第一個(gè)參數(shù)是定時(shí)器模塊寄存器的基地址，第二個(gè)參數(shù)是用于配置定時(shí)器模塊。

定時(shí)器配置

使用 StarterWare 的庫來配置定時(shí)器。

使用時(shí)，相關(guān)函數(shù)通過“timer.h”文件引用。

StarterWare API 接口：void TimerConfigure(unsigned int baseAddr, unsigned int config)

周期配置源碼

第一個(gè)參數(shù)是定時(shí)器模塊寄存器的基地址，第二個(gè)參數(shù)是要設(shè)置周期的定時(shí)器，第三個(gè)參數(shù)是設(shè)置的周期大小

定時(shí)器周期配置

使用 StarterWare 的庫來配置定時(shí)器周期。

使用時(shí)，相關(guān)函數(shù)通過“gpio.h”文件引用。

StarterWare API 接口：void TimerPeriodSet(unsigned int baseAddr, unsigned int timer, unsigned int period)

定時(shí)器使能源碼

第一個(gè)參數(shù)是定時(shí)器模塊寄存器的基地址，第二個(gè)參數(shù)是要使能的定時(shí)器，第三個(gè)參數(shù)是配置使能定時(shí)器的模式。

定時(shí)器使能配置

使用 StarterWare 的庫來使能定時(shí)器。

使用時(shí)，相關(guān)函數(shù)通過“gpio.h”文件引用。

StarterWare API 接口：void TimerEnable(unsigned int baseAddr, unsigned int timer, unsigned int enaMode)

操作現(xiàn)象

硬件連接

本實(shí)驗(yàn)使用的硬件接口為步進(jìn)電機(jī)和UART2 RS232接口，所需硬件為實(shí)驗(yàn)板、仿真器、RS232 交叉串口母母線、USB轉(zhuǎn)RS232串口線和電源。

（1）使用 RS232 交叉串口母母線和 USB 轉(zhuǎn) RS232 串口線連接實(shí)驗(yàn)板的UART2串口和電腦的 USB口。

（2）連接仿真器和電腦的USB接口，

（3）將撥碼開關(guān)撥到DEBUG模式01111，連接實(shí)驗(yàn)箱電源，撥動電源開關(guān)上電。

串口調(diào)試工具調(diào)節(jié)

（1）先在設(shè)備管理器查看串口的端口號；

（2）再設(shè)置串口調(diào)試工具，

軟件操作

設(shè)置好串口調(diào)試工具后，在CCS里進(jìn)行相關(guān)操作

導(dǎo)入工程，選擇Demo文件夾下的對應(yīng)工程

編譯工程

將CCS連接實(shí)驗(yàn)箱并加載程序

點(diǎn)擊運(yùn)行程序，實(shí)驗(yàn)板上步進(jìn)電機(jī)開始轉(zhuǎn)動，串口調(diào)試終端打印步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動的信息。

Direction 表示轉(zhuǎn)動方向，正方向轉(zhuǎn)動為 Forward，反方向轉(zhuǎn)動為 Backward；

SpeedLevel表示轉(zhuǎn)速，最慢為 0，最快為 5；

按鍵 7 控制轉(zhuǎn)方向。

按鍵 8 控制加速。

按鍵 9 控制減速。

按下按鍵 7 調(diào)轉(zhuǎn)方向，按下按鍵 8 加速，實(shí)驗(yàn)板上步進(jìn)電機(jī)開始反方向轉(zhuǎn)動