SCGPIO步進電機實驗

1、GPIO 1.簡介 S3C2410具有117個多功能輸入/輸出端口。分別是： GPIO A：23個輸出端口； GPIO B：11個輸入輸出口； GPIO C：16個輸入輸出口； GPIO D：16個輸入輸出口； GPIO E：16個輸入輸出口； GPIO F： 8個輸入輸出口； GPIO G：16個輸入輸出口； GPIO H：11個輸入輸出口； 每一種端口都能由軟件自由配置以滿足不同的設(shè)計要求，即都具有管腳復(fù)用的功能，除了特殊功能外，都可以作為通用I/O功能。GPIO 2端口控制描述 端口配置寄存器GPACONGPHCON： S3C2410A中，大多數(shù)管腳都是復(fù)用的。該寄存器就是用來設(shè)置用戶選

2、用的管腳功能。 GPF0GPF7和GPG0GPG7用于喚醒POWER-OFF模式，所以這些端口必須配置為中斷模式。 端口數(shù)據(jù)寄存器GPADATGPHDAT： 如果端口配置為輸出口，那么用戶向相應(yīng)的IO口寫入希望的數(shù)據(jù)； 如果端口配置為輸入口，那么用戶可以從I/O口讀出對應(yīng)管腳的數(shù)據(jù)。 端口上拉寄存器GPBUPGPHUP： 這些寄存器控制著相應(yīng)端口上拉功能的使能與禁能。 當(dāng)某位0，對應(yīng)管腳的上拉寄存器使能； 當(dāng)某位1，對應(yīng)管腳的上拉寄存器禁能；GPIO 雜類控制寄存器：MISCCR DCLK控制寄存器：DCLKCON 外部中斷控制寄存器：EXTIN0EXTIN2 外部中斷過濾寄存器：EINTFL

3、T0EINTFLT3 外部中斷掩碼寄存器：EINTMASK 外部中斷懸掛寄存器：EINTPEND 通用狀態(tài)寄存器：GSTATUS0GSTATUS4步進電機控制實驗 1實驗?zāi)康?了解步進電機的控制原理，掌握電機轉(zhuǎn)動控制和調(diào)速方法。 2實驗設(shè)備 硬件：PC機 1臺SeaARM2410教學(xué)實驗開發(fā)平臺 1臺 軟件： Windows 98/2000/XP操作系統(tǒng) ADS 1.2集成開發(fā)環(huán)境步進電機控制實驗步進電機控制實驗 上圖是一種四相可變磁阻型的步進電機結(jié)構(gòu)示意圖。這種電機轉(zhuǎn)子有六個齒，定子上有八個凸齒，定子的每一個齒上有一個線圈，線圈繞組的連接方式，是對稱齒上的兩個線圈進行反相連接，八個齒構(gòu)成四對

4、，所以稱為四相步進電機。3實驗原理 步進電機工作過程 當(dāng)有一相繞組被激勵時，磁通從正相齒，經(jīng)過軟鐵芯的轉(zhuǎn)子，并以最短的路徑流向負(fù)相齒，而其他六個凸齒并無磁通。為使磁通路徑最短，在磁場力的作用下，轉(zhuǎn)子被強迫移動，使最近的一對齒與被激勵的一相對準(zhǔn)。在圖9-17 (a)中A相是被激勵，轉(zhuǎn)子上大箭頭所指向的那個齒，與正向的A齒對準(zhǔn)。從這個位置再對B相進行激勵，如圖9-17中的(b)，轉(zhuǎn)子向反時針轉(zhuǎn)過15。若是D相被激勵，如圖9-17中的(c)，則轉(zhuǎn)子為順時針轉(zhuǎn)過15。下一步是C相被激勵。因為C相有兩種可能性：ABCD或ADCB。一種為反時針轉(zhuǎn)動；另一種為順時針轉(zhuǎn)動。但每步都使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動15。電機步長(步

5、距角)是步進電機的主要性能指標(biāo)之一，不同的應(yīng)用場合，對步長大小的要求不同。改變控制繞組數(shù)(相數(shù))或極數(shù)(轉(zhuǎn)子齒數(shù))，可以改變步長的大小。它們之間的相互關(guān)系，可由下式計算： L360 /（PN） 式中：L為步長，P為相數(shù)，N為轉(zhuǎn)子齒數(shù)。在圖9.17中，步長為15，表示電機轉(zhuǎn)一圈需要24步。步進電機特性 步進電機是將電脈沖信號轉(zhuǎn)變?yōu)榻俏灰苹蚓€位移的開環(huán)控制元件。在非超載的情況下，電機的轉(zhuǎn)速、停止位置只取決于脈沖信號的頻率和脈沖數(shù)，而不受負(fù)載變化的影響。其特性如下：步進電機必須加驅(qū)動才可以運轉(zhuǎn)，且驅(qū)動信號必須是脈沖信號；無脈沖時，步進電機靜止。步進電機具有瞬間啟動和急速停止的優(yōu)越性。改變脈沖的順序，

6、可以方便的改變轉(zhuǎn)動方向。步進電機參數(shù) 在SeaARM9系統(tǒng)中，我們選用四相混合型步進電機。其技術(shù)參數(shù)如下： （1）步距角：7.5度； （2）每轉(zhuǎn)所需步數(shù)：48步； （3）步距角精度：7； （4）額定電壓，相電流：12V，286mA； （5）工作溫度：-30C80C （6）轉(zhuǎn)動力距：600g.cm 該步進電機消耗電流大約為300mA左右，采用ULN2003驅(qū)動電路，它本身就是一個反相器，本模塊的電路原理如下圖所示。步進電機控制實驗 3實驗原理 SeaARM2410實驗箱上的步進電機為四相步進電機，電機步距角為7.5度。 S3C2410A的GPIO驅(qū)動能力有限，必須通過ULN2003 達林頓集成驅(qū)

7、動芯片驅(qū)動步進電機，在步進電機和驅(qū)動電路之間連接了電阻，防止控制紊亂造成電機的損壞； 步進電機控制實驗 3實驗原理 實驗電路圖 4實驗內(nèi)容 通過4個GPIO輸出有序的矩形脈沖，控制ULN2003驅(qū)動四相步進電機實現(xiàn)正轉(zhuǎn)，調(diào)速的功能； 順時針控制的方法： 采用雙四拍（ ABBCCDDAAB)；通電順序(ABCD)順時針逆時針11100 (CD)? (DC)21001 (DA)? (CB)30011 (AB)? (BA)40110 (BC)? (AD)51100 (CD)? (DC)步進電機控制實驗步進電機控制實驗 5相關(guān)寄存器 rGPECON：選擇GPIO功能 rGPEDAT：數(shù)據(jù)寄存器，設(shè)置IO口電平值 rGPEUP：上拉寄存器步進電機控制實驗 6思考題 如何控制步進電機反轉(zhuǎn)？ (提示：逆時針：時序控制為BAADDCCBBA 即可) 怎么修改才能提高步進電機的轉(zhuǎn)速？ 2實驗設(shè)備 硬件：PC機 1臺SeaARM2410教學(xué)實驗開發(fā)平臺 1臺 軟件： Windows 98/2000/XP操作系統(tǒng) ADS 1.2集成開發(fā)環(huán)境步進電機控制實驗步進電機控制實驗 3實驗原理 實驗電路圖 4實驗內(nèi)容 通過4個GPIO輸出有序的矩形脈沖，控制ULN2003驅(qū)動四相步進電機實現(xiàn)正轉(zhuǎn)，調(diào)速的功能； 順時針控制的方法：