嵌入式課程設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)報(bào)告

直流電機(jī)控制實(shí)驗(yàn)報(bào)告嵌入式系統(tǒng)及機(jī)電接口應(yīng)用鍵控直流電動(dòng)機(jī)小組成員：趙保順081014104程輝081014103黃宇哲081014106梁霄081014102指導(dǎo)老師：鄭嫦娥實(shí)驗(yàn)日期：2010年11月23日鍵控直流電機(jī)的正反轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn)1.1背景介紹一、預(yù)備知識(shí)1.熟悉凌陽單片機(jī)的工作原理：1）I/O口的使用原理和設(shè)置；2）定時(shí)器或時(shí)基的設(shè)置、使用；3）中斷的設(shè)定。2.熟悉鍵盤掃描原理。3.熟悉匯編語言及C語言。二、直流電機(jī)控制原理：對(duì)于普通直流電機(jī)，其控制方法比較簡單，只需給電機(jī)的兩根控制線加上適當(dāng)?shù)碾妷杭纯墒闺姍C(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)起來，電壓越高則電機(jī)轉(zhuǎn)速越高。對(duì)于直流電機(jī)的速度調(diào)節(jié)，可以采用改變電壓的方法，也可采用PWM調(diào)速方法。PWM調(diào)速就是使加在直流電機(jī)兩端的電壓為方波形式，加在電機(jī)兩端的電壓就在VLoad和0V之間不停的跳變，對(duì)應(yīng)的電機(jī)電壓波形如圖1所示：圖1此時(shí)加在電機(jī)兩端的平均電壓Uo=Th/(Th+Tl)*VLoad，可以通過調(diào)整PWM的占空比來改變Th和Tl的比值。這樣就可以通過PWM調(diào)節(jié)加在電機(jī)兩端的平均電壓，從而改變電機(jī)的轉(zhuǎn)速。三、使用芯片的介紹特點(diǎn)：（1）低靜態(tài)工作電流；（2）寬電源電壓范圍：2.5V-12V；（3）每通道具有800mA連續(xù)電流輸出能力；（4）較低的飽和壓降；（5）TTL/CMOS輸出電平兼容，可直接連CPU；（6）輸出內(nèi)置鉗位二極管，適用于感性負(fù)載；（7）控制和驅(qū)動(dòng)集成于單片IC之中；（8）具備管腳高壓保護(hù)功能；（9）工作溫度：0℃-80℃。描述：LG9110是為控制和驅(qū)動(dòng)電機(jī)設(shè)計(jì)的兩通道推挽式功率放大專用集成電路器件，將分立電路集成在單片IC之中，使外圍器件成本降低，整機(jī)可靠性提高。該芯片有兩個(gè)TTL/CMOS兼容電平的輸入，具有良好的抗干擾性；兩個(gè)輸出端能直接驅(qū)動(dòng)電機(jī)的正反向運(yùn)動(dòng)，它具有較大的電流驅(qū)動(dòng)能力，每通道能通過750～800mA的持續(xù)電流，峰值電流能力可達(dá)1.5～2.0A；同時(shí)它具有較低的輸出飽和壓降；內(nèi)置的鉗位二極管能釋放感性負(fù)載的反向沖擊電流，使它在驅(qū)動(dòng)繼電器、直流電機(jī)、步進(jìn)電機(jī)或開關(guān)功率管的使用上安全可靠。LG9110被廣泛應(yīng)用于玩具汽車電機(jī)驅(qū)動(dòng)、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)和開關(guān)功率管等電路上。LG9110的外觀如圖管腳示意圖管腳的波形圖1.2設(shè)計(jì)目的本課程設(shè)計(jì)的基本要求是：1.熟悉凌陽十六位單片機(jī)系統(tǒng)板－61板的基本構(gòu)成和使用方法。2.了解直流電機(jī)的原理及控制方法。3.掌握LG9110的I/O、定時(shí)器等操作方法。4.掌握單片機(jī)的一般編程技巧。5.掌握61板系統(tǒng)調(diào)試的一般步驟及方法。1.3設(shè)計(jì)題目利用61板的三個(gè)按鍵實(shí)現(xiàn)直流電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)和速度調(diào)節(jié)控制。具體要求如下：1.開機(jī)時(shí)電機(jī)處于停轉(zhuǎn)狀態(tài)。2.在電機(jī)停轉(zhuǎn)狀態(tài)下，按KEY1鍵使電機(jī)正向轉(zhuǎn)動(dòng)，按KEY2鍵使電機(jī)反向轉(zhuǎn)動(dòng)。3.按KEY3鍵使電機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)。1.4設(shè)計(jì)說明(1)系統(tǒng)設(shè)計(jì)根據(jù)設(shè)計(jì)題目的要求分析，系統(tǒng)分成兩個(gè)部分：1.直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)和控制；2.按鍵控制。根據(jù)系統(tǒng)的功能現(xiàn)選擇61板作為單片機(jī)控制處理部分，按鍵采用61板上自帶的三個(gè)按鍵；直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)則利用LG9110芯片實(shí)現(xiàn).來實(shí)現(xiàn)控制電機(jī)。IOBIOBSPCE061A精簡開發(fā)板KEY1KEY2KEY3LG9110直流電動(dòng)機(jī)(2)硬件連接硬件連接如圖所示：芯片的2與3號(hào)引腳接電源，7與8號(hào)口和61板相連接，控制電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)。8號(hào)與5號(hào)角接地。1.5軟件流程圖利用匯編語言程序可很容易的實(shí)現(xiàn)，電機(jī)的控制，其流程圖如下：開始開始獲取鍵值初始化鍵盤與電機(jī)控制程序電機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)KEY1KEY2轉(zhuǎn)KEY3轉(zhuǎn)NYYN程序代碼：.DEFINEP_Watchdog_Clear0x7012.DEFINE P_IOA_Data 0x7000.DEFINEP_IOA_Buffer0x7001.DEFINEP_IOA_Dir0x7002.DEFINEP_IOA_Attrib0x7003.DEFINEP_IOB_Data0x7005.DEFINEP_IOB_Buffer0x7006.DEFINEP_IOB_Dir0x7007.DEFINEP_IOB_Attrib0x7008.RAM.VARKey//定義變量保存鍵值.CODE//偽指令.CODE代碼段.PUBLIC_main_main:r1=0x01FF//設(shè)置IOA8為同相高電平輸出[P_IOA_Dir]=r1//設(shè)置IOA0~IOA7口為同相低電平輸出[P_IOA_Attrib]=r1//保證初始時(shí)不轉(zhuǎn)動(dòng)r1=0x0100[P_IOA_Data]=r1r1=0x0040[P_IOB_Dir]=r1//IOB8~IOB15為下拉輸入[P_IOB_Attrib]=r1[P_IOB_Data]=r1?Loop:callF_KeyScanR1=[Key]cmpr1,0x0000//是否有按鍵按下je?Loop_1//若無則繼續(xù)掃描鍵盤r1=r1Lsr4//鍵值右移8位，利用IOA低8位輸出r1=r1Lsr4r1=r1|1fff// IOA3-IOA8輸出高電平[P_IOA_Data]=r1//輸出鍵值，控制相應(yīng)的電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)?Loop_1:r1=0x0001[P_Watchdog_Clear]=r1jmp?Loop//進(jìn)行掃鍵操作，返回鍵盤值.PUBLICF_KeyScanF_KeyScan：r1=[P_IOB_Date]r1=r1&0x0007//僅取IOB口低三位的輸入值jz?Return//為零則代表按鍵沒有按下，返回callF_Delay//延時(shí)，消抖r2=[P_IOB_Date]r2=r2&0x0007//僅取IOB口低三位的輸入值cmpr1,r2//比較延時(shí)前后兩次輸入值讀取的是否相等je?Return//相等則返回，r1中保存有按鍵值r1=0x0000//返回0?Return[Key]=r1//返回鍵值retf//延時(shí)程序F_Delay.PUBLICF_DelayF_Delay;r3=0x2ff?Loop:r4=0x0001[P_Watchdog_Clear]=r4r3-=1jz?Exitjmp?Loop?Exitreft1.5實(shí)驗(yàn)總結(jié)本次實(shí)驗(yàn)作為嵌入式系統(tǒng)與機(jī)電接口應(yīng)用的課程設(shè)計(jì)，我們組選擇的是控制電機(jī)的正反轉(zhuǎn)，這個(gè)看似簡單的事情，實(shí)際做起來就不那么簡單了，首