1_S3C2410-GPIO_步进电机实验

GPIO-步进电机控制实验主要内容：•熟悉s3c2410a的GPIO基本功能和设置方法。•掌握步进电机的驱动原理。•掌握如何利用GPIO功能控制步进电机。GPIO1.简介S3C2410具有117个多功能输入/输出端口。分别是：•GPIOA：23个输出端口；•GPIOB：11个输入输出口；•GPIOC：16个输入输出口；•GPIOD：16个输入输出口；•GPIOE：16个输入输出口；•GPIOF：8个输入输出口；•GPIOG：16个输入输出口；•GPIOH：11个输入输出口；每一种端口都能由软件自由配置以满足不同的设计要求，即都具有管脚复用的功能，除了特殊功能外，都可以作为通用I/O功能。GPIO2．端口控制描述端口配置寄存器GPACON~GPHCON：•S3C2410A中，大多数管脚都是复用的。该寄存器就是用来设置用户选用的管脚功能。•GPF0~GPF7和GPG0~GPG7用于唤醒POWER-OFF模式，所以这些端口必须配置为中断模式。端口数据寄存器GPADAT~GPHDAT：•如果端口配置为输出口，那么用户向相应的IO口写入希望的数据；•如果端口配置为输入口，那么用户可以从I/O口读出对应管脚的数据。端口上拉寄存器GPBUP~GPHUP：•这些寄存器控制着相应端口上拉功能的使能与禁能。•当某位＝0，对应管脚的上拉寄存器使能；•当某位＝1，对应管脚的上拉寄存器禁能；GPIO杂类控制寄存器：MISCCRDCLK控制寄存器：DCLKCON外部中断控制寄存器：EXTIN0~EXTIN2外部中断过滤寄存器：EINTFLT0~EINTFLT3外部中断掩码寄存器：EINTMASK外部中断悬挂寄存器：EINTPEND通用状态寄存器：GSTATUS0~GSTATUS4步进电机控制实验1．实验目的了解步进电机的控制原理，掌握电机转动控制和调速方法。2．实验设备硬件：–PC机1台–SeaARM2410教学实验开发平台1台软件：–Windows98/2000/XP操作系统–ADS1.2集成开发环境步进电机控制实验步进电机控制实验上图是一种四相可变磁阻型的步进电机结构示意图。这种电机转子有六个齿，定子上有八个凸齿，定子的每一个齿上有一个线圈，线圈绕组的连接方式，是对称齿上的两个线圈进行反相连接，八个齿构成四对，所以称为四相步进电机。3．实验原理步进电机工作过程当有一相绕组被激励时，磁通从正相齿，经过软铁芯的转子，并以最短的路径流向负相齿，而其他六个凸齿并无磁通。为使磁通路径最短，在磁场力的作用下，转子被强迫移动，使最近的一对齿与被激励的一相对准。在图9-17(a)中A相是被激励，转子上大箭头所指向的那个齿，与正向的A齿对准。从这个位置再对B相进行激励，如图9-17中的(b)，转子向反时针转过15°。若是D相被激励，如图9-17中的(c)，则转子为顺时针转过15°。下一步是C相被激励。因为C相有两种可能性：A—B—C—D或A—D—C—B。一种为反时针转动；另一种为顺时针转动。但每步都使转子转动15°。电机步长(步距角)是步进电机的主要性能指标之一，不同的应用场合，对步长大小的要求不同。改变控制绕组数(相数)或极数(转子齿数)，可以改变步长的大小。它们之间的相互关系，可由下式计算：Lθ＝360/（P×N）式中：Lθ为步长，P为相数，N为转子齿数。在图9.17中，步长为15°，表示电机转一圈需要24步。步进电机特性步进电机是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制元件。在非超载的情况下，电机的转速、停止位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数，而不受负载变化的影响。其特性如下：步进电机必须加驱动才可以运转，且驱动信号必须是脉冲信号；无脉冲时，步进电机静止。步进电机具有瞬间启动和急速停止的优越性。改变脉冲的顺序，可以方便的改变转动方向。步进电机参数在SeaARM9系统中，我们选用四相混合型步进电机。其技术参数如下：（1）步距角：7.5度；（2）每转所需步数：48步；（3）步距角精度：±7％；（4）额定电压，相电流：12V，286mA；（5）工作温度：-30°C～80°C（6）转动力距：600g.cm该步进电机消耗电流大约为300mA左右，采用ULN2003驱动电路，它本身就是一个反相器，本模块的电路原理如下图所示。步进电机控制实验3．实验原理SeaARM2410实验箱上的步进电机为四相步进电机，电机步距角为7.5度。S3C2410A的GPIO驱动能力有限，必须通过ULN2003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；步进电机控制实验3．实验原理•实验电路图4．实验内容•通过4个GPIO输出有序的矩形脉冲，控制ULN2003驱动四相步进电机实现正转，调速的功能；•顺时针控制的方法：采用双四拍（AB—BC—CD—DA—AB)；通电顺序(ABCD)顺时针逆时针11100(CD)?(DC)21001(DA)?(CB)30011(AB)?(BA)40110(BC)?(AD)51100(CD)?(DC)步进电机控制实验步进电机控制实验5．相关寄存器rGPECON：选择GPIO功能rGPEDAT：数据寄存器，设置IO口电平值rGPEUP：上拉寄存器步进电机控制实验6．思考题•如何控制步进电机反转？(提示：逆时针：时序控制为BA―AD―DC―CB―BA即可)•怎么修改才能提高步进电机的转速？