嵌入式課程設(shè)計-- pwm-高速gpio口延時方式驅(qū)動直流電機的轉(zhuǎn)動與停轉(zhuǎn)

1、<p>　　嵌入式原理與應(yīng)用課程設(shè)計報告 </p><p>　　PWM-高速GPIO口延時方式驅(qū)動直流電機的轉(zhuǎn)動與停轉(zhuǎn)</p><p>　　學(xué) 院: 電氣信息學(xué)院 </p><p>　　專 業(yè)： 電氣工程及其自動化 </p><p>　　日 期： 2012年12月26日

2、 </p><p><b>　　目錄 </b></p><p>　　一、設(shè)計任務(wù)與要求2</p><p>　　二、設(shè)計依據(jù)原則2</p><p>　　2.1 GPIO概況2</p><p>　　2.2 本設(shè)計使用的高速GPIO控制寄存器3</p>

3、<p>　　2.3 GPIO端口寄存器簡介3</p><p>　　2.4 數(shù)碼管簡介4</p><p>　　三、硬件系統(tǒng)設(shè)計6</p><p>　　3.1 設(shè)計電路圖 ：6</p><p>　　3.2電板焊接圖（焊接過程）7</p><p>　　3.3、使用器件明細表：8</p>

4、<p><b>　　四、軟件設(shè)計8</b></p><p>　　4.1、實現(xiàn)程序：8</p><p>　　4.2、調(diào)試燒寫過程：8</p><p>　　4.3、課程設(shè)計檢驗測試與實現(xiàn)：9</p><p><b>　　五、心得體會9</b></p><p>

5、<b>　　六、參考文獻9</b></p><p><b>　　七、附錄10</b></p><p><b>　　附錄110</b></p><p><b>　　一、設(shè)計任務(wù)與要求</b></p><p>　　設(shè)計一個按鍵、一個蜂鳴器和一個一位7段數(shù)

6、碼管燈指示控制直流電機控制裝置；包括PWM-高速GPIO口延時方式驅(qū)動直流電機的轉(zhuǎn)動與停轉(zhuǎn)。</p><p><b>　　二、設(shè)計依據(jù)原則</b></p><p>　　2.1 GPIO概況</p><p>　　LPC2103的GPIO有兩種模式：高速GPIO和低速GPIO（本設(shè)計使用高速GPIO）。高速GPIO的控制寄存器位于CPU的局部總線上

7、，可進行高速的讀寫操作，而低速GPIO的控制寄存器是掛在VPB總線上。P0口作為高速GPIO使用時，將不能在調(diào)試環(huán)境下觀察GPIO在VPB總線上的寄存器。</p><p>　　2.2 本設(shè)計使用的高速GPIO控制寄存器</p><p>　　表1 ：GPIO控制寄存器</p><p>　　2.3 GPIO端口寄存器簡介</p><p>　　、

8、GPIO端口0輸出置位寄存器IOSET </p><p>　　當引腳配置為GPIO輸出時，該寄存器可以使引腳輸出高電平。向該寄存器寫1，對應(yīng)的引腳將會輸出高電平；向該寄存器寫0，無效。當引腳功能選擇為GPIO輸入或其它功能時，寫IOSET無效。讀該寄存器將返回相應(yīng)的值，此值由以前對寄存器IOSET和IOCLR（或IOPIN）的寫操作決定，此值不會反映外部環(huán)境對引腳的影響。 </p><p>

9、;　　、高速GPIO端口0輸出置位字節(jié)和半字寄存器（FIO0SET）</p><p>　　高速GPIO除了一個32位的輸出置位寄存器之外，還有4個8位字節(jié)輸出置位寄存器和2個16位半字輸出置位寄存器。它們的功能同32位輸出置位寄存器一樣</p><p>　　、GPIO端口0方向寄存器IODIR </p><p>　　當引腳選擇GPIO功能時，使用該寄存器可以控制引腳

10、的方向。只有當引腳選擇GPIO功能時，IODIR的設(shè)置才有意義。低速GPIO的方向控制寄存器為IO0DIR，高速GPIO的方向控制寄存器為FIO0DIR </p><p>　?、?、GPIO輸出清零寄存器IOCLR </p><p>　　當引腳配置為GPIO輸出模式時，該寄存器可使引腳輸出低電平。向寄存器相應(yīng)位寫1，則對應(yīng)的引腳將輸出低電平并清零IOSET寄存器中相應(yīng)的位；寫0，無效。當引腳

11、配置為GPIO輸入或其它功能時，寫IOCLR無效。 高速GPIO的輸出清零寄存器為FIO0CLR</p><p><b>　　2.4 數(shù)碼管簡介</b></p><p>　　7段數(shù)碼管其實是八段，有時小數(shù)點沒有使用，所以常說7段，顯示原理是這樣的：數(shù)碼管首先從上到右，到下到左，到中間，最后到小數(shù)點分別標記為a b c d e f g DP八段，其中小數(shù)點位DP為最高位

12、，a段為最低位，要想顯示什么字符只需要使對應(yīng)的段發(fā)光即可。</p><p>　　一般的習慣是單片機的端口的最低位接a段，次低位接b段...最高位（如p0.7）接DP，顯示碼從高往低表示為為 DP g f e d c b a 如要顯示“1”，只需要將b、c段點亮即可，若是共陰極，片選是低電平選中，某一段輸出高電平點亮，即顯示碼為00000110 即0x06，其他的依照該方法類推。數(shù)碼管的示意圖如圖1所示</p

13、><p><b>　　圖1數(shù)碼管的示意圖</b></p><p>　　2.使用PWM控制直流電動機調(diào)速是通過調(diào)節(jié)輸出方波的占空比來實現(xiàn)的，這里采用定頻調(diào)寬法，即方波的周期不變，只改變方波寬度。當PWM輸出占窄比為50％時，電機處于靜止狀態(tài)；當占空比小于50％時，電機反轉(zhuǎn)；當占空比大于50％時，電機正轉(zhuǎn)。調(diào)節(jié)占空比就可以改變轉(zhuǎn)速。按鍵KEY1和KEY2用來控制占空比進行調(diào)速

14、實驗，按下KEY1時占空比提高10％，按下KEY2時占空比降低10％。</p><p>　　直流電動機PWM調(diào)速控制原理圖如圖2所示。其中，LPC2103是直流電動機驅(qū)動芯片，工作電壓為4～20V，最大輸出電流為0.4 A。 </p><p><b>　　硬件系統(tǒng)設(shè)計  </b></p><p>　　3.1 設(shè)計電路圖 ：

15、</p><p>　　3.2電板焊接圖（焊接過程）</p><p>　　3.3、使用器件明細表：</p><p>　　表1 使用器件明細表</p><p><b>　　四、軟件設(shè)計</b></p><p><b>　　4.1、實現(xiàn)程序：</b></p><

16、p><b>　　見附錄1</b></p><p>　　4.2、調(diào)試燒寫過程：</p><p>　　將計算機USB接口與EasyJTAG-H仿真器相連，然后再將EasyJTAG-H仿真器的JTAG接口連接到所焊的板子,選擇匹配的CPU型號和flash，按運行啟動燒寫，添加完EasyJTAG-H驅(qū)動后，選擇該驅(qū)動程序,關(guān)閉AXD界面，回到ADS中，在正常情況下，點擊

17、Debug仿真后，PC指針會指向中斷向量表的起始處.</p><p>　　調(diào)試時若選擇使用DebugInFLASH生成目標，并進行調(diào)試后（使用EasyJTAG-H仿真器），程序即燒寫到片內(nèi)Flash中。將EasyJTAG-H和電源斷開，等待五秒，重新上電，程序?qū)⒚摍C運行，看到LED顯示和直流電機啟停。 </p><p>　　使用RelInFlash生成目標時，編譯連接生成的目標代碼會將芯片

18、加密。此時不能再進行調(diào)試，除非使用ISP進行全片擦除，否則是不能再進行調(diào)試的。 </p><p>　　4.3、課程設(shè)計檢驗測試與實現(xiàn)：</p><p>　　功能實現(xiàn)，使用PWM-高速GPIO口延時方式驅(qū)動直流電機的轉(zhuǎn)動與停轉(zhuǎn)。并結(jié)合數(shù)碼管顯示，電機循環(huán)啟停，數(shù)碼管循環(huán)顯示從“0”到“9”，“0”時電機啟動，“6”時停止。</p><p><b>　　五、心

19、得體會</b></p><p>　　《嵌入式系統(tǒng)原理》是一門實踐性較強的課程，為了做好此課程設(shè)計，必須在掌握理論知識的同時，強化實踐，一個人的力量是有限的，要學(xué)會吸取別人的經(jīng)驗，提升自己的能力，在程序編寫上需要更強的耐心，分析錯誤，解決問題。在這個過程中，我們能感受到缺乏知識的失落，成功的興奮，體會到此設(shè)計的重要意義！</p><p>　　同時，在設(shè)計過程中遇到了許多的困難和障

20、礙，特別感謝劉敦放老師的諄諄教導(dǎo)，細心引領(lǐng)，對我們無私的指導(dǎo)和幫助，給我們從毫無頭緒中的雜亂中理出設(shè)計的主干，再次表示衷心的感謝。</p><p><b>　　六、參考文獻 </b></p><p>　　1）《嵌入式系統(tǒng)原理與應(yīng)用技術(shù)》北京航空航天大學(xué)出版社教材 袁智勇著</p><p>　　2）《EasyARM2103教材》廣州周立功單片機

21、發(fā)展有限公司編</p><p>　　3）直流電機dynamo-0 程序 指導(dǎo)教師劉敦放</p><p><b>　　七、附錄</b></p><p><b>　　附錄1</b></p><p>　　#include "config.h"</p><p>

22、;　　#define LED0 1 << 0</p><p>　　#define LED1 1 << 1</p><p>　　#define LED2 1 << 2</p><p>　　#define LED3 1 << 3</p><p>　　#define LED4 1 << 4

23、</p><p>　　#define LED5 1 << 5</p><p>　　#define LED6 1 << 6</p><p>　　#define LED7 1 << 7</p><p>　　void DelayNS (uint32 uiDly) </p><p><

24、b>　　{ </b></p><p>　　uint32 i; </p><p>　　for (; uiDly > 0; uiDly--)</p><p><b>　　{ </b></p><p>　　for(i = 0; i < 50000; i++); </p><p&

25、gt;<b>　　} </b></p><p><b>　　} </b></p><p>　　void Timer1 (void)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　T1TCR = 0x02; /* 定時器0復(fù)位 */</p><p

26、>　　T1PR = 0; /* 不設(shè)時鐘分頻 */</p><p>　　PWM1CON= 0x0C; /* 使能PWM輸出 */</p><p>　　T1MCR = 0x02; /* 設(shè)置T0MR0匹配后復(fù)位T0TC */</p><p>　　T1MR0 = Fpclk / 2000; /* 設(shè)置PWM輸出的周期 */</p><p>

27、　　T1MR2 = ((Fpclk / 2000) / 25)*13; /* 設(shè)置PWM1.2輸出占空比為50％ */</p><p>　　//T1MR3 = ((Fpclk / 2000) / 4) * 3; /* 設(shè)置PWM1.3輸出占空比為25％ */</p><p>　　T1TCR = 0x01; /* 啟動定時器0 */</p><p><b>

28、　　}</b></p><p>　　int main (void)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　PINSEL0 = PINSEL0 & 0x0000/* 選擇P0.0~P0.6的GPIO功能 */</p><p>　　SCS = 0x01; /* 設(shè)定為高速GPIO模式

29、 */ </p><p>　　PINSEL1 = (PINSEL1 & (~(0x03 << 6))) | (0x02 << 6); /* 選擇MAT1.2輸出 */</p><p>　　FIO0DIR = LED0|LED1|LED2|LED3|LED4|LED5|LED6|LED7; /* 設(shè)置輸出 */</p><p>　　FI

30、O0SET = LED0|LED1|LED2|LED3|LED4|LED5|LED6|LED7; /* 設(shè)置輸出高電平 */</p><p>　　while(1);{</p><p><b>　　/*顯示0*/</b></p><p>　　Timer1 (void);/*啟動電機*/</p><p>　　FIO0CLR

31、= LED0|LED1|LED2|LED3|LED4|LED5|LED7;</p><p>　　FIO0SET = LED6;</p><p>　　DelayNS (200);</p><p><b>　　/*顯示1*/</b></p><p>　　FIO0CLR = LED1|LED2;</p><

32、p>　　FIO0SET = LED0||LED3|LED4|LED5|LED6|LED7;</p><p>　　DelayNS (200);</p><p><b>　　/*顯示2*/</b></p><p>　　FIO0CLR =LED0| LED1|LED3|LED4|LED6;</p><p>　　FIO0

33、SET =LED2 |LED5; </p><p>　　DelayNS (200);</p><p><b>　　/*顯示3*/</b></p><p>　　FIO0CLR = LED0|LED1|LED2|LED3|LED6; </p><p>　　FIO0SET = LED4|LED5;</p><

34、;p>　　DelayNS (200);</p><p><b>　　/*顯示4*/</b></p><p>　　FIO0CLR = LED1|LED2|LED5|LED6; </p><p>　　FIO0SET = LED0|LED3|LED4;</p><p>　　DelayNS (200);</p>

35、<p><b>　　/*顯示5*/</b></p><p>　　FIO0CLR = LED0|LED2|LED3|LED5|LED6;; </p><p>　　FIO0SET = LED1|LED4;</p><p>　　DelayNS (200);</p><p><b>　　/*顯示6*/&l

36、t;/b></p><p>　　PINSEL1 = (PINSEL1 & (~(0x00 << 6))) | (0x00 << 6); /*停止電機*/</p><p>　　FIO0CLR = LED0|LED2|LED3|LED4|LED5|LED6; </p><p>　　FIO0SET =LED1 ;</p>

37、<p>　　DelayNS (200);</p><p><b>　　/*顯示7*/</b></p><p>　　FIO0CLR = LED0|LED1|LED2; </p><p>　　FIO0SET = LED3|LED4|LED5|LED6;</p><p>　　DelayNS (200);</p

38、><p><b>　　/*顯示8*/</b></p><p>　　FIO0CLR = LED0|LED1|LED2|LED3|LED4|LED5; </p><p>　　DelayNS (200);</p><p><b>　　/*顯示9*/</b></p><p>　　FIO0

39、CLR = LED0|LED1|LED2|LED3|LED5|LED6; </p><p>　　FIO0SET = LED4;</p><p>　　DelayNS (200);</p><p>　　}/* 當顯示0時，同時電機轉(zhuǎn)動，顯示6時，電機停止，循環(huán)啟停*/</p><p><b>　　return 0;</b>&