步進(jìn)電機(jī)PWM控制程序設(shè)計(jì)論文

沈陽工程學(xué)院課程設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)題目：步進(jìn)電機(jī)PWM控制程序設(shè)計(jì)1.設(shè)計(jì)主要內(nèi)容及要求；1〕研究步進(jìn)電機(jī)PWM控制及利用DSP實(shí)現(xiàn)的方法。2〕編寫步進(jìn)電機(jī)控制程序。3〕調(diào)試程序，觀察結(jié)果。2.對(duì)設(shè)計(jì)論文撰寫內(nèi)容、格式、字?jǐn)?shù)的要求；〔1〕.課程設(shè)計(jì)論文是表達(dá)和總結(jié)課程設(shè)計(jì)成果的載體，一般不應(yīng)少于3000字?！?〕.學(xué)生應(yīng)撰寫的內(nèi)容為：中文摘要和關(guān)鍵詞、目錄、正文、參考文獻(xiàn)等。課程設(shè)計(jì)論文的結(jié)構(gòu)及各局部內(nèi)容要求可參照《沈陽工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)〔論文〕撰寫標(biāo)準(zhǔn)》執(zhí)行。應(yīng)做到文理通順，內(nèi)容正確完整，書寫工整，裝訂整齊?！?〕.論文要求打印，打印時(shí)按《沈陽工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)〔論文〕撰寫標(biāo)準(zhǔn)》的要求進(jìn)行打印。〔4〕.課程設(shè)計(jì)論文裝訂順序?yàn)椋悍饷?、任?wù)書、成績?cè)u(píng)審意見表、中文摘要和關(guān)鍵詞、目錄、正文、參考文獻(xiàn)。3.時(shí)間進(jìn)度安排；順序階段日期計(jì)劃完成內(nèi)容備注17月2日教師講解題目，學(xué)生查閱相關(guān)資料27月3日確定步進(jìn)電機(jī)控制算法以及程序流程37月4日編寫程序47月5日調(diào)試程序57月6日撰寫論文，程序驗(yàn)收沈陽工程學(xué)院步進(jìn)電機(jī)PWM控制課程設(shè)計(jì)成績?cè)u(píng)定表指導(dǎo)教師評(píng)審意見評(píng)價(jià)內(nèi)容具體要求權(quán)重評(píng)分加權(quán)分調(diào)研論證能獨(dú)立查閱文獻(xiàn),收集資料；能制定課程設(shè)計(jì)方案和日程安排。0.15432工作能力態(tài)度工作態(tài)度認(rèn)真，遵守紀(jì)律，出勤情況是否良好，能夠獨(dú)立完成設(shè)計(jì)工作，0.25432工作量按期圓滿完成規(guī)定的設(shè)計(jì)任務(wù)，工作量飽滿，難度適宜。0.25432說明書的質(zhì)量說明書立論正確，論述充分，結(jié)論嚴(yán)謹(jǐn)合理，文字通順，技術(shù)用語準(zhǔn)確，符號(hào)統(tǒng)一，編號(hào)齊全，圖表完備，書寫工整標(biāo)準(zhǔn)。0.55432指導(dǎo)教師評(píng)審成績〔加權(quán)分合計(jì)乘以12〕分加權(quán)分合計(jì)指導(dǎo)教師簽名：年月日評(píng)閱教師評(píng)審意見評(píng)價(jià)內(nèi)容具體要求權(quán)重評(píng)分加權(quán)分查閱文獻(xiàn)查閱文獻(xiàn)有一定廣泛性；有綜合歸納資料的能力0.25432工作量工作量飽滿，難度適中。0.55432說明書的質(zhì)量說明書立論正確，論述充分，結(jié)論嚴(yán)謹(jǐn)合理，文字通順，技術(shù)用語準(zhǔn)確，符號(hào)統(tǒng)一，編號(hào)齊全，圖表完備，書寫工整標(biāo)準(zhǔn)。0.35432評(píng)閱教師評(píng)審成績〔加權(quán)分合計(jì)乘以8〕分加權(quán)分合計(jì)評(píng)閱教師簽名：年月日課程設(shè)計(jì)總評(píng)成績分引言目前各種控制系統(tǒng)、通信系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、儀器儀表等都以微處理器為核心。幾十年來，隨著大規(guī)模集成電路技術(shù)的不斷開展，微處理器的性能越來越高、體積越來越小、系列越來越多。微處理器從過去單純的中央處理單元，開展到將眾多外圍設(shè)備集成到片內(nèi)形成單片機(jī)，由過去的8位機(jī)，開展到16位、32位機(jī)。由于大規(guī)模集成電路技術(shù)的突破，DSP控制器的價(jià)格已和普通單片機(jī)接近，但其性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了普通單片機(jī)。DSP控制器由DSP〔DigitalSignalProcessor,數(shù)字信號(hào)處理器〕開展而來，其突出特點(diǎn)就是采用多組總線技術(shù)實(shí)現(xiàn)并行機(jī)構(gòu)，有獨(dú)立的加法器和乘法器，有靈活的尋址方式，從而可以非常快速地實(shí)現(xiàn)復(fù)雜算法。而此次是步進(jìn)電機(jī)PWM控制程序設(shè)計(jì)，采用全步四相四拍控制方式，用四個(gè)控制接口為四個(gè)引腳，按一定的頻率循環(huán)置高電平即可使步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)。而用戶可以通過修改定時(shí)器1的周期以及PWM的比擬功能調(diào)整電機(jī)運(yùn)行方向與狀態(tài)。目錄課程設(shè)計(jì)任務(wù)書II引言V1設(shè)計(jì)任務(wù)描述71.1設(shè)計(jì)題目71.2設(shè)計(jì)目的71.3設(shè)計(jì)要求71.4發(fā)揮局部72設(shè)計(jì)思路83設(shè)計(jì)方框圖94各局部程序設(shè)計(jì)104.1實(shí)驗(yàn)程序功能與結(jié)構(gòu)說明104.2頭文件104.3初始化114.3.1DSP28_EV.c：包含了事件管理器初始化。114.3.2DSP28_PieCtrl.c：PIE中斷初始化。124.3.3DSP28_SysCtrl.c：系統(tǒng)初始化。134.3.42812.gel：系統(tǒng)初始化144.3.5DSP28_PieVect.c：PIE中斷矢量表初始化。144.4實(shí)驗(yàn)主程序系統(tǒng)的初始化及使能144.5定時(shí)器1的設(shè)置與PWM的比擬功能和比擬方式控制154.6PWM控制設(shè)置與中斷165工作過程分析185.1.步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)：185.2.步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)接口：196設(shè)計(jì)程序20小結(jié)22致謝23參考文獻(xiàn)241設(shè)計(jì)任務(wù)描述1.1設(shè)計(jì)題目步進(jìn)電機(jī)PWM控制程序設(shè)計(jì)1.2設(shè)計(jì)目的〔1〕掌握LaunchCodeComposerStudio使用方法?！?〕掌握直流電機(jī)PWM控制原理。〔3〕學(xué)會(huì)用C語言編寫程序。1.3設(shè)計(jì)要求〔1〕研究直流電機(jī)PWM控制及利用DSP實(shí)現(xiàn)的方法?！?〕編寫直流電機(jī)控制程序?！?〕調(diào)試程序，觀察結(jié)果。1.4發(fā)揮局部自由發(fā)揮2設(shè)計(jì)思路步進(jìn)電機(jī)采用全步四相四拍的控制方式，其接口為EVA的PWM1,PWM2，PWM3，PWM4引腳。它們分別為步進(jìn)電機(jī)四相的控制端。按照一定頻率循環(huán)置高電平即可使步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)。用定時(shí)器設(shè)置周期中斷，作為PWM的頻率，比擬存放器里邊設(shè)置兩組數(shù)，作為PWM的脈寬。當(dāng)定時(shí)器中斷次數(shù)到達(dá)某個(gè)值時(shí)，可以改變比擬存放器中的值，從而改變PWM的脈寬，即改變上下電平的占空比，進(jìn)而改變電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。令此程序循環(huán)進(jìn)行下去就能實(shí)現(xiàn)電動(dòng)速度的連續(xù)變化。可以通過修改定時(shí)器1的周期以及PWM的比擬功能調(diào)整電機(jī)運(yùn)行方向與狀態(tài)，3設(shè)計(jì)方框圖CSL初始化CSL初始化設(shè)定時(shí)鐘頻率EV初始化設(shè)定時(shí)鐘頻率EV初始化定時(shí)器中斷使能定時(shí)器中斷使能比擬存放器比擬存放器PWMPWM電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)4各局部程序設(shè)計(jì)4.1實(shí)驗(yàn)程序功能與結(jié)構(gòu)說明1.stepmotor.c：實(shí)驗(yàn)主程序，包含了系統(tǒng)初始化，步進(jìn)電機(jī)控制，機(jī)調(diào)速等；2.DSP28_EV.c：包含了事件管理器初始化。3.DSP28_DefaultIsr.c：包含了異步串口接收中斷效勞程序。4.DSP28_GlobalVariableDefs.c：各個(gè)外設(shè)備全局變量定義。5.DSP28_PieCtrl.c：PIE中斷初始化。6.DSP28_PieVect.c：PIE中斷矢量表初始化。7.DSP28_SysCtrl.c：系統(tǒng)初始化。8.2812d:聲明了系統(tǒng)的存儲(chǔ)器配置與程序各段的連接關(guān)系。9.2812.gel：系統(tǒng)初始化10.*.h：各個(gè)源文件的頭文件11.rts2800.l：庫函數(shù)文件4.2頭文件#include"DSP281x_Device.h"http://DSP281x頭文件DSP281x頭文件包括很多子文件：#include"DSP281x_SysCtrl.h"http://SystemControl/PowerModes#include"DSP281x_DevEmu.h"http://DeviceEmulationRegisters#include"DSP281x_Xintf.h"http://ExternalInterfaceRegisters#include"DSP281x_CpuTimers.h"http://32-bitCPUTimers#include"DSP281x_PieCtrl.h"http://PIEControlRegisters#include"DSP281x_PieVect.h"http://PIEVectorTable#include"DSP281x_Spi.h"http://SPIRegisters#include"DSP281x_Sci.h"http://SCIRegisters#include"DSP281x_Mcbsp.h"http://McBSPRegisters#include"DSP281x_ECan.h"http://EnhancedeCANRegisters#include"DSP281x_Gpio.h"http://GeneralPurposeI/ORegisters#include"DSP281x_Ev.h"http://EventManagerRegisters#include"DSP281x_Adc.h"http://ADCRegisters#include"DSP281x_XIntrupt.h"http://ExternalInterrupts#include"DSP281x_DefaultISR.h"http://DefaultISR4.3初始化DSP28_EV.c：包含了事件管理器初始化。voidInitEv(void){//設(shè)置GPIO EALLOW;GpioMuxRegs.GPAMUX.all=0x00ff;EDIS;//初始化定時(shí)器控制存放器(EVA)EvaRegs.GPTCONA.all=0;//設(shè)置定時(shí)器1//設(shè)置定時(shí)器1的周期和比擬;EvaRegs.T1PR=0xffff;//周期//中斷使能EvaRegs.EVAIMRA.bit.T1PINT=1;EvaRegs.EVAIFRA.bit.T1PINT=1;//去除計(jì)數(shù)存放器EvaRegs.T1CNT=0x0000;//設(shè)置定時(shí)器控制存放器;EvaRegs.T1CON.all=0x1040;//連續(xù)遞增/遞減計(jì)數(shù),定時(shí)器使能,關(guān)閉比擬使能//使能產(chǎn)生PWM1-PWM4的比擬功能EvaRegsPR1=0x0c00;EvaRegsPR2=0x3c00;//比擬方式控制//輸出引腳1CMPR1-高有效 輸出引腳2CMPR1-低有效 //輸出引腳3CMPR2-高有效 輸出引腳4CMPR2-低有效 //輸出引腳5CMPR3-高有效 輸出引腳6CMPR3-低有效 EvaRegs.ACTRA.all=0x0666;EvaRegs.DBTCONA.all=0x0Af8;//x/4,死區(qū)開,m=2,p=4,t=0.2usEvaRegs.COMCONA.all=0xA600; } DSP28_PieCtrl.c：PIE中斷初始化。voidInitPieCtrl(void){PieCtrl.PIECRTL.bit.ENPIE=0; //去除所有PIE記錄 PieCtrl.PIEIER1.all=0; PieCtrl.PIEIER2.all=0; PieCtrl.PIEIER3.all=0; PieCtrl.PIEIER4.all=0; PieCtrl.PIEIER5.all=0; PieCtrl.PIEIER6.all=0; PieCtrl.PIEIER7.all=0; PieCtrl.PIEIER8.all=0; PieCtrl.PIEIER9.all=0; PieCtrl.PIEIER10.all=0; PieCtrl.PIEIER11.all=0; PieCtrl.PIEIER12.all=0; //去除所有PIE記錄 PieCtrl.PIEIFR1.all=0; PieCtrl.PIEIFR2.all=0; PieCtrl.PIEIFR3.all=0; PieCtrl.PIEIFR4.all=0; PieCtrl.PIEIFR5.all=0; PieCtrl.PIEIFR6.all=0; PieCtrl.PIEIFR7.all=0; PieCtrl.PIEIFR8.all=0; PieCtrl.PIEIFR9.all=0; PieCtrl.PIEIFR10.all=0; PieCtrl.PIEIFR11.all=0; PieCtrl.PIEIFR12.all=0; //PIE使能: PieCtrl.PIECRTL.bit.ENPIE=1; PieCtrl.PIEACK.all=0xFFFF;} DSP28_SysCtrl.c：系統(tǒng)初始化。voidInitSysCtrl(void){Uint16i;EALLOW;//關(guān)閉看門狗SysCtrlRegs.WDCR=0x0068;//初始化PLLSysCtrlRegs.PLLCR=0xA;//等待PLL上鎖for(i=0;i<5000;i++){}SysCtrlRegs.HISPCP.all=0x0001;SysCtrlRegs.LOSPCP.all=0x0002; //Peripheralclockenablessetfortheselectedperipherals.SysCtrlRegs.PCLKCR.bit.EVAENCLK=1;EDIS;}voidKickDog(void){EALLOW;SysCtrlRegs.WDKEY=0x0055;SysCtrlRegs.WDKEY=0x00AA;EDIS;}4.3.42812.gel：系統(tǒng)初始化DSP28_PieVect.c：PIE中斷矢量表初始化。4.4實(shí)驗(yàn)主程序系統(tǒng)的初始化及使能voidmain(void){/*初始化系統(tǒng)*/InitSysCtrl(); /*關(guān)中斷*/ DINT; IER=0x0000; IFR=0x0000;*p_ceselect=0x6;//翻開ce3空間for(i=0;i<0x100;i++);*p_iodisable=0x1;//IO空間始能 for(i=0;i<0x100;i++); /*初始化PIE控制存放器*/InitPieCtrl(); /*初始化PIE矢量表*/ InitPieVectTable(); /*初始化EV*/ InitEv(); //重新分配中斷效勞的中斷向量EALLOW;PieVectTable.T1PINT=&eva_timer1_isr; //定時(shí)器1計(jì)數(shù)中斷EDIS;//初始化變量EvaTimer1InterruptCount=0;//使能PIE組2中斷4--T1PINTPieCtrl.PIEIER2.all=M_INT4;//使能CPU中斷IER|=M_INT2;EINT;ERTM; for(;;) { KickDog();}}4.5定時(shí)器1的設(shè)置與PWM的比擬功能和比擬方式控制//初始化定時(shí)器控制存放器(EVA)EvaRegs.GPTCONA.all=0;//設(shè)置定時(shí)器1//設(shè)置定時(shí)器1的周期和比擬;EvaRegs.T1PR=0xffff;//周期//中斷使能EvaRegs.EVAIMRA.bit.T1PINT=1;EvaRegs.EVAIFRA.bit.T1PINT=1;//去除計(jì)數(shù)存放器EvaRegs.T1CNT=0x0000;//設(shè)置定時(shí)器控制存放器;EvaRegs.T1CON.all=0x1040;//連續(xù)遞增/遞減計(jì)數(shù),定時(shí)器使能,關(guān)閉比擬使能//使能產(chǎn)生PWM1-PWM4的比擬功能 EvaRegsPR1=0x0c00; EvaRegsPR2=0x3c00;//比擬方式控制 //輸出引腳1CMPR1-高有效 輸出引腳2CMPR1-低有效 //輸出引腳3CMPR2-高有效 輸出引腳4CMPR2-低有效 //輸出引腳5CMPR3-高有效 輸出引腳6CMPR3-低有效 EvaRegs.ACTRA.all=0x0666; EvaRegs.DBTCONA.all=0x0Af8;//x/4,死區(qū)開,m=2,p=4,t=0.2us EvaRegs.COMCONA.all=0xA600;4.6PWM控制設(shè)置與中斷//EVGP1周期中斷interruptvoideva_timer1_isr(void){EvaTimer1InterruptCount++;if((EvaRegsPR1>=0xfff3)||(EvaRegsPR1==0x0011))Direct1=(Direct1==0)?1:0;if((EvaRegsPR2>=0xfff3)||(EvaRegsPR2==0x0011))Direct2=(Direct2==0)?1:0;if(Direct1==1)EvaRegsPR1=EvaRegsPR1+0x500;elseEvaRegsPR1=EvaRegsPR1-0x500;if(Direct2==1)EvaRegsPR2=EvaRegsPR2+0x500;elseEvaRegsPR1=EvaRegsPR2-0x500;//使能中斷EvaRegs.EVAIMRA.bit.T1PINT=1;//去除中斷標(biāo)志EvaRegs.EVAIFRA.all=BIT7;//中斷應(yīng)答接收更多的PIE組2的中斷PieCtrl.PIEACK.all=PIEACK_GROUP2;}5工作過程分析5.1.步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)：圖是單極性步進(jìn)電機(jī)翻譯/驅(qū)動(dòng)的典型電路，圖中的方塊為驅(qū)動(dòng)開關(guān)。針對(duì)SEED-DEC中直流電機(jī)系統(tǒng)的動(dòng)作要求，步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)思路如下：1)電機(jī)采用15V直流電源供電；2)4路控制信號(hào)由SEED-DTK_MBoard提供，信號(hào)為CMOS標(biāo)準(zhǔn)電平，通過排線接入并下拉；3)使用達(dá)靈頓管TIP31C代替IRL540作為電機(jī)驅(qū)動(dòng)開關(guān)，基級(jí)串接100Ω電阻；4)使用快速二極管1N4007完成保護(hù)功能，以免電機(jī)換向時(shí)燒毀電機(jī)；5)使用50Ω限流電阻〔半步運(yùn)行時(shí)電流約為0.2A，小于電機(jī)電源額定電流〕；6)電機(jī)電源/地之間跨接電容，電機(jī)地與數(shù)字地之間采用磁珠連接共地；步進(jìn)電機(jī)在這個(gè)實(shí)驗(yàn)中選擇的是M35SP-7N，其步進(jìn)角為7.5°，是一種單極性的步進(jìn)電機(jī)。它的結(jié)構(gòu)如下列圖所示：實(shí)際使用時(shí)，公共端1與2是短接在一起做為電源輸入，一共五個(gè)抽頭。控制每個(gè)繞組的兩個(gè)抽頭來實(shí)現(xiàn)對(duì)步進(jìn)電機(jī)的控制。步進(jìn)電機(jī)的控制一般分為四相四拍與四相八拍兩種方式，其中前者稱為全步，后者稱為半步。5.2.步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)接口：步進(jìn)電機(jī)的控制接口為EVA的PWM1、PWM2、PWM3、PWM4引腳。它們分別為步進(jìn)電機(jī)四相的控制端。按一定的頻率循環(huán)置高電平即可使可使步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)。引腳與步進(jìn)電機(jī)的線圈對(duì)應(yīng)關(guān)系如下列圖所示：在步進(jìn)電機(jī)為四相四拍時(shí)，其正轉(zhuǎn)順序?yàn)锳->B->C->D->A,在控制器中CNTL[3:0]的輸出依次為：0x8->0x4->0x2->0x1.其反轉(zhuǎn)的順序?yàn)锳->D->C->B->A，在控制器中CNTL[3:0]的輸出依次為：0x8->0x1->0x2->0x4。6設(shè)計(jì)程序#include"DSP28_Device.h"/*定義擴(kuò)展總線存儲(chǔ)器空間頁地址存放器地址為0x004020*/volatileunsignedint*p_ceselect=(volatileunsignedint*)0x004020;/*定義交通燈IO口的地址為0x80000*/volatileunsignedint*p_iodisable=(volatileunsignedint*)0x080007;//子函數(shù)聲明interruptvoideva_timer1_isr(void);//全局中斷計(jì)數(shù)變量intDirect1=0;intDirect2=0;Uint32EvaTimer1InterruptCount;Uint32 i;voidmain(void){ /*初始化系統(tǒng)*/InitSysCtrl(); /*關(guān)中斷*/DINT;IER=0x0000;IFR=0x0000;*p_ceselect=0x6;//翻開ce3空間for(i=0;i<0x100;i++);*p_iodisable=0x1;//IO空間始能 for(i=0;i<0x100;i++); /*初始化PIE控制存放器*/InitPieCtrl();/*初始化PIE矢量表*/InitPieVectTable(); /*初始化EV*/InitEv();//重新分配中斷效勞的中斷向量EALLOW;PieVectTable.T1PINT=&eva_timer1_isr; //定時(shí)器1計(jì)數(shù)中斷EDIS;//初始化變量EvaTimer1InterruptCount=0;//使能PIE組2中斷4--T1PINTPieCtrl.PIEIER2.all=M_INT4;//使能CPU中斷IER|=M_INT2;EINT;ERTM;for(;;){KickDog();}} /**********************************************///EVGP1周期中斷/**********************************************/interruptvoideva_timer1_isr(void){EvaTimer1InterruptCount++;if((EvaRegsPR1>=0xfff3)||(EvaRegsPR1==0x0011))Direct1=(Direct1==0)?1:0;if((EvaRegsPR2>=0xfff3)||(EvaRegsPR2==0x0011))Direct2=(Direct2==0)?1:0;if(Direct1==1) EvaRegsPR1=EvaRegsPR1+0x500;else EvaRegsPR1=EvaRegsPR1-0x500;if(Direct2==1) EvaRegsPR2=EvaRegsPR2+0x500;else EvaRegsPR2=EvaRegsPR2-0x500;//使能中斷EvaRegs.EVAIMRA.bit.T1PINT=1;//去除中斷標(biāo)志EvaRegs.EVAIFRA.all=BIT7;//中斷應(yīng)答接收更多的PIE組2的中斷PieCtrl.PIEACK.all=PIEACK_GROUP2;}小結(jié)這一周的課設(shè)很快的就結(jié)束了。這次課設(shè)讓我過了非常充實(shí)的