AVR单片机步进电机实验.docx

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1、,匕京阴亢文/五士太孚B E I H A N G UNIVERSITY机电控制工程技术作业 AVR单片机步进电机实验姓名班级目录一、 实验目的1二、 实验任务1三、实验设备1四、实验思路及过程12.1 实验箱中基本的器件及其控制方式：12.2 程序流程图22.3 代码编写3五、程序调试5六、感想7七、项目分工7八、附录7一、 实验目的1 .学习使用单片机编程软件ICCV7 for AVR以及烧写软件progisp2 . 了解并使用ATmega8单片机及其外围电路二、实验任务通过电位计控制电机转速，按键控制转向，并在数码管上稳定的显示当前转速三、实验设备1 .机电控制工程实验教学平台实验箱2 .

2、 PC一台U!实验思路及过程4.1 实验箱中基本的器件及其控制方式:实验箱中单片机开发板如下佟|：ISP下载口串口通信复位键ATmegaLM7805步进电总电源开关电机控制的跳线直流伺服电机接口12V电源输入两个控制按钮步进电机接口图表1单片机开发板硬件图解4.1.1 硬件介绍该实验中用到了，ATmega8的最小系统（晶振（U.059MHZ）,滤波电路，复位电路，ISP下载，电源），以及外围器件（4位数码管及其驱动芯片ZLG7289, 4个LED灯，2个中断按钮,1个旋转电位计,以及24BYJ48A型步进电机和L298芯片）4.1.2 外围器件的工作原理简介4位数码管由ZLG7289芯片驱动，

3、采用的驱动方式为动态显示，ATmega8通过PD57管脚与ZLG7289之间进行数据传送。4个LED灯与PC03管脚相连，当管脚输出低电平时，LED点亮。2个中断开关与PD2、PD3相连，其中断方式可以为电平触发和沿触发 旋转电位计输出电压为05V，与ADC7相连，通过ATmega8中ADC模块可以得到10位精度的电压数字量值。24BYJ48A型步进电机为4相直流步进电机，其工作电压为12V,由L298芯片控制，L298芯片与ATmega8通过PA14相连。该步进电机的通电方式为四相单双八拍。其步距角0 = 5.625。/64其转速计算公式为60 x 5.625o/64 x fn =r/min

4、360/4.2 程序流程图图表2程序流程图4.3 代码编写利用ICCV7 for AVR软件编写单片机程序新建一个project,在project中新建一个c程序。利用Application Builder按钮辅助建立C程序。CPU设置：选择M8,晶振选1L059MHZ,选择INTO和INT1,选择下降沿中断；CPU | Ports I TimerO Timeri | Timer2 | UART | SPI | AnalogProcessorTarget CPUXtal speed (MHz)M8I11 0593type a custom value PLL enableXDIV freque

5、ncyF XDIV enable. 185728Hz 三Trigger on.Watchdog timer Use WD Prescale cycles 16K EnableInterrupt enable 匚区 INTO|x INT1r WT2Edge 厂 NI3 H14rNT5r wreNT7| Falling edg |Falling edgLow level jjLow levelLow levelLow levelLow levelLow level 二|Commentnew designEEPROMr ready interrupt 端口设置:portBl4, port CO-3,

6、 portD57改为输出(O),值默认为零7 6 5 4 3 2 1 0DirectionValue 厂厂厂向向成府厂Change 厂厂厂厂厂厂厂厂Port CDirectionValueChangePort DDirectionValueChange6 5 4 3 2 1 0rnfifTroFiofo厂厂厂厂历何向何rrrrrrrr7 6 5 4 3 2 1 0io o ro rr ri rrrrri0 0 re rrrrrrrrrrrrr 时间计数器：选择Timel,计数溢出中断，初始计时时间选择50HzInitialisationV Use TimeriDesired value Uni

7、ts50- Hz 二F Overflow interrupt 区Actual value (error%)50.232Hz (0.5%)Prescale select1024TCNT1HOxFFTCNT1L0x29Waveform modeSELECT. I TOPo 三OxFFFFCompare AOCR1AH OCR1AL0x00 0xD7Compare BOCR1BH OCR1BL0x00 0xD7OC1A output mode| Disconnected 勺OC1B output mode| Disconnected Clear on compareF Compare A inter

8、ruptF Compare B interruptInput capture Noise cancel Rising edge Pin enable Capture interruptICR1H ICR1L0x00 0xD7ADC模块设置：启用ADC模块，ADC模块使能，选用开始转换和连续转换以及ADC转换结束中断使能，1()位精度，右对齐Analog Comparatorr Use Analog comparatorAnalog to Digital ConvertorB use ADCPi区 ADC enable区 Disable Timeri input capture enable M

9、ultiplexer enable Bandgap referenceInterrupt trigger level| Output toggletJ区 Free-run select区 Start conversion Auto trigger Bandg 叩 referenc Internal reference Left adjustReference| AREFPrescaleConversion time: 150uSTrigger sourceI Free running High speed Compare interrupt区 Conversion complete inter

10、rupt 最后在设置中添加主函数即Include”mairT()将其他控制代码添入程序，完整程序见附录程序控制的基本思路为，由AD7采集电位计电量并进行模数转换后得到value,该value由对应的函数公式转换为定时计数器初值TCNT1H和TCNT1L,即改变定时长短，然后在定时计数溢出中断程序中，执行电机换相指令，即可以完成由电位器控制电机转速任务；电机正反转控制由外部中断INTO和INT1改变标志变量，进而电机换相方向即可；数码管显示由头文件中对应程序完成。五、程序调试在基础实验第一次运行时，不管怎么调电位计，电机的运行频率有变化，但是电机怎么都不转。后来查程序发现：当变量count 1求

11、得高八位并赋值给TCNT1H后，电机不转，当宜接给TCNT1H赋值为OxFF时，电机转动。在调试扩展实验的时候，发现不管怎么调节电位计，数码管所显示的始终为0000,仔细检查发现门诃题所在：计算角度的关系中，由于360/2048这两个数均为整型，相除后得零，应该改为0.087890625*2,。改后，单片机运行出现问题。当旋转电位计到一定值后，按下按键电机方向反向，数码管显示的角度一直减小到负值，同时在正向转动时，电位计旋转到最大值的时候，数码管也不显示360 o这种现象有时候出现，有时候则正常，我们反复检查程序也没发现错误。经过思考，我们发现，如果当电机没有转到电位计AD值所对应的角度时,按

12、下反向键就会产生这样的问题。因此在操作过程中，我们要避免电机还没停止的时候按下反向按键。之后程序一切正常。口口.MiMotorRSTU-L*J J ./. ”，w六、感想程序中容易出现一些不起眼的小错误，比如漏掉分号，或者变量的类型不匹配导致赋值不成功；两个int变量相除时应该先转换为float型或者直接赋值；还有电机运行频率有一定范围，太小电机就不转了。程序最终调试成功，还是有一定成就感的，虽然程序在我们的独立思考和助教的帮助下，并没有那么难，但是毕竟是第一次接触单片机，能够调试成功还是付出了一番努力的。因为单片机对工科生很重要，我想，我在以后的工作和学习中还会再接触到它，我应该再接再励，在

13、以后有机会的时候更加深入研究它，也让自己的能力有进一步的提高七、项目分工贺英杰：配置，基础实验电位计控制转速，扩展实验电位计控制转角崔家浩：基础实验数码管显示转速，扩展实验数码管显示角度孙汶慧：基础作业四相八拍，扩展作业四相双四拍陈柯宇：LED灯显示速度快慢熊宇飞：基础实验正反转，扩展实验正反转八、附录1.基础实验/ICC-AVR application builder : 2014/5/11 23:58:19/ Target : M8/ Crystal: 11 .059Mhzincludeincludeinclude#include#define#define#define#define# define#define#define# defineng7289.hndelay .hA()B()COD()AB()BC()CD()DA()(PORTB =(PORTB =(PORTB =(PORTB =0B00000010)0B00001000)0B00000100)0B00010000)(PORTB =(PORTB =(PORTB =(PORTB =0B00001010)0B00001100)0B00010100)0B00010010)int step=();int dir_flag= 1;i