實驗原理

先來看一下硬件原理圖，可看到控制步進電機的管腳分別為：GPIO6[2]、GPIO6[3]、GPIO6[4]和GPIO1[15]。使用的是一路四相五線步進電機，使用的電機驅動芯片是L9110。

四相五線步進電機的控制方法有兩種，四相四拍和四相八拍。本實驗中使用的是四相四拍，稱為全步控制。

四相：步進電機中有四組線圈。

(資料圖)

四拍：步進電機A，B，C，D四組線圈的通電時序，四拍的驅動正轉通電順序為A-B-C-D-A-B-C-D-……循環往復，-A-B-C-D-四拍為一個循環周期。

五線：步進電機引出的接線數量為五根。

步進電機工作原理

步進電機是利用電磁鐵原理，將脈沖信號轉換成線位移或角位移的電機。在非超載的情況下，電機的轉速、停止的位置只取決于脈沖信號的頻率和脈沖數，而不受負載信號的影響。每給電機加一個脈沖信號，電機就轉過一個步距角，帶動機械移動一小段距離。

步進電機的速度控制：通過輸入的脈沖頻率快慢實現的。當發生脈沖的頻率減小時，步進電機的速度就下降；當頻率增加時，速度就加快。還可以通過頻率的改變而提高步進電機的速度或位置精度。

步進電機的位置控制：靠給定的脈沖數量控制的。給定一個脈沖，轉過一個步距角，當停止的位置確定以后，也就決定了步進電機需要給定的脈沖數。

程序流程

程序流程設計中首先要進行UART2初始化和DSP中斷初始化，接著進行矩陣鍵盤初始化和外設使能配置，然后進行管腳復用配置和定時器初始化，接著初始化定時器中斷，最后進行矩陣鍵盤掃描并控制步進電機的轉動。

管腳復用源碼

管腳復用配置

GPIO復用配置操作直接封裝成了函數，使用時，相關函數通過“gpio.h”文件引用。

StarterWare API接口：GPIOBank0Pin0PinMuxSetup();

方向配置源碼

第一個參數時GPIO的基地址，第二個參數是GPIO的編號，第三個參數設置GPIO的方向

管腳方向配置

使用StarterWare 的庫將 GPIO 口配置為輸出或輸入。使用時，直接包含“gpio.h”文件即可。

StarterWare API 接口：GPIODirModeSet(SOC_GPIO_0_REGS, 141, GPIO_DIR_INPUT);

數據配置源碼

第一個參數是GPIO的基地址，第二個參數是GPIO的編號，第三個參數設置GPIO的電平

數據寄存器配置

使用 StarterWare 的庫來設置GPIO的值。

使用時，直接包含“gpio.h”文件即可。

StarterWare API 接口：GPIOPinWrite(SOC_GPIO_0_REGS, 105, GPIO_PIN_LOW);

定時器配置源碼

第一個參數是定時器模塊寄存器的基地址，第二個參數是用于配置定時器模塊。

定時器配置

使用 StarterWare 的庫來配置定時器。

使用時，相關函數通過“timer.h”文件引用。

StarterWare API 接口：void TimerConfigure(unsigned int baseAddr, unsigned int config)

周期配置源碼

第一個參數是定時器模塊寄存器的基地址，第二個參數是要設置周期的定時器，第三個參數是設置的周期大小

定時器周期配置

使用 StarterWare 的庫來配置定時器周期。

使用時，相關函數通過“gpio.h”文件引用。

StarterWare API 接口：void TimerPeriodSet(unsigned int baseAddr, unsigned int timer, unsigned int period)

定時器使能源碼

第一個參數是定時器模塊寄存器的基地址，第二個參數是要使能的定時器，第三個參數是配置使能定時器的模式。

定時器使能配置

使用 StarterWare 的庫來使能定時器。

使用時，相關函數通過“gpio.h”文件引用。

StarterWare API 接口：void TimerEnable(unsigned int baseAddr, unsigned int timer, unsigned int enaMode)

操作現象

硬件連接

本實驗使用的硬件接口為步進電機和UART2 RS232接口，所需硬件為實驗板、仿真器、RS232 交叉串口母母線、USB轉RS232串口線和電源。

（1）使用 RS232 交叉串口母母線和 USB 轉 RS232 串口線連接實驗板的UART2串口和電腦的 USB口。

（2）連接仿真器和電腦的USB接口，

（3）將撥碼開關撥到DEBUG模式01111，連接實驗箱電源，撥動電源開關上電。

串口調試工具調節

（1）先在設備管理器查看串口的端口號；

（2）再設置串口調試工具，

軟件操作

設置好串口調試工具后，在CCS里進行相關操作

導入工程，選擇Demo文件夾下的對應工程

編譯工程

將CCS連接實驗箱并加載程序

點擊運行程序，實驗板上步進電機開始轉動，串口調試終端打印步進電機轉動的信息。

Direction 表示轉動方向，正方向轉動為 Forward，反方向轉動為 Backward；

SpeedLevel表示轉速，最慢為 0，最快為 5；

按鍵 7 控制轉方向。

按鍵 8 控制加速。

按鍵 9 控制減速。

按下按鍵 7 調轉方向，按下按鍵 8 加速，實驗板上步進電機開始反方向轉動