實(shí)用的電機(jī)控制程序

時(shí)間：2018-08-09 12:40:01

關(guān)鍵字：單片機(jī) 電機(jī)控制程序

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[導(dǎo)讀]上面我們雖然完成了用中斷控制電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的程序，但實(shí)際上這個(gè)程序還是沒(méi)多少實(shí)用價(jià)值的，我們不能每次想讓它轉(zhuǎn)動(dòng)的時(shí)候都上下電啊，是吧。還有就是它不但能正轉(zhuǎn)還得能反轉(zhuǎn)啊，也就是說(shuō)不但能轉(zhuǎn)過(guò)去，還得能轉(zhuǎn)回來(lái)呀。

上面我們雖然完成了用中斷控制電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的程序，但實(shí)際上這個(gè)程序還是沒(méi)多少實(shí)用價(jià)值的，我們不能每次想讓它轉(zhuǎn)動(dòng)的時(shí)候都上下電啊，是吧。還有就是它不但能正轉(zhuǎn)還得能反轉(zhuǎn)啊，也就是說(shuō)不但能轉(zhuǎn)過(guò)去，還得能轉(zhuǎn)回來(lái)呀。好吧，我們就來(lái)做一個(gè)實(shí)例程序吧，結(jié)合第 8 章的按鍵程序，我們?cè)O(shè)計(jì)這樣一個(gè)功能程序：按數(shù)字鍵 1～9，控制電機(jī)轉(zhuǎn)過(guò) 1～9 圈；配合上下鍵改變轉(zhuǎn)動(dòng)方向，按向上鍵后正向轉(zhuǎn) 1～9 圈，向下鍵則反向轉(zhuǎn) 1～9 圈；左鍵固定正轉(zhuǎn) 90 度，右鍵固定反轉(zhuǎn) 90；Esc 鍵終止轉(zhuǎn)動(dòng)。通過(guò)這個(gè)程序，我們也可以進(jìn)一步體會(huì)到如何用按鍵來(lái)控制程序完成復(fù)雜的功能，以及控制和執(zhí)行模塊之間如何協(xié)調(diào)工作，而你的編程水平也可以在這樣的實(shí)踐練習(xí)中得到鍛煉和提升。

#include

sbit KEY_IN_1 = P2^4;

sbit KEY_IN_2 = P2^5;

sbit KEY_IN_3 = P2^6;

sbit KEY_IN_4 = P2^7;

sbit KEY_OUT_1 = P2^3;

sbit KEY_OUT_2 = P2^2;

sbit KEY_OUT_3 = P2^1;

sbit KEY_OUT_4 = P2^0;

unsigned char code KeyCodeMap[4][4] = { //矩陣按鍵編號(hào)到標(biāo)準(zhǔn)鍵盤(pán)鍵碼的映射表

{ 0x31, 0x32, 0x33, 0x26 }, //數(shù)字鍵 1、數(shù)字鍵 2、數(shù)字鍵 3、向上鍵

{ 0x34, 0x35, 0x36, 0x25 }, //數(shù)字鍵 4、數(shù)字鍵 5、數(shù)字鍵 6、向左鍵

{ 0x37, 0x38, 0x39, 0x28 }, //數(shù)字鍵 7、數(shù)字鍵 8、數(shù)字鍵 9、向下鍵

{ 0x30, 0x1B, 0x0D, 0x27 } //數(shù)字鍵 0、ESC 鍵、回車鍵、向右鍵

};

unsigned char KeySta[4][4] = { //全部矩陣按鍵的當(dāng)前狀態(tài)

{1, 1, 1, 1}, {1, 1, 1, 1}, {1, 1, 1, 1}, {1, 1, 1, 1}

};

signed long beats = 0; //電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)節(jié)拍總數(shù)

void KeyDriver();

void main(){

EA = 1; //使能總中斷

TMOD = 0x01; //設(shè)置 T0 為模式 1

TH0 = 0xFC; //為 T0 賦初值 0xFC67，定時(shí) 1ms

TL0 = 0x67;

ET0 = 1; //使能 T0 中斷

TR0 = 1; //啟動(dòng) T0

while (1){

KeyDriver(); //調(diào)用按鍵驅(qū)動(dòng)函數(shù)

}

/* 步進(jìn)電機(jī)啟動(dòng)函數(shù)，angle-需轉(zhuǎn)過(guò)的角度 */

void StartMotor(signed long angle){

//在計(jì)算前關(guān)閉中斷，完成后再打開(kāi)，以避免中斷打斷計(jì)算過(guò)程而造成錯(cuò)誤

EA = 0;

beats = (angle * 4076) / 360; //實(shí)測(cè)為 4076 拍轉(zhuǎn)動(dòng)一圈

EA = 1;

}

/* 步進(jìn)電機(jī)停止函數(shù) */

void StopMotor(){

EA = 0;

beats = 0;

EA = 1;

}

/* 按鍵動(dòng)作函數(shù)，根據(jù)鍵碼執(zhí)行相應(yīng)的操作，keycode-按鍵鍵碼 */

void KeyAction(unsigned char keycode){

static bit dirMotor = 0; //電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)方向

//控制電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng) 1-9 圈

if ((keycode>=0x30) && (keycode<=0x39)){

if (dirMotor == 0){

StartMotor(360*(keycode-0x30));

}else{

StartMotor(-360*(keycode-0x30));

}

}else if (keycode == 0x26){ //向上鍵，控制轉(zhuǎn)動(dòng)方向?yàn)檎D(zhuǎn)

dirMotor = 0;

}else if (keycode == 0x28){ //向下鍵，控制轉(zhuǎn)動(dòng)方向?yàn)榉崔D(zhuǎn)

dirMotor = 1;

}else if (keycode == 0x25){ //向左鍵，固定正轉(zhuǎn) 90 度

StartMotor(90);

}else if (keycode == 0x27){ //向右鍵，固定反轉(zhuǎn) 90 度

StartMotor(-90);

}else if (keycode == 0x1B){ //Esc 鍵，停止轉(zhuǎn)動(dòng)

StopMotor();

}

/* 按鍵驅(qū)動(dòng)函數(shù)，檢測(cè)按鍵動(dòng)作，調(diào)度相應(yīng)動(dòng)作函數(shù)，需在主循環(huán)中調(diào)用 */

void KeyDriver(){

unsigned char i, j;

static unsigned char backup[4][4] = { //按鍵值備份，保存前一次的值

{1, 1, 1, 1}, {1, 1, 1, 1}, {1, 1, 1, 1}, {1, 1, 1, 1}

};

for (i=0; i<4; i++){ //循環(huán)檢測(cè) 4*4 的矩陣按鍵

for (j=0; j<4; j++){

if (backup[i][j] != KeySta[i][j]){ //檢測(cè)按鍵動(dòng)作

if (backup[i][j] != 0){ //按鍵按下時(shí)執(zhí)行動(dòng)作

KeyAction(KeyCodeMap[i][j]); //調(diào)用按鍵動(dòng)作函數(shù)

}

backup[i][j] = KeySta[i][j]; //刷新前一次的備份值

}

/* 按鍵掃描函數(shù)，需在定時(shí)中斷中調(diào)用，推薦調(diào)用間隔 1ms */

void KeyScan(){

unsigned char i;

static unsigned char keyout = 0; //矩陣按鍵掃描輸出索引

static unsigned char keybuf[4][4] = { //矩陣按鍵掃描緩沖區(qū)

{0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF}, {0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF},

{0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF}, {0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF}

};

//將一行的 4 個(gè)按鍵值移入緩沖區(qū)

keybuf[keyout][0] = (keybuf[keyout][0] << 1) | KEY_IN_1;

keybuf[keyout][1] = (keybuf[keyout][1] << 1) | KEY_IN_2;

keybuf[keyout][2] = (keybuf[keyout][2] << 1) | KEY_IN_3;

keybuf[keyout][3] = (keybuf[keyout][3] << 1) | KEY_IN_4;

//消抖后更新按鍵狀態(tài)

for (i=0; i<4; i++){ //每行 4 個(gè)按鍵，所以循環(huán) 4 次

if ((keybuf[keyout][i] & 0x0F) == 0x00){

//連續(xù) 4 次掃描值為 0，即 4*4ms 內(nèi)都是按下?tīng)顟B(tài)時(shí)，可認(rèn)為按鍵已穩(wěn)定的按下

KeySta[keyout][i] = 0;

}else if ((keybuf[keyout][i] & 0x0F) == 0x0F){

//連續(xù) 4 次掃描值為 1，即 4*4ms 內(nèi)都是彈起狀態(tài)時(shí)，可認(rèn)為按鍵已穩(wěn)定的彈起

KeySta[keyout][i] = 1;

}

//執(zhí)行下一次的掃描輸出

keyout++; //輸出索引遞增

keyout = keyout & 0x03; //索引值加到 4 即歸零

//根據(jù)索引，釋放當(dāng)前輸出引腳，拉低下次的輸出引腳

switch (keyout){

case 0: KEY_OUT_4 = 1; KEY_OUT_1 = 0; break;

case 1: KEY_OUT_1 = 1; KEY_OUT_2 = 0; break;

case 2: KEY_OUT_2 = 1; KEY_OUT_3 = 0; break;

case 3: KEY_OUT_3 = 1; KEY_OUT_4 = 0; break;

default: break;

}

/* 電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)控制函數(shù) */

void TurnMotor(){

unsigned char tmp; //臨時(shí)變量

static unsigned char index = 0; //節(jié)拍輸出索引

unsigned char code BeatCode[8] = { //步進(jìn)電機(jī)節(jié)拍對(duì)應(yīng)的 IO 控制代碼

0xE, 0xC, 0xD, 0x9, 0xB, 0x3, 0x7, 0x6

};

if (beats != 0){ //節(jié)拍數(shù)不為 0 則產(chǎn)生一個(gè)驅(qū)動(dòng)節(jié)拍

if (beats > 0){ //節(jié)拍數(shù)大于 0 時(shí)正轉(zhuǎn)

index++; //正轉(zhuǎn)時(shí)節(jié)拍輸出索引遞增

index = index & 0x07; //用&操作實(shí)現(xiàn)到 8 歸零

beats--; //正轉(zhuǎn)時(shí)節(jié)拍計(jì)數(shù)遞減

}else{ //節(jié)拍數(shù)小于 0 時(shí)反轉(zhuǎn)

index--; //反轉(zhuǎn)時(shí)節(jié)拍輸出索引遞減

index = index & 0x07; //用&操作同樣可以實(shí)現(xiàn)到-1 時(shí)歸 7

beats++; //反轉(zhuǎn)時(shí)節(jié)拍計(jì)數(shù)遞增

}

tmp = P1; //用 tmp 把 P1 口當(dāng)前值暫存

tmp = tmp & 0xF0; //用&操作清零低 4 位

tmp = tmp | BeatCode[index]; //用|操作把節(jié)拍代碼寫(xiě)到低 4 位

P1 = tmp; //把低 4 位的節(jié)拍代碼和高 4 位的原值送回 P1

}else{ //節(jié)拍數(shù)為 0 則關(guān)閉電機(jī)所有的相

P1 = P1 | 0x0F;

}

/* T0 中斷服務(wù)函數(shù)，用于按鍵掃描與電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)控制 */

void InterruptTimer0() interrupt 1{

static bit div = 0;

TH0 = 0xFC; //重新加載初值

TL0 = 0x67;

KeyScan(); //執(zhí)行按鍵掃描

//用一個(gè)靜態(tài) bit 變量實(shí)現(xiàn)二分頻，即 2ms 定時(shí)，用于控制電機(jī)

div = ~div;

if (div == 1){

TurnMotor();

}

這個(gè)程序是第 8 章和本章知識(shí)的一個(gè)綜合——用按鍵控制步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)。程序中有這么幾點(diǎn)值得注意，我們分述如下：

針對(duì)電機(jī)要完成正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)兩個(gè)不同的操作，我們并沒(méi)有使用正轉(zhuǎn)啟動(dòng)函數(shù)和反轉(zhuǎn)啟動(dòng)函數(shù)這么兩個(gè)函數(shù)來(lái)完成，也沒(méi)有在啟動(dòng)函數(shù)定義的時(shí)候增加一個(gè)形式參數(shù)來(lái)指明其方向。我們這里的啟動(dòng)函數(shù) void StartMotor(signed long angle)與單向正轉(zhuǎn)時(shí)的啟動(dòng)函數(shù)唯一的區(qū)別就是把形式參數(shù) angle 的類型從 unsigned long 改為了 signed long，我們用有符號(hào)數(shù)固有的正負(fù)特性來(lái)區(qū)分正轉(zhuǎn)與反轉(zhuǎn)，正數(shù)表示正轉(zhuǎn) angle 度，負(fù)數(shù)就表示反轉(zhuǎn) angle 度，這樣處理是不是很簡(jiǎn)潔又很明了呢？而你對(duì)有符號(hào)數(shù)和無(wú)符號(hào)數(shù)的區(qū)別用法是不是也更有體會(huì)了？

針對(duì)終止電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的操作，我們定義了一個(gè)單獨(dú)