实例介绍
【实例简介】
实验器材:
战舰V3\精英STM32F103开发板实验目的:
学习ATK-2MD4850 步进电机驱动器的使用，学会使用驱动器控制步进电机相对定位和绝对定位。
硬件资源:
1,DS0(连接在PF9).
2,串口1(波特率:115200,PA9/PA10连接在板载USB转串口芯片CH340上面).
3,按键KEY0(PE4)/KEY1(PE3)/KEY_UP(PA0,也称之为WK_UP) .
4,步进电机驱动器控制信号线如下
DRIVER_DIR <-------------> PC0 (OV_D0)
DRIVER_OE <-------------> PC2 (OV_D2)
STEP_PULSE <-------------> PC7 (TIM8_CH2,OV_D7)
实验现象:
本实验通过usmart或者板载按键调用单片机里面的函数，实现对步进电机驱动器的控制，从而控制步进电机的相对定位和绝对定位;
按下KEY0,步进电机以500HZ的频率顺时针转动200个脉冲的角度(相对定位);
按下KEY1,步进电机以500HZ的频率逆时针转动400个脉冲的角度(相对定位);
按下KEY_UP,步进电机以500HZ的频率回到绝对原点(绝对定位);
同时DS1 以1s的周期闪烁，提示代码正在运行。
注意事项:
1,串口波特率为115200.
2,请用USB线连接在USB_232,找到USB转串口后测试本例程.
3,P4(P3精英板)的PA9/PA10必须通过跳线帽连接在RXD/TXD上.
4,驱动器接收脉冲频率范围 20Hz~100KHz.
5,这个测试代码不支持电机加减速控制，所以一定注意电机的启动转速不能设置过高(≤180rpm)，否则可能导致电机堵转!!
6,驱动器控制信号线占用了OV_D1,OV_D6,OV_D7，所以这个例程不能使用摄像头模块.
【实例截图】
【核心代码】
#include "usmart.h"
#include "usart.h"
#include "sys.h"
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//本程序只供学习使用，未经作者许可，不得用于其它任何用途
//ALIENTEK STM32开发板
//正点原子@ALIENTEK
//技术论坛:www.openedv.com
//版本：V3.1
//版权所有，盗版必究。
//Copyright(C) 正点原子 2011-2021
//All rights reserved
//********************************************************************************
//升级说明
//V1.4
//增加了对参数为string类型的函数的支持.适用范围大大提高.
//优化了内存占用,静态内存占用为79个字节@10个参数.动态适应数字及字符串长度
//V2.0
//1,修改了list指令,打印函数的完整表达式.
//2,增加了id指令,打印每个函数的入口地址.
//3,修改了参数匹配,支持函数参数的调用(输入入口地址).
//4,增加了函数名长度宏定义.
//V2.1 20110707
//1,增加dec,hex两个指令,用于设置参数显示进制,及执行进制转换.
//注:当dec,hex不带参数的时候,即设定显示参数进制.当后跟参数的时候,即执行进制转换.
//如:"dec 0XFF" 则会将0XFF转为255,由串口返回.
//如:"hex 100" 则会将100转为0X64,由串口返回
//2,新增usmart_get_cmdname函数,用于获取指令名字.
//V2.2 20110726
//1,修正了void类型参数的参数统计错误.
//2,修改数据显示格式默认为16进制.
//V2.3 20110815
//1,去掉了函数名后必须跟"("的限制.
//2,修正了字符串参数中不能有"("的bug.
//3,修改了函数默认显示参数格式的修改方式.
//V2.4 20110905
//1,修改了usmart_get_cmdname函数,增加最大参数长度限制.避免了输入错误参数时的死机现象.
//2,增加USMART_ENTIM4_SCAN宏定义,用于配置是否使用TIM2定时执行scan函数.
//V2.5 20110930
//1,修改usmart_init函数为void usmart_init(u8 sysclk),可以根据系统频率自动设定扫描时间.(固定100ms)
//2,去掉了usmart_init函数中的uart_init函数,串口初始化必须在外部初始化,方便用户自行管理.
//V2.6 20111009
//1,增加了read_addr和write_addr两个函数.可以利用这两个函数读写内部任意地址(必须是有效地址).更加方便调试.
//2,read_addr和write_addr两个函数可以通过设置USMART_USE_WRFUNS为来使能和关闭.
//3,修改了usmart_strcmp,使其规范化.
//V2.7 20111024
//1,修正了返回值16进制显示时不换行的bug.
//2,增加了函数是否有返回值的判断,如果没有返回值,则不会显示.有返回值时才显示其返回值.
//V2.8 20111116
//1,修正了list等不带参数的指令发送后可能导致死机的bug.
//V2.9 20120917
//1,修改了形如：void*xxx(void)类型函数不能识别的bug。
//V3.0 20130425
//1,新增了字符串参数对转义符的支持。
//V3.1 20131120
//1,增加runtime系统指令,可以用于统计函数执行时间.
//用法:
//发送:runtime 1 ,则开启函数执行时间统计功能
//发送:runtime 0 ,则关闭函数执行时间统计功能
///runtime统计功能,必须设置:USMART_ENTIMX_SCAN 为1,才可以使用!!
/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
//系统命令
u8 *sys_cmd_tab[]=
{
"?",
"help",
"list",
"id",
"hex",
"dec",
"runtime",
};
//处理系统指令
//0,成功处理;其他,错误代码;
u8 usmart_sys_cmd_exe(u8 *str)
{
u8 i;
u8 sfname[MAX_FNAME_LEN];//存放本地函数名
u8 pnum;
u8 rval;
u32 res;
res=usmart_get_cmdname(str,sfname,&i,MAX_FNAME_LEN);//得到指令及指令长度
if(res)return USMART_FUNCERR;//错误的指令
str =i;
for(i=0;i<sizeof(sys_cmd_tab)/4;i )//支持的系统指令
{
if(usmart_strcmp(sfname,sys_cmd_tab[i])==0)break;
}
switch(i)
{
case 0:
case 1://帮助指令
printf("\r\n");
#if USMART_USE_HELP
printf("------------------------USMART V3.1------------------------ \r\n");
printf(" USMART是由ALIENTEK开发的一个灵巧的串口调试互交组件,通过 \r\n");
printf("它,你可以通过串口助手调用程序里面的任何函数,并执行.因此,你可\r\n");
printf("以随意更改函数的输入参数(支持数字(10/16进制)、字符串、函数入\r\n");
printf("口地址等作为参数),单个函数最多支持10个输入参数,并支持函数返 \r\n");
printf("回值显示.新增参数显示进制设置功能,新增进制转换功能.\r\n");
printf("技术支持:www.openedv.com\r\n");
printf("USMART有7个系统命令:\r\n");
printf("?: 获取帮助信息\r\n");
printf("help: 获取帮助信息\r\n");
printf("list: 可用的函数列表\r\n\n");
printf("id: 可用函数的ID列表\r\n\n");
printf("hex: 参数16进制显示,后跟空格 数字即执行进制转换\r\n\n");
printf("dec: 参数10进制显示,后跟空格 数字即执行进制转换\r\n\n");
printf("runtime:1,开启函数运行计时;0,关闭函数运行计时;\r\n\n");
printf("请按照程序编写格式输入函数名及参数并以回车键结束.\r\n");
printf("--------------------------ALIENTEK------------------------- \r\n");
#else
printf("指令失效\r\n");
#endif
break;
case 2://查询指令
printf("\r\n");
printf("-------------------------函数清单--------------------------- \r\n");
for(i=0;i<usmart_dev.fnum;i )printf("%s\r\n",usmart_dev.funs[i].name);
printf("\r\n");
break;
case 3://查询ID
printf("\r\n");
printf("-------------------------函数 ID --------------------------- \r\n");
for(i=0;i<usmart_dev.fnum;i )
{
usmart_get_fname((u8*)usmart_dev.funs[i].name,sfname,&pnum,&rval);//得到本地函数名
printf("%s id is:\r\n0X%08X\r\n",sfname,usmart_dev.funs[i].func); //显示ID
}
printf("\r\n");
break;
case 4://hex指令
printf("\r\n");
usmart_get_aparm(str,sfname,&i);
if(i==0)//参数正常
{
i=usmart_str2num(sfname,&res); //记录该参数
if(i==0) //进制转换功能
{
printf("HEX:0X%X\r\n",res); //转为16进制
}else if(i!=4)return USMART_PARMERR;//参数错误.
else //参数显示设定功能
{
printf("16进制参数显示!\r\n");
usmart_dev.sptype=SP_TYPE_HEX;
}
}else return USMART_PARMERR; //参数错误.
printf("\r\n");
break;
case 5://dec指令
printf("\r\n");
usmart_get_aparm(str,sfname,&i);
if(i==0)//参数正常
{
i=usmart_str2num(sfname,&res); //记录该参数
if(i==0) //进制转换功能
{
printf("DEC:%lu\r\n",res); //转为10进制
}else if(i!=4)return USMART_PARMERR;//参数错误.
else //参数显示设定功能
{
printf("10进制参数显示!\r\n");
usmart_dev.sptype=SP_TYPE_DEC;
}
}else return USMART_PARMERR; //参数错误.
printf("\r\n");
break;
case 6://runtime指令,设置是否显示函数执行时间
printf("\r\n");
usmart_get_aparm(str,sfname,&i);
if(i==0)//参数正常
{
i=usmart_str2num(sfname,&res); //记录该参数
if(i==0) //读取指定地址数据功能
{
if(USMART_ENTIMX_SCAN==0)printf("\r\nError! \r\nTo EN RunTime function,Please set USMART_ENTIMX_SCAN = 1 first!\r\n");//报错
else
{
usmart_dev.runtimeflag=res;
if(usmart_dev.runtimeflag)printf("Run Time Calculation ON\r\n");
else printf("Run Time Calculation OFF\r\n");
}
}else return USMART_PARMERR; //未带参数,或者参数错误
}else return USMART_PARMERR; //参数错误.
printf("\r\n");
break;
default://非法指令
return USMART_FUNCERR;
}
return 0;
}
////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
//移植注意:本例是以stm32为例,如果要移植到其他mcu,请做相应修改.
//usmart_reset_runtime,清除函数运行时间,连同定时器的计数寄存器以及标志位一起清零.并设置重装载值为最大,以最大限度的延长计时时间.
//usmart_get_runtime,获取函数运行时间,通过读取CNT值获取,由于usmart是通过中断调用的函数,所以定时器中断不再有效,此时最大限度
//只能统计2次CNT的值,也就是清零后 溢出一次,当溢出超过2次,没法处理,所以最大延时,控制在:2*计数器CNT*0.1ms.对STM32来说,是:13.1s左右
//其他的:TIM4_IRQHandler和Timer2_Init,需要根据MCU特点自行修改.确保计数器计数频率为:10Khz即可.另外,定时器不要开启自动重装载功能!!
#if USMART_ENTIMX_SCAN==1
//复位runtime
//需要根据所移植到的MCU的定时器参数进行修改
void usmart_reset_runtime(void)
{
TIM_ClearFlag(TIM4,TIM_FLAG_Update);//清除中断标志位
TIM_SetAutoreload(TIM4,0XFFFF);//将重装载值设置到最大
TIM_SetCounter(TIM4,0); //清空定时器的CNT
usmart_dev.runtime=0;
}
//获得runtime时间
//返回值:执行时间,单位:0.1ms,最大延时时间为定时器CNT值的2倍*0.1ms
//需要根据所移植到的MCU的定时器参数进行修改
u32 usmart_get_runtime(void)
{
if(TIM_GetFlagStatus(TIM4,TIM_FLAG_Update)==SET)//在运行期间,产生了定时器溢出
{
usmart_dev.runtime =0XFFFF;
}
usmart_dev.runtime =TIM_GetCounter(TIM4);
return usmart_dev.runtime; //返回计数值
}
//下面这两个函数,非USMART函数,放到这里,仅仅方便移植.
//定时器4中断服务程序
void TIM4_IRQHandler(void)
{
if(TIM_GetITStatus(TIM4,TIM_IT_Update)==SET)//溢出中断
{
usmart_dev.scan(); //执行usmart扫描
TIM_SetCounter(TIM4,0); //清空定时器的CNT
TIM_SetAutoreload(TIM4,100);//恢复原来的设置
}
TIM_ClearITPendingBit(TIM4,TIM_IT_Update); //清除中断标志位
}
//使能定时器4,使能中断.
void Timer4_Init(u16 arr,u16 psc)
{
TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseStructure;
NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM4, ENABLE); //TIM4时钟使能
//TIM4初始化设置
TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = arr; //设置在下一个更新事件装入活动的自动重装载寄存器周期的值 计数到5000为500ms
TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler =psc; //设置用来作为TIMx时钟频率除数的预分频值 10Khz的计数频率
TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = 0; //设置时钟分割:TDTS = Tck_tim
TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up; //TIM向上计数模式
TIM_TimeBaseInit(TIM4, &TIM_TimeBaseStructure); //根据TIM_TimeBaseInitStruct中指定的参数初始化TIMx的时间基数单位
TIM_ITConfig( TIM4, TIM_IT_Update|TIM_IT_Trigger, ENABLE );//TIM4 允许更新，触发中断
//TIM4中断分组配置
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = TIM4_IRQn; //TIM3中断
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 3; //先占优先级03级
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 3; //从优先级3级
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE; //IRQ通道被使能
NVIC_Init(&NVIC_InitStructure); //根据NVIC_InitStruct中指定的参数初始化外设NVIC寄存器
TIM_Cmd(TIM4, ENABLE); //使能TIM4
}
#endif
////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
//初始化串口控制器
//sysclk:系统时钟（Mhz）
void usmart_init(u8 sysclk)
{
#if USMART_ENTIMX_SCAN==1
Timer4_Init(1000,(u32)sysclk*100-1);//分频,时钟为10K ,100ms中断一次,注意,计数频率必须为10Khz,以和runtime单位(0.1ms)同步.
#endif
usmart_dev.sptype=1; //十六进制显示参数
}
//从str中获取函数名,id,及参数信息
//*str:字符串指针.
//返回值:0,识别成功;其他,错误代码.
u8 usmart_cmd_rec(u8*str)
{
u8 sta,i,rval;//状态
u8 rpnum,spnum;
u8 rfname[MAX_FNAME_LEN];//暂存空间,用于存放接收到的函数名
u8 sfname[MAX_FNAME_LEN];//存放本地函数名
sta=usmart_get_fname(str,rfname,&rpnum,&rval);//得到接收到的数据的函数名及参数个数
if(sta)return sta;//错误
for(i=0;i<usmart_dev.fnum;i )
{
sta=usmart_get_fname((u8*)usmart_dev.funs[i].name,sfname,&spnum,&rval);//得到本地函数名及参数个数
if(sta)return sta;//本地解析有误
if(usmart_strcmp(sfname,rfname)==0)//相等
{
if(spnum>rpnum)return USMART_PARMERR;//参数错误(输入参数比源函数参数少)
usmart_dev.id=i;//记录函数ID.
break;//跳出.
}
}
if(i==usmart_dev.fnum)return USMART_NOFUNCFIND; //未找到匹配的函数
sta=usmart_get_fparam(str,&i); //得到函数参数个数
if(sta)return sta; //返回错误
usmart_dev.pnum=i; //参数个数记录
return USMART_OK;
}
//usamrt执行函数
//该函数用于最终执行从串口收到的有效函数.
//最多支持10个参数的函数,更多的参数支持也很容易实现.不过用的很少.一般5个左右的参数的函数已经很少见了.
//该函数会在串口打印执行情况.以:"函数名(参数1，参数2...参数N)=返回值".的形式打印.
//当所执行的函数没有返回值的时候,所打印的返回值是一个无意义的数据.
void usmart_exe(void)
{
u8 id,i;
u32 res;
u32 temp[MAX_PARM];//参数转换,使之支持了字符串
u8 sfname[MAX_FNAME_LEN];//存放本地函数名
u8 pnum,rval;
id=usmart_dev.id;
if(id>=usmart_dev.fnum)return;//不执行.
usmart_get_fname((u8*)usmart_dev.funs[id].name,sfname,&pnum,&rval);//得到本地函数名,及参数个数
printf("\r\n%s(",sfname);//输出正要执行的函数名
for(i=0;i<pnum;i )//输出参数
{
if(usmart_dev.parmtype&(1<<i))//参数是字符串
{
printf("%c",'"');
printf("%s",usmart_dev.parm usmart_get_parmpos(i));
printf("%c",'"');
temp[i]=(u32)&(usmart_dev.parm[usmart_get_parmpos(i)]);
}else //参数是数字
{
temp[i]=*(u32*)(usmart_dev.parm usmart_get_parmpos(i));
if(usmart_dev.sptype==SP_TYPE_DEC)printf("%lu",temp[i]);//10进制参数显示
else printf("0X%X",temp[i]);//16进制参数显示
}
if(i!=pnum-1)printf(",");
}
printf(")");
usmart_reset_runtime(); //计时器清零,开始计时
switch(usmart_dev.pnum)
{
case 0://无参数(void类型)
res=(*(u32(*)())usmart_dev.funs[id].func)();
break;
case 1://有1个参数
res=(*(u32(*)())usmart_dev.funs[id].func)(temp[0]);
break;
case 2://有2个参数
res=(*(u32(*)())usmart_dev.funs[id].func)(temp[0],temp[1]);
break;
case 3://有3个参数
res=(*(u32(*)())usmart_dev.funs[id].func)(temp[0],temp[1],temp[2]);
break;
case 4://有4个参数
res=(*(u32(*)())usmart_dev.funs[id].func)(temp[0],temp[1],temp[2],temp[3]);
break;
case 5://有5个参数
res=(*(u32(*)())usmart_dev.funs[id].func)(temp[0],temp[1],temp[2],temp[3],temp[4]);
break;
case 6://有6个参数
res=(*(u32(*)())usmart_dev.funs[id].func)(temp[0],temp[1],temp[2],temp[3],temp[4],\
temp[5]);
break;
case 7://有7个参数
res=(*(u32(*)())usmart_dev.funs[id].func)(temp[0],temp[1],temp[2],temp[3],temp[4],\
temp[5],temp[6]);
break;
case 8://有8个参数
res=(*(u32(*)())usmart_dev.funs[id].func)(temp[0],temp[1],temp[2],temp[3],temp[4],\
temp[5],temp[6],temp[7]);
break;
case 9://有9个参数
res=(*(u32(*)())usmart_dev.funs[id].func)(temp[0],temp[1],temp[2],temp[3],temp[4],\
temp[5],temp[6],temp[7],temp[8]);
break;
case 10://有10个参数
res=(*(u32(*)())usmart_dev.funs[id].func)(temp[0],temp[1],temp[2],temp[3],temp[4],\
temp[5],temp[6],temp[7],temp[8],temp[9]);
break;
}
usmart_get_runtime();//获取函数执行时间
if(rval==1)//需要返回值.
{
if(usmart_dev.sptype==SP_TYPE_DEC)printf("=%lu;\r\n",res);//输出执行结果(10进制参数显示)
else printf("=0X%X;\r\n",res);//输出执行结果(16进制参数显示)
}else printf(";\r\n"); //不需要返回值,直接输出结束
if(usmart_dev.runtimeflag) //需要显示函数执行时间
{
printf("Function Run Time:%d.%1dms\r\n",usmart_dev.runtime/10,usmart_dev.runtime%10);//打印函数执行时间
}
}
//usmart扫描函数
//通过调用该函数,实现usmart的各个控制.该函数需要每隔一定时间被调用一次
//以及时执行从串口发过来的各个函数.
//本函数可以在中断里面调用,从而实现自动管理.
//如果非ALIENTEK用户,则USART_RX_STA和USART_RX_BUF[]需要用户自己实现
void usmart_scan(void)
{
u8 sta,len;
if(USART_RX_STA&0x8000)//串口接收完成？
{
len=USART_RX_STA&0x3fff; //得到此次接收到的数据长度
USART_RX_BUF[len]='\0'; //在末尾加入结束符.
sta=usmart_dev.cmd_rec(USART_RX_BUF);//得到函数各个信息
if(sta==0)usmart_dev.exe(); //执行函数
else
{
len=usmart_sys_cmd_exe(USART_RX_BUF);
if(len!=USMART_FUNCERR)sta=len;
if(sta)
{
switch(sta)
{
case USMART_FUNCERR:
printf("函数错误!\r\n");
break;
case USMART_PARMERR:
printf("参数错误!\r\n");
break;
case USMART_PARMOVER:
printf("参数太多!\r\n");
break;
case USMART_NOFUNCFIND:
printf("未找到匹配的函数!\r\n");
break;
}
}
}
USART_RX_STA=0;//状态寄存器清空
}
}
#if USMART_USE_WRFUNS==1 //如果使能了读写操作
//读取指定地址的值
u32 read_addr(u32 addr)
{
return *(u32*)addr;//
}
//在指定地址写入指定的值
void write_addr(u32 addr,u32 val)
{
*(u32*)addr=val;
}
#endif
标签： 步进电机
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