實(shí)用的電機(jī)控制程序
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，也就是說不但能轉(zhuǎn)過去，還得能轉(zhuǎn)回來呀。好吧，我們就來做一個(gè)實(shí)例程序吧，結(jié)合第 8 章的按鍵程序，我們設(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 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)。通過這個(gè)程序，我們也可以進(jìn)一步體會(huì)到如何用按鍵來控制程序完成復(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] = { //矩陣按鍵編號到標(biāo)準(zhǔn)鍵盤鍵碼的映射表
{ 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)過的角度 */
void StartMotor(signed long angle){
//在計(jì)算前關(guān)閉中斷，完成后再打開，以避免中斷打斷計(jì)算過程而造成錯(cuò)誤
EA = 0;
beats = (angle * 4076) / 360; //實(shí)測為 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 4*4 的矩陣按鍵
for (j=0; j<4; j++){
if (backup[i][j] != KeySta[i][j]){ //檢測按鍵動(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)都是按下狀態(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)來完成，也沒有在啟動(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，我們用有符號數(shù)固有的正負(fù)特性來區(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潔又很明了呢？而你對有符號數(shù)和無符號數(shù)的區(qū)別用法是不是也更有體會(huì)了？
針對終止電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的操作，我們定義了一個(gè)單獨(dú)
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