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[经验分享] 步进电机控制程序升级版本

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 楼主| 1988020566 发表于 2023-12-23 12:32 | 显示全部楼层 |阅读模式
控制, 控制程序, 步进电机, 步进电机控制, 电机
设计这样一个功能程序：按数字键1～9，控制电机转过1～9圈；配合上下键改变转动方向，按向上键后正向转1～9圈，向下键则反向转1～9圈；

左键固定正转90度，右键固定反转90；Esc 键终止转动。通过这个程序，我们也可以进一步体会到如何用按键来控制程序完成复杂的功能，以及控制和执行模块之间如何协调工作，而你的编程水平也可以在这样的实践练习中得到锻炼和提升。

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  1. #include <reg52.h>
    


  2. 

  3. sbit KEY_IN_1 = P2^4;
    

  4. sbit KEY_IN_2 = P2^5;
    

  5. sbit KEY_IN_3 = P2^6;
    

  6. sbit KEY_IN_4 = P2^7;
    

  7. sbit KEY_OUT_1 = P2^3;
    

  8. sbit KEY_OUT_2 = P2^2;
    

  9. sbit KEY_OUT_3 = P2^1;
    

  10. sbit KEY_OUT_4 = P2^0;
    


  11. 

  12. unsigned char code KeyCodeMap[4][4] = { //矩阵按键编号到标准键盘键码的映射表
    

  13.     { 0x31, 0x32, 0x33, 0x26 }, //数字键1、数字键2、数字键3、向上键
    

  14.     { 0x34, 0x35, 0x36, 0x25 }, //数字键4、数字键5、数字键6、向左键
    

  15.     { 0x37, 0x38, 0x39, 0x28 }, //数字键7、数字键8、数字键9、向下键
    

  16.     { 0x30, 0x1B, 0x0D, 0x27 } //数字键0、ESC 键、 回车键、 向右键
    

  17. };
    

  18. unsigned char KeySta[4][4] = { //全部矩阵按键的当前状态
    

  19.     {1, 1, 1, 1}, {1, 1, 1, 1}, {1, 1, 1, 1}, {1, 1, 1, 1}
    

  20. };
    

  21. signed long beats = 0; //电机转动节拍总数
    

  22. void KeyDriver();
    


  23. 

  24. void main(){
    

  25.     EA = 1; //使能总中断
    

  26.     TMOD = 0x01; //设置 T0 为模式1
    

  27.     TH0 = 0xFC; //为 T0 赋初值 0xFC67，定时 1 ms
    

  28.     TL0 = 0x67;
    

  29.     ET0 = 1; //使能 T0 中断
    

  30.     TR0 = 1; //启动 T0
    


  31. 

  32.     while (1){
    

  33.         KeyDriver(); //调用按键驱动函数
    

  34.     }
    

  35. }
    

  36. /* 步进电机启动函数，angle-需转过的角度 */
    

  37. void StartMotor(signed long angle){
    

  38.     //在计算前关闭中断，完成后再打开，以避免中断打断计算过程而造成错误
    

  39.     EA = 0;
    

  40.     beats = (angle * 4076) / 360; //实测为4076拍转动一圈
    

  41.     EA = 1;
    

  42. }
    

  43. /* 步进电机停止函数 */
    

  44. void StopMotor(){
    

  45.     EA = 0;
    

  46.     beats = 0;
    

  47.     EA = 1;
    

  48. }
    

  49. /* 按键动作函数，根据键码执行相应的操作，keycode-按键键码 */
    

  50. void KeyAction(unsigned char keycode){
    

  51.     static bit dirMotor = 0; //电机转动方向
    

  52.     //控制电机转动 1-9 圈
    

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

  54.         if (dirMotor == 0){
    

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

  56.         }else{
    

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

  58.         }
    

  59.     }else if (keycode == 0x26){ //向上键，控制转动方向为正转
    

  60.         dirMotor = 0;
    

  61.     }else if (keycode == 0x28){ //向下键，控制转动方向为反转
    

  62.         dirMotor = 1;
    

  63.     }else if (keycode == 0x25){ //向左键，固定正转90度
    

  64.         StartMotor(90);
    

  65.     }else if (keycode == 0x27){ //向右键，固定反转90度
    

  66.         StartMotor(-90);
    

  67.     }else if (keycode == 0x1B){ //Esc 键，停止转动
    

  68.         StopMotor();
    

  69.     }
    

  70. }
    

  71. /* 按键驱动函数，检测按键动作，调度相应动作函数，需在主循环中调用 */
    

  72. void KeyDriver(){
    

  73.     unsigned char i, j;
    

  74.     static unsigned char backup[4][4] = { //按键值备份，保存前一次的值
    

  75.         {1, 1, 1, 1}, {1, 1, 1, 1}, {1, 1, 1, 1}, {1, 1, 1, 1}
    

  76.     };
    


  77. 

  78.     for (i=0; i<4; i++){ //循环检测4*4的矩阵按键
    

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

  80.             if (backup[i][j] != KeySta[i][j]){ //检测按键动作
    

  81.                 if (backup[i][j] != 0){ //按键按下时执行动作
    

  82.                     KeyAction(KeyCodeMap[i][j]); //调用按键动作函数
    

  83.                 }
    

  84.                 backup[i][j] = KeySta[i][j]; //刷新前一次的备份值
    

  85.             }
    

  86.         }
    

  87.     }
    

  88. }
    

  89. /* 按键扫描函数，需在定时中断中调用，推荐调用间隔 1 ms */
    

  90. void KeyScan(){
    

  91.     unsigned char i;
    

  92.     static unsigned char keyout = 0; //矩阵按键扫描输出索引
    


  93. 

  94.     static unsigned char keybuf[4][4] = { //矩阵按键扫描缓冲区
    

  95.         {0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF}, {0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF},
    

  96.         {0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF}, {0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF}
    

  97.     };
    


  98. 

  99.     //将一行的4个按键值移入缓冲区
    

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

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

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

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

  104.     //消抖后更新按键状态
    

  105.     for (i=0; i<4; i++){ //每行4个按键，所以循环4次
    

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

  107.             //连续4次扫描值为0，即 4*4 ms 内都是按下状态时，可认为按键已稳定的按下
    

  108.             KeySta[keyout][i] = 0;
    

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

  110.             //连续4次扫描值为1，即 4*4 ms 内都是弹起状态时，可认为按键已稳定的弹起
    

  111.             KeySta[keyout][i] = 1;
    

  112.         }
    

  113.     }
    

  114.     //执行下一次的扫描输出
    

  115.     keyout++; //输出索引递增
    

  116.     keyout = keyout & 0x03; //索引值加到4即归零
    

  117.     //根据索引，释放当前输出引脚，拉低下次的输出引脚
    

  118.     switch (keyout){
    

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

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

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

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

  123.         default: break;
    

  124.     }
    

  125. }
    

  126. /* 电机转动控制函数 */
    

  127. void TurnMotor(){
    

  128.     unsigned char tmp; //临时变量
    

  129.     static unsigned char index = 0; //节拍输出索引
    

  130.     unsigned char code BeatCode[8] = { //步进电机节拍对应的 IO 控制代码
    

  131.         0xE, 0xC, 0xD, 0x9, 0xB, 0x3, 0x7, 0x6
    

  132.     };
    


  133. 

  134.     if (beats != 0){ //节拍数不为0则产生一个驱动节拍
    

  135.         if (beats > 0){ //节拍数大于0时正转
    

  136.             index++; //正转时节拍输出索引递增
    

  137.             index = index & 0x07; //用&操作实现到8归零
    

  138.             beats--; //正转时节拍计数递减
    

  139.             }else{ //节拍数小于0时反转
    

  140.             index--; //反转时节拍输出索引递减
    

  141.             index = index & 0x07; //用&操作同样可以实现到-1时归7
    

  142.             beats++; //反转时节拍计数递增
    

  143.         }
    

  144.         tmp = P1; //用 tmp 把 P1 口当前值暂存
    

  145.         tmp = tmp & 0xF0; //用&操作清零低4位
    

  146.         tmp = tmp | BeatCode[index]; //用|操作把节拍代码写到低4位
    

  147.         P1 = tmp; //把低4位的节拍代码和高4位的原值送回 P1
    

  148.     }else{ //节拍数为0则关闭电机所有的相
    

  149.         P1 = P1 | 0x0F;
    

  150.     }
    

  151. }
    

  152. /* T0 中断服务函数，用于按键扫描与电机转动控制 */
    

  153. void InterruptTimer0() interrupt 1{
    

  154.     static bit div = 0;
    

  155.     TH0 = 0xFC; //重新加载初值
    

  156.     TL0 = 0x67;
    

  157.     KeyScan(); //执行按键扫描
    

  158.     //用一个静态 bit 变量实现二分频，即 2 ms 定时，用于控制电机
    

  159.     div = ~div;
    

  160.     if (div == 1){
    

  161.         TurnMotor();
    

  162.     }
    

  163. }


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