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本文介绍X-CTR100控制器控制步进电机，实现步进电机精确转速控制。
原理
针对X-CTR100控制器的基础操作，均包含在X工程模板的ax_basis文件中，后续例程都包含该文件，方便使用X-CTR100控制器基础资源。
本文包含过个例程，原理详见下文例程。
软件生态
X-SOFT软件生态，X-API文件如下。
ax_basis.c——X-CTR100板载基础资源操作源文件
ax_basis.h——X-CTR100板载基础资源操作头文件
下文例程接口函数均包含在上述文件中，接口函数如下：
void AX_Init(uint32_t baud); //X-CTR100初始化 //X-CTR100 LED操作函数宏定义 #define AX_LEDG_Off() GPIO_SetBits(GPIOD, GPIO_Pin_11) //LEDG绿色熄灭 #define AX_LEDG_On() GPIO_ResetBits(GPIOD, GPIO_Pin_11) //LEDG绿色点亮 #define AX_LEDG_Toggle() GPIO_WriteBit(GPIOD, GPIO_Pin_11, (BitAction) (1 - GPIO_ReadInputDataBit(GPIOD, GPIO_Pin_11))) //LEDG绿色状态翻转 #define AX_LEDR_Off() GPIO_SetBits(GPIOD, GPIO_Pin_10) //LEDR红色熄灭 #define AX_LEDR_On() GPIO_ResetBits(GPIOD, GPIO_Pin_10) //LEDR红色点亮 #define AX_LEDR_Toggle() GPIO_WriteBit(GPIOD, GPIO_Pin_10, (BitAction) (1 - GPIO_ReadInputDataBit(GPIOD, GPIO_Pin_10))) //LEDR红色状态翻转
//X-CTR100 蜂鸣器操作函数宏定义 #define AX_BEEP_Off() GPIO_SetBits(GPIOE, GPIO_Pin_6) //蜂鸣器不鸣 #define AX_BEEP_On() GPIO_ResetBits(GPIOE, GPIO_Pin_6) //蜂鸣器鸣叫 #define AX_BEEP_Toggle() GPIO_WriteBit(GPIOE, GPIO_Pin_6, (BitAction) (1 - GPIO_ReadInputDataBit(GPIOE, GPIO_Pin_6))) //蜂鸣器状态翻转
//X-CTR100 获取拨码开关状态函数 uint8_t AX_SW_GetSW12Status(void); //SW获得选择状态 uint8_t AX_SW_GetSW1Status(void); //SW1获得选择状态 uint8_t AX_SW_GetSW2Status(void); //SW2获得选择状态
//X-CTR100 软件延时函数 void AX_Delayus(__IO uint16_t us); //软件微妙延时 void AX_Delayms(__IO uint16_t ms); //软件毫秒延时 |
其中AX_Init()函数完成LED、蜂鸣器、串口1、拨码开关、滴答时钟的初始化。
例程
printf()和scanf()函数是C语音重要的格式化输入输出函数，一般用于信息数据的输入输出，同样X-CTR100也使用两个函数进行信息和数据的输入输出操作，方便进行功能调试和验证。
本例程实现printf()和scanf()输入输出操作。
硬件说明
硬件资源：
- 串口UART1
硬件连接：
使用MicroUSB数据线连接X-CTR100 COM接口。
软件说明
printf()和scanf()是C语言标准库函数，定义在stdio.h文件中。例程使用MDK软件提供微库，使用时需要勾选MDK工程选项"Use MicroLIB"，参考下图。
为了实现通过UART1进行信息输入输出，在ax_basis.c文件重定义fputc()和fgetc()函数，具体参考程序源码，printf()和scanf()输入输出格式说明请参考C语言相关书籍。
主程序，首先调用AX_Init()函数初始化X-CTR100控制器，AX_Init()函数包含UART1初始化，波特率设置为115200。进入while循环，首先打印提示信息，通过scanf()输入数值到x变量，并通过printf()函数输出x变量内容。
int main(void) { int32_t tmp;
/* X-CTR100初始化 */ AX_Init(115200);
printf("***X-CTR100 Printf & Scanf例程***\r\n\r\n");
//X-API测试：Printf & Scanf测试 printf("*Printf & Scanf测试\r\n");
while (1) { printf("请输入范围0~1000的正整数X="); scanf("%d", &tmp); printf(" %d\r\n", tmp); } } |
实现效果
打开X-Assistant软件，选择对应串口，并保持默认串口参数设置（后续例程操作相同，不再重复描述）。根据提示，在发送窗口输入0~1000范围的数值，并按"发送"按钮，接收窗口显示对应的数值。以上操作循环执行，运行效果如下图所示。
例程 l LED例程
X-CTR100具有两个可编程LED灯，一个红色、一个绿色，通过控制LED灯亮灭可用于功能及程序状态指示。
本例程控制2个LED点亮、熄灭、翻转操作。
硬件说明
硬件资源：
- 串口UART1
- 板载LEDR、LEDG
硬件连接：
使用MicroUSB数据线连接X-CTR100 COM接口。
软件说明
主程序。
int main(void) { /* X-CTR100初始化 */ AX_Init(115200);
printf("***X-CTR100 LED例程***\r\n\r\n");
//X-API测试：红色、绿色LED交替闪烁 printf("*LED测试\r\n"); printf("*红色、绿色LED交替闪烁\r\n");
AX_LEDG_On(); //绿色LED点亮 AX_LEDR_Off(); //红色LED熄灭
while (1) { AX_Delayms(100); //延时100ms AX_LEDG_Toggle(); //绿色LED翻转 AX_LEDR_Toggle(); //红色LED翻转 } } |
实现效果
程序实现红绿LED交替闪烁效果。
例程 l 蜂鸣器例程
X-CTR100具有一个可编程有源蜂鸣器，通过GPIO高低电平控制，可用于声音提示、报警、音乐等功能。本例程控制蜂鸣器鸣叫、不叫和状态翻转。
硬件说明
硬件资源：
- 串口UART1
- 板载蜂鸣器
硬件连接：
使用MicroUSB数据线连接X-CTR100 COM接口。
软件说明
主程序。
int main(void) { /* X-CTR100初始化 */ AX_Init(115200);
printf("***X-CTR100 蜂鸣器例程***\r\n\r\n");
//X-API测试：蜂鸣器鸣叫 printf("*蜂鸣器测试\r\n"); printf("*蜂鸣器长响1S后间隔鸣叫\r\n"); AX_BEEP_On(); AX_Delayms(1000); AX_BEEP_Off(); AX_Delayms(500);
while (1) { AX_Delayms(100); AX_BEEP_Toggle(); } } |
实现效果
实现了蜂鸣器长响1S后间隔鸣叫，鸣叫频率5Hz。
例程 l 拨码开关例程
X-CTR100具有一个两位拨码开关，通过GPIO输入采集拨码开关状态，可用于参数设置、状态转换、分支选择等功能。
本例程获取SW1、SW2编码器状态，并将获取的状态printf输出。
硬件说明
硬件资源：
- 串口UART1
- 板载拨码开关
硬件连接：
使用MicroUSB数据线连接X-CTR100 COM接口。
软件说明
程序首先分别获取拨码开关SW1、SW2状态，然后在while循环中进行拨码开关状态循环检测，如果拨码开关状态有更新，则通过串口输出拨码开关更新后的状态。
int main(void) { int32_t tmp;
/* X-CTR100初始化 */ AX_Init(115200);
printf("***X-CTR100 拨码开关例程***\r\n\r\n");
//X-API测试：获取拨码开关SW1 SW2状态 printf("*拨码开关测试\r\n");
//获取拨码开关SW1状态 if (AX_SW_GetSW1Status()) printf("*拨码开关SW1=1,开关在ON侧\r\n"); else printf("*拨码开关SW1=0,开关在ON对侧\r\n");
//获取拨码开关SW2状态 if (AX_SW_GetSW2Status()) printf("*拨码开关SW2=1,开关在ON侧\r\n"); else printf("*拨码开关SW2=0,开关在ON对侧\r\n");
while (1) { //获取拨码开关总状态，并判断是否发生变换 if (AX_SW_GetSW12Status() != tmp) { tmp = AX_SW_GetSW12Status(); printf("*拨码开关当前状态%d \r\n", tmp); } AX_Delayms(100); } } |
实现效果
运行效果如下图所示，可手动调整拨码开关状态，观察程序输出显示情况。
例程 l GPIO位带操作例程
51单片机相信各位都用过，假设P1.1的IO口上挂了一个LED，那么你单独对LED的操作就是P1.1 = 0或P1.1 = 1，注意，是你可以单独的对P1端的第一个IO口进行操作，然而STM32是不允许这样做的，那么为了像51单片机一样能够单独的对某个端的某一个IO单独操作，就引入了位带操作这样的概念，简单说就是为了去单独操作32里面PA端的第1个IO口，所以才有了位带这样的操作机制。
位带操作就是把每个比特膨胀为一个32位的字，当访问这些字的时候就达到了访问比特的目的，比如说GPIO的ODR寄存器有32个位，那么可以映射到32个地址上，我们去问这32个地址就达到访问32个比特的目的。这样我们往某个地址写1 就达到往对应比特位写1 的目的，同样往某个地址写0 就达到往对应的比特位写0 的目的。
通过位带操作实现了GPIO的输入输出操作，利用SW拨码开关控制LED灯的开关。
硬件说明
硬件资源：
- 串口UART1
- 板载LEDR、LEDG
- 板载拨码开关
硬件连接：
使用MicroUSB数据线连接X-CTR100 COM接口。
软件说明
位带相关操作宏定义，在ax_basis.h文件中。
//IO口操作宏定义 #define BITBAND(addr, bitnum) ((addr & 0xF0000000)+0x2000000+((addr &0xFFFFF)<<5)+(bitnum<<2)) #define MEM_ADDR(addr) *((volatile unsigned long *)(addr)) #define BIT_ADDR(addr, bitnum) MEM_ADDR(BITBAND(addr, bitnum))
//IO口地址映射 #define GPIOA_ODR_Addr (GPIOA_BASE+20) //0x40020014 #define GPIOB_ODR_Addr (GPIOB_BASE+20) //0x40020414 #define GPIOC_ODR_Addr (GPIOC_BASE+20) //0x40020814 #define GPIOD_ODR_Addr (GPIOD_BASE+20) //0x40020C14 #define GPIOE_ODR_Addr (GPIOE_BASE+20) //0x40021014 #define GPIOF_ODR_Addr (GPIOF_BASE+20) //0x40021414 #define GPIOG_ODR_Addr (GPIOG_BASE+20) //0x40021814 #define GPIOH_ODR_Addr (GPIOH_BASE+20) //0x40021C14 #define GPIOI_ODR_Addr (GPIOI_BASE+20) //0x40022014 #define GPIOA_IDR_Addr (GPIOA_BASE+16) //0x40020010 #define GPIOB_IDR_Addr (GPIOB_BASE+16) //0x40020410 #define GPIOC_IDR_Addr (GPIOC_BASE+16) //0x40020810 #define GPIOD_IDR_Addr (GPIOD_BASE+16) //0x40020C10 #define GPIOE_IDR_Addr (GPIOE_BASE+16) //0x40021010 #define GPIOF_IDR_Addr (GPIOF_BASE+16) //0x40021410 #define GPIOG_IDR_Addr (GPIOG_BASE+16) //0x40021810 #define GPIOH_IDR_Addr (GPIOH_BASE+16) //0x40021C10 #define GPIOI_IDR_Addr (GPIOI_BASE+16) //0x40022010
//IO口操作 #define PAout(n) BIT_ADDR(GPIOA_ODR_Addr,n) //输出 #define PAin(n) BIT_ADDR(GPIOA_IDR_Addr,n) //输入 #define PBout(n) BIT_ADDR(GPIOB_ODR_Addr,n) //输出 #define PBin(n) BIT_ADDR(GPIOB_IDR_Addr,n) //输入 #define PCout(n) BIT_ADDR(GPIOC_ODR_Addr,n) //输出 #define PCin(n) BIT_ADDR(GPIOC_IDR_Addr,n) //输入 #define PDout(n) BIT_ADDR(GPIOD_ODR_Addr,n) //输出 #define PDin(n) BIT_ADDR(GPIOD_IDR_Addr,n) //输入 #define PEout(n) BIT_ADDR(GPIOE_ODR_Addr,n) //输出 #define PEin(n) BIT_ADDR(GPIOE_IDR_Addr,n) //输入 #define PFout(n) BIT_ADDR(GPIOF_ODR_Addr,n) //输出 #define PFin(n) BIT_ADDR(GPIOF_IDR_Addr,n) //输入 #define PGout(n) BIT_ADDR(GPIOG_ODR_Addr,n) //输出 #define PGin(n) BIT_ADDR(GPIOG_IDR_Addr,n) //输入 #define PHout(n) BIT_ADDR(GPIOH_ODR_Addr,n) //输出 #define PHin(n) BIT_ADDR(GPIOH_IDR_Addr,n) //输入 #define PIout(n) BIT_ADDR(GPIOI_ODR_Addr,n) //输出 #define PIin(n) BIT_ADDR(GPIOI_IDR_Addr,n) //输入 |
软件通过主程序实现AX_Init()函数已完成IO口初始化，SW和LED灯接口位带定义如下。
//LED端口定义 #define GPIO_LED_G PDout(11) // 绿色LED #define GPIO_LED_R PDout(10) // 红色LED
//SW拨码开关端口定义 #define GPIO_SW1 PEin(15) //拨码开关1 #define GPIO_SW2 PEin(10) //拨码开关2 |
主程序代码。
int main(void) { /* X-CTR100初始化 */ AX_Init(115200);
printf("***X-CTR100 位带操作GPIO例程***\r\n\r\n");
//位带控制LED输出 GPIO_LED_G = 0; GPIO_LED_R = 0; AX_Delayms(500); GPIO_LED_G = 1; GPIO_LED_R = 1; AX_Delayms(500);
//循环检测，通过拨码开关控制LED while (1) { //获取拨码开关1状态，控制LED绿灯 if (GPIO_SW1 == 1) GPIO_LED_G = 1; else GPIO_LED_G = 0;
//获取拨码开关2状态，控制LED红灯 if (GPIO_SW2 == 1) GPIO_LED_R = 1; else GPIO_LED_R = 0;
AX_Delayms(200); } } |
实现效果
拨动SW1控制绿色LED灯亮灭，拨动SW2控制红色LED灯。