9.7 电机控制程序基础

解决了精度问题，让我们再次回到我们的电机控制程序上吧。上面给出的两个例程都不是实用的程序，为什么？因为程序中存在大段的延时，而在延时的时候是什么其它的事都干不了的，想想第二个程序，整整 200 秒什么别的事都干不了，这在实际的控制系统中是绝对不允许的。那么怎么改造一下呢？当然还是用定时中断来完成了，既然每个节拍持续时间是2ms，那我们直接用定时器定时 2ms 来刷新节拍就行了。改造后的程序如下：

    
    
    
    

     
     
     
     
#include <reg52.h>
     
     
     
     
unsigned long beats = 0; //电机转动节拍总数
     
     
     
     
void StartMotor(unsigned long angle);
     
     
     
     
void main(){
     
     
     
     
 EA = 1; //使能总中断
     
     
     
     
 TMOD = 0x01; //设置 T0 为模式 1
     
     
     
     
 TH0 = 0xF8; //为 T0 赋初值 0xF8CD，定时 2ms
     
     
     
     
 TL0 = 0xCD;
     
     
     
     
 ET0 = 1; //使能 T0 中断
     
     
     
     
 TR0 = 1; //启动 T0
     
     
     
     
 StartMotor(360*2+180); //控制电机转动 2 圈半
     
     
     
     
 while (1);
     
     
     
     
}
     
     
     
     
/* 步进电机启动函数，angle-需转过的角度 */
     
     
     
     
void StartMotor(unsigned long angle){
     
     
     
     
 //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
     
     
     
     
 EA = 0;
     
     
     
     
 beats = (angle * 4076) / 360; //实测为 4076 拍转动一圈
     
     
     
     
 EA = 1;
     
     
     
     
}
     
     
     
     
/* T0 中断服务函数，用于驱动步进电机旋转 */
     
     
     
     
void InterruptTimer0() interrupt 1{
     
     
     
     
 unsigned char tmp; //临时变量
     
     
     
     
 static unsigned char index = 0; //节拍输出索引
     
     
     
     
 unsigned char code BeatCode[8] = { //步进电机节拍对应的 IO 控制代码
     
     
     
     
 0xE, 0xC, 0xD, 0x9, 0xB, 0x3, 0x7, 0x6
     
     
     
     
 };
     
     
     
     

     
     
     
     
 TH0 = 0xF8; //重新加载初值
     
     
     
     
 TL0 = 0xCD;
     
     
     
     
 //节拍数不为 0 则产生一个驱动节拍
     
     
     
     
 if (beats != 0){
     
     
     
     
 tmp = P1; //用 tmp 把 P1 口当前值暂存
     
     
     
     
 tmp = tmp & 0xF0; //用&操作清零低 4 位
     
     
     
     
 //用|操作把节拍代码写到低 4 位
     
     
     
     
 tmp = tmp | BeatCode[index];
     
     
     
     
 //把低 4 位的节拍代码和高 4 位的原值送回 P1
     
     
     
     
 P1 = tmp;
     
     
     
     
 index++; //节拍输出索引递增
     
     
     
     
 index = index & 0x07; //用&操作实现到 8 归零
     
     
     
     
 beats--; //总节拍数-1
     
     
     
     
 }else{ //节拍数为 0 则关闭电机所有的相
     
     
     
     
 P1 = P1 | 0x0F;
     
     
     
     
 }
     
     
     
     
}
    
    
    
    

程序还是比较简单的，电机转动的启动函数 StartMotor 只负责计算一个需要的总节拍数beats，然后在中断函数内检测这个变量，不为 0 时就执行节拍操作，同时将其减 1，直到减到 0 为止。

这里，我们要特别说明一下的是 StartMotor 函数中对 EA 的两次操作。我们可以看到对beats 的赋值计算语句是夹在 EA=0;EA=1;这两行语句中间的，也就是说这行赋值计算语句在执行前先关闭了中断，而等它执行完后，才又重新打开了中断。在它执行过程中单片机是不会响应中断的，即中断函数 InterruptTimer0 不会被执行，即使这时候定时器溢出了，中断发生了，也只能等待 EA 重新置 1 后，才能得到响应，中断函数 InterruptTimer0 才会被执行。

那么为什么要这么做呢？我们来想一下：在本书开始我们就曾提到，我们所使用的STC89C52 单片机是 8 位单片机，这个 8 位的概念就是说单片机操作数据时都是按 8 位即按1 个字节进行的，那么要操作多个字节（不论是读还是写）就必须分多次进行了。而我们程序中定义的 beats 这个变量是 unsigned long 型，它要占用 4 个字节，那么对它的赋值最少也要分 4 次才能完成了。我们想象一下，假如在完成了其中第一个字节的赋值后，恰好中断发生了，InterruptTimer0 函数得到执行，而这个函数内可能会对 beats 进行减 1 的操作，减法就有可能发生借位，借位就会改变其它的字节，但因为此时其它的字节还没有被赋入新值，于是错误就会发生了，减 1 所得到的结果就不是预期的值了！所以要避免这种错误的发生就得先暂时关闭中断，等赋值完成后再打开中断。而如果我们使用的是 char 或 bit 型变量的话，因为它们都是在 CPU 的一次操作中就完成的，所以即使不关中断，也不会发生错误。问题分析清楚了，如何取舍还得根据实际情况来，遇上这类问题的时候多多考虑考虑吧。