对于管道型的生产设备，为了保证其可靠的运行需要定时地进行清洗，其工作方式与我们常见的洗衣机十分相像，主要有2种工作参数，即运行时长和清洗模式。而清洗模式又关系到电机运行的速度、转动方向和工作节拍，其中的工作节拍是指转动时间与停止时间的占空比。利用本次活动的STM32 FOC开发套件，十分便于做这方面的模拟设计。

      在设计的开始本打算是设计一个基于MCU内部RTC进行多时段控制的管道清洗控制器，且利用STM32F3-Discovery的程序实现了RTC计时功能，如图1和图2所示，但移植到该电机套件的环境下却不能正常执行。无奈只能放弃该功能。

图1 用F302实现LCD5110屏显示

图2 用F302实现RTC计时

    随后以LCD5110液晶屏、软按键及电机套件构建了一个简单测试环境，如图3所示。在未启动电机的情况下，能进行模拟运行，即开机后可通过按键来设置电机运行的模式，为简化设计电机工作节拍内的运行时间t1和停止时间t2是由程序固定设置好的，工作时长n，也由程序来指定，其界面如图4所示。为便于验证，最后一行为运行状态指示行以供对比。

图3 验证环境构成

图4 设置运行模式

图5 模拟验证界面

其中LCD5110液晶屏与MCU的引脚连接关系如下：

  SCE --PB13

  RST --PB14

  DC  --PB15

  DIN --PB6

  SCLK--PC7

LED+ --Vcc

软按键与与MCU的引脚连接关系如下：

  1  -- PA14

  2  -- PA15

  3  -- NC

  4  -- PA13

COM  -- GND

    故对LCD5110相关引脚所定义的输出高、低电平的语句如下：

#define SetLCD_SCE_Low()          HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_13, GPIO_PIN_RESET)

#define SetLCD_RST_High()  HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_14, GPIO_PIN_SET)

#define SetLCD_RST_Low()          HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_14, GPIO_PIN_RESET)

#define SetLCD_DC_High()          HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_15, GPIO_PIN_SET)

#define SetLCD_DC_Low()   HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_15, GPIO_PIN_RESET)

#define SetLCD_SDIN_High()  HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_6, GPIO_PIN_SET)

#define SetLCD_SDIN_Low()   HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_6, GPIO_PIN_RESET)

#define SetLCD_SCLK_High()  HAL_GPIO_WritePin(GPIOC, GPIO_PIN_7, GPIO_PIN_SET)

#define SetLCD_SCLK_Low()  HAL_GPIO_WritePin(GPIOC, GPIO_PIN_7, GPIO_PIN_RESET)

      LCD5110屏的初始化函数如下：

1. void LCD_Init(void)
   
2. {
   
3.         SetLCD_RST_Low();   
   
4.         delay_1us();
   
5.         SetLCD_RST_High();   
   
6.         delay_1us();
   
7.         delay_1us();
   
8.         LCD_write_CMD(0x21);
   
9.         LCD_write_CMD(0xc0);
   
10.         LCD_write_CMD(0x06);
    
11.         LCD_write_CMD(0x13);
    
12.         LCD_write_CMD(0x20);
    
13.         LCD_Clear();           
    
14.         LCD_write_CMD(0x0c);        
    
15. }

复制代码

       实现设计功能的主程序如下：

1. int main(void)
   
2. {
   
3. uint n,i,j,k,m,v;
   
4.     HAL_Init();
   
5.     SystemClock_Config();
   
6. MX_GPIO_Init();
   
7.     MX_ADC1_Init();
   
8.     MX_DAC_Init();
   
9.     GPIO_Configuration();        
   
10.     LCD_Init();
    
11. LCD_Clear();
    
12. LCD_write_english_string(0,0,"NUCLEO-F302R8");
    
13. LCD_write_english_string(0,2,"NUCLEO-IHM07M1");
    
14. LCD_write_english_string(0,4,"X-CUBE-SPN7");
    
15.     HAL_Delay(1000);
    
16. MX_TIM1_Init();
    
17.     MX_TIM6_Init();
    
18.     MX_TIM16_Init();
    
19. MC_SixStep_INIT();
    
20. loop:        
    
21.     LCD_Clear();
    
22.         LCD_write_english_string(10,0,"M");  //   工作模式
    
23.         LCD_write_english_string(30,0,"t1");  //   启动时间
    
24.         LCD_write_english_string(50,0,"t2");  //   暂停时间
    
25.         LCD_write_english_string(70,0,"n");   //   运行时长
    
26.         n=0;
    
27.         i=1;
    
28.         v=3;
    
29.         while(i)
    
30.         {   //   选取工作模式
    
31.                 if(HAL_GPIO_ReadPin(GPIOA, GPIO_PIN_14)==0)  n=1;
    
32.                 if(HAL_GPIO_ReadPin(GPIOA, GPIO_PIN_15)==0)  n=2;
    
33.                 if(HAL_GPIO_ReadPin(GPIOA, GPIO_PIN_13)==0)  n=4;
    
34.                 LCD_set_XY(10,2);
    
35.                 LCD_write_char(n+0x30);
    
36.                 if(n>0) i=0;
    
37.                 if(n==1)
    
38.                 {   //  设置模式参数
    
39.         j=3;
    
40.                         k=2;
    
41.                         MC_Set_Speed(4000);  //   指定转速
    
42.             LCD_set_XY(30,2);
    
43.                         LCD_write_char(j+0x30);
    
44.                         LCD_set_XY(50,2);
    
45.                     LCD_write_char(k+0x30);
    
46.                 }
    
47.                
    
48.                 if(n==2)
    
49.                 {
    
50.                     j=2;
    
51.                         k=3;
    
52.                         MC_Set_Speed(6000);
    
53.                         LCD_set_XY(30,2);
    
54.                     LCD_write_char(j+0x30);
    
55.                         LCD_set_XY(50,2);
    
56.                     LCD_write_char(k+0x30);
    
57.                 }
    
58.                 if(n==4)
    
59.                 {
    
60.                     j=3;
    
61.                         k=3;
    
62.             MC_Set_Speed(10000);
    
63.                         LCD_set_XY(30,2);
    
64.                         LCD_write_char(j+0x30);
    
65.                         LCD_set_XY(50,2);
    
66.                     LCD_write_char(k+0x30);
    
67.                 }
    
68.         }
    
69.                 LCD_set_XY(70,2);
    
70.                 LCD_write_char(v+0x31);
    
71.                 LCD_set_XY(70,2);
    
72.             LCD_write_char(3+0x30);
    
73.                 for(m=0;m<v;m++)      // 运行时长控制
    
74.         {
    
75.                MC_StartMotor();    //  启动电机        
    
76.                for(i=0;i<j;i++)
    
77.                {
    
78.                       LCD_set_XY(30,4);
    
79.                         LCD_write_char(i+0x31);
    
80.                         HAL_Delay(1000); // 时间基准
    
81.                }
    
82. MC_StopMotor();     //  电机暂停
    
83.                for(i=0;i<k;i++)
    
84.                {
    
85.                       LCD_set_XY(50,4);
    
86.                         LCD_write_char(i+0x31);
    
87.                 HAL_Delay(1000);
    
88.                }
    
89.                    LCD_set_XY(70,4);
    
90.                    LCD_write_char(m+0x31);
    
91.     }   
    
92.         goto loop;

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小结：

经实际测试，可达到对应的控制要求。但其最大的缺陷是由于电机的工作电流较大且带有一定的电磁干扰，从而导致在电机运行时会破坏LCD5110屏的正常显示，而在电机启动前的工作模式选择是不受影响的，故不适于在连续操作的场合使用。

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