避障機(jī)器人電機(jī)運(yùn)動(dòng)程序設(shè)計(jì)與調(diào)試

1、避障機(jī)器人電機(jī)運(yùn)動(dòng)程序設(shè)計(jì)與調(diào)試一、 實(shí)訓(xùn)目的1 了解直流電機(jī)的相關(guān)知識(shí)；2 理解基于機(jī)器人項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)的嵌入式教學(xué)實(shí)訓(xùn)平臺(tái)中直流電機(jī)的工作原理。二、 實(shí)訓(xùn)設(shè)備1 硬件：HOST機(jī)一臺(tái)、基于機(jī)器人項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)的嵌入式教學(xué)實(shí)訓(xùn)平臺(tái)一套;2 軟件：Siliconlab IDE開(kāi)發(fā)環(huán)境、調(diào)試器。三、 實(shí)訓(xùn)原理通過(guò)脈寬調(diào)制來(lái)調(diào)整轉(zhuǎn)動(dòng)速度。PWM 是“Pulse-Width Modulation”的縮寫(xiě)，意為“脈沖寬度調(diào)制”。PWM 是一項(xiàng)功能強(qiáng)大的技術(shù)，是一種能夠?qū)δM信號(hào)電平進(jìn)行數(shù)字化編碼的方法。C8051F360系列的PWM 模塊功能非常豐富，可以產(chǎn)生很多種不同類(lèi)型的數(shù)字脈沖信號(hào)，以滿足不同的需要。PWM

2、信號(hào)通過(guò)H橋電路可以實(shí)現(xiàn)電機(jī)的正、反轉(zhuǎn)以及調(diào)整電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)速度。H橋驅(qū)動(dòng)電路工作原理如圖所示，H橋式電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路包括4個(gè)三極管和一個(gè)電機(jī)。要使電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，必須導(dǎo)通對(duì)角線上的一對(duì)三極管。根據(jù)不同三極管對(duì)的導(dǎo)通情況，電流可能會(huì)從左至右或從右至左流過(guò)電機(jī)，從而控制電機(jī)的轉(zhuǎn)向。因此，要控制電機(jī)的正、反轉(zhuǎn)只需要控制Q1、Q2、 Q3、Q4的通斷，控制它們同樣也可以實(shí)現(xiàn)調(diào)速?？刂芉1和Q4導(dǎo)通，正向電流流過(guò)電機(jī)控制Q2和Q3導(dǎo)通，反向電流流過(guò)電機(jī)8 位脈寬調(diào)制器方式 PWM輸出的頻率取決于PCA計(jì)數(shù)器/定時(shí)器的時(shí)基。使用模塊的捕捉/比較寄存器PCA0CPLn改變PWM輸出信號(hào)的占空比。當(dāng)PCA計(jì)數(shù)器/定時(shí)器的

3、低字節(jié)（PCA0L）與PCA0CPLn中的值相等時(shí)，CEXn引腳上的輸出被置1；當(dāng)PCA0L中的計(jì)數(shù)值溢出時(shí)，CEXn輸出被復(fù)位。當(dāng)計(jì)數(shù)器/定時(shí)器的低字節(jié)PCA0L溢出時(shí)（從0xFF到0x00），保存在PCA0CPHn中的值被自動(dòng)裝入到PCA0CPLn。8位PWM方式的占空比由下式方程給出。機(jī)器人主控器對(duì)電機(jī)的控制使用12路輸入/輸出口，可控制6個(gè)直流電機(jī)。PWM實(shí)訓(xùn)的總體流程圖電機(jī)驅(qū)動(dòng)所使用的函數(shù)有：Motor_Init(void)，此函數(shù)功能是對(duì)12個(gè)I/O口初始化，以及定時(shí)器初始化。使這些I/O口設(shè)置為PWM狀態(tài)或輸出狀態(tài)。Dc_Motor(unsigned long PwmPoint,

4、 unsigned char Director, unsigned long Speed)，此函數(shù)的功能是設(shè)置直流電機(jī)的參數(shù)。函數(shù)的第一個(gè)參數(shù)表示直流電機(jī)的位置信息（16）；第二個(gè)參數(shù)是直流電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)信息（0：正轉(zhuǎn)；1：停止；2：反轉(zhuǎn)）；第三個(gè)參數(shù)是直流電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)速度（0100）。void PWM_Init()，PWM初始化。void PWM_Port_Init()，PWM端口配置。void DC_Motor(uc motor_num,uc direction, uc motor_speed)，改變PWM占空比。四、實(shí)訓(xùn)步驟1、正確連接PC 機(jī)、調(diào)試器和51實(shí)驗(yàn)平臺(tái)；2、打開(kāi)電源，打開(kāi)Sil

5、iconlab IDE；3、打開(kāi)工程，編譯、鏈接、進(jìn)入調(diào)試、運(yùn)行程序，觀察小車(chē)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)； #include"pwm_h.h"/*/! 函數(shù)名：void PWM_Init()/! 函數(shù)功能：PWM初始化*/void PWM_Init()unsigned char SFRPAGE_save = SFRPAGE; PWM_Port_Init();SFRPAGE = CONFIG_PAGE; PCA0MD = 0x08; / 采用系統(tǒng)時(shí)鐘PCA0CPM0 = 0x42; /8 PWM 模式，比較器功能使能，PWM使能PCA0CPM1 = 0x42;PCA0CPM2 = 0x42;

6、PCA0CPM3 = 0x42;PCA0CPM4 = 0x42;PCA0CPM5 = 0x42;PCA0CPH0 = 0xFE;PCA0CPH1 = 0xFE;PCA0CPH2 = 0xFE;PCA0CPH3 = 0xFE;PCA0CPH4 = 0xFE;PCA0CPH5 = 0xFE;CR = 1; /允許PCA計(jì)數(shù)，定時(shí)SFRPAGE = SFRPAGE_save; DC_Motor(1,1,0);DC_Motor(2,1,0);DC_Motor(3,1,0);DC_Motor(4,1,0); DC_Motor(5,1,0); /*/! 電機(jī)控制線連接狀況：/! CPP0 - P0.6 C

7、PP1 - P0.7 CPP2 - P1.0/! CPP4 - P1.2*/void PWM_Port_Init()unsigned char SFRPAGE_save = SFRPAGE; SFRPAGE = CONFIG_PAGE; XBR1 |= 0x46; /使能交叉開(kāi)關(guān)，CEX0-3連接到管腳P0SKIP |= 0x0F;P0MDOUT |= 0xC0; P1MDOUT |= 0x7F;P3MDOUT |= 0x60;SFRPAGE = SFRPAGE_save; /*/! 函數(shù)名：void DC_Motor(uc motor_num,uc direction, uc motor_s

8、peed)/! 函數(shù)功能：改變PWM占空比*/void DC_Motor(unsigned char motor_num,unsigned char direction, unsigned char motor_speed)unsigned char SFRPAGE_save = SFRPAGE; SFRPAGE = CONFIG_PAGE;if(!motor_speed)switch(motor_num)case 1:PCA0CPH0 = 255;break;case 2:PCA0CPH1 = 255;break;case 3:PCA0CPH2 = 255;break;case 4:PCA0

9、CPH3 = 255;break; case 5:PCA0CPH4 = 255;break;case 6:PCA0CPH5 = 255;break; default: break;else switch(motor_num)case 1:PCA0CPH0 = 255 - (motor_speed+116);break;case 2:PCA0CPH1 = 255 - (motor_speed+116);break;case 3:PCA0CPH2 = 255 - (motor_speed+116);break;case 4:PCA0CPH3 = 255 - (motor_speed+116);br

10、eak; case 5:PCA0CPH4 = 255 - (motor_speed+116);break;case 6:PCA0CPH5 = 255 - (motor_speed+116);break; default: break;switch(direction)case 0: if(motor_num=1) P3 &= 0x20; /P1.3 = 0,即DIR0置0if(motor_num=2) P1 &= 0x10; /P1.4 = 0,即DIR1置0if(motor_num=3) P1 &= 0x20; /P1.5 = 0,即DIR2置0if(motor_nu

11、m=4) P1 &= 0x40; /P1.6 = 0,即DIR3置0if(motor_num=5) P3 &= 0x40; /P3.6 = 0,即DIR4置0break;case 1: if(motor_num=1) PCA0CPH0 = 255;if(motor_num=2) PCA0CPH1 = 255;if(motor_num=3) PCA0CPH2 = 255;if(motor_num=4) PCA0CPH3 = 255;if(motor_num=5) PCA0CPH4 = 255;if(motor_num=6) PCA0CPH5 = 255;break;case 2: if(motor_num=1) P3 |= 0x20; /P3.5 = 1,即DIR0置1；if(motor_num=2) P1 |= 0x10; /P1.4 = 1,即DIR1置1；if(motor_num=3) P1 |= 0x20; /P1.5 = 1,即DIR2置1；if(motor_num=4) P1 |= 0x40; /P1.6 = 1,即DIR3置1；if(motor_num=5) P3 |= 0x40; /P3.6 = 1,即DIR4置1；break;default: break;SFRPAGE = SFRPAGE_save;void main()P