避障機器人電機運動程序設計與調試

1、避障機器人電機運動程序設計與調試一、 實訓目的1 了解直流電機的相關知識；2 理解基于機器人項目驅動的嵌入式教學實訓平臺中直流電機的工作原理。二、 實訓設備1 硬件：HOST機一臺、基于機器人項目驅動的嵌入式教學實訓平臺一套;2 軟件：Siliconlab IDE開發(fā)環(huán)境、調試器。三、 實訓原理通過脈寬調制來調整轉動速度。PWM 是“Pulse-Width Modulation”的縮寫，意為“脈沖寬度調制”。PWM 是一項功能強大的技術，是一種能夠對模擬信號電平進行數(shù)字化編碼的方法。C8051F360系列的PWM 模塊功能非常豐富，可以產生很多種不同類型的數(shù)字脈沖信號，以滿足不同的需要。PWM

2、信號通過H橋電路可以實現(xiàn)電機的正、反轉以及調整電機的轉動速度。H橋驅動電路工作原理如圖所示，H橋式電機驅動電路包括4個三極管和一個電機。要使電機運轉，必須導通對角線上的一對三極管。根據(jù)不同三極管對的導通情況，電流可能會從左至右或從右至左流過電機，從而控制電機的轉向。因此，要控制電機的正、反轉只需要控制Q1、Q2、 Q3、Q4的通斷，控制它們同樣也可以實現(xiàn)調速?？刂芉1和Q4導通，正向電流流過電機控制Q2和Q3導通，反向電流流過電機8 位脈寬調制器方式 PWM輸出的頻率取決于PCA計數(shù)器/定時器的時基。使用模塊的捕捉/比較寄存器PCA0CPLn改變PWM輸出信號的占空比。當PCA計數(shù)器/定時器的

3、低字節(jié)（PCA0L）與PCA0CPLn中的值相等時，CEXn引腳上的輸出被置1；當PCA0L中的計數(shù)值溢出時，CEXn輸出被復位。當計數(shù)器/定時器的低字節(jié)PCA0L溢出時（從0xFF到0x00），保存在PCA0CPHn中的值被自動裝入到PCA0CPLn。8位PWM方式的占空比由下式方程給出。機器人主控器對電機的控制使用12路輸入/輸出口，可控制6個直流電機。PWM實訓的總體流程圖電機驅動所使用的函數(shù)有：Motor_Init(void)，此函數(shù)功能是對12個I/O口初始化，以及定時器初始化。使這些I/O口設置為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)的功能是設置直流電機的參數(shù)。函數(shù)的第一個參數(shù)表示直流電機的位置信息（16）；第二個參數(shù)是直流電機的轉動狀態(tài)信息（0：正轉；1：停止；2：反轉）；第三個參數(shù)是直流電機轉動速度（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、實訓步驟1、正確連接PC 機、調試器和51實驗平臺；2、打開電源，打開Sil

5、iconlab IDE；3、打開工程，編譯、鏈接、進入調試、運行程序，觀察小車的運動狀態(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計數(shù)，定時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; /使能交叉開關，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