PWM調(diào)速與彎道策略
發(fā)布時間:2013/11/19 20:06:57 訪問次數(shù):951
PWM即脈>中寬度調(diào)制技術(shù)．是小車類機(jī)器人必用的技術(shù)，DS1706SESA主要用來調(diào)速。有關(guān)詳細(xì)技術(shù)細(xì)節(jié)在教科書中或是技術(shù)手冊中都有描述，本文重點(diǎn)在實(shí)際應(yīng)用。PWM波形的產(chǎn)生可以用軟件方法，但這要占用系統(tǒng)資源，而且不夠靈活。ATmega48系列單片機(jī)內(nèi)置了PWM波形產(chǎn)生功能，其實(shí)就是其3個定時器的功能擴(kuò)展，這些定時器除了產(chǎn)生定時信號外，還可以產(chǎn)生多種PWM波形。
機(jī)器人在行走過程中不可能總是走直線，所以轉(zhuǎn)向是設(shè)計機(jī)器人時必須考慮的功能。最簡單的做法是當(dāng)需要轉(zhuǎn)向時，一側(cè)電機(jī)正轉(zhuǎn)，另一側(cè)反轉(zhuǎn)或停機(jī)。這實(shí)際是讓機(jī)器人在原地旋轉(zhuǎn)，方法簡單，但其缺點(diǎn)也是明顯的。首先，機(jī)器人的動作顯得非常突兀，特別是走彎道時扭來扭去，姿態(tài)不好看，也耽誤速度，搞得不好甚至?xí)粩嗯�，失去控制。用自動控制專業(yè)術(shù)語講，叫“超調(diào)”或是“震蕩”。
通過改變機(jī)器人兩側(cè)電機(jī)的PWM參數(shù)，就可以實(shí)現(xiàn)流暢的轉(zhuǎn)向動作。一側(cè)快一點(diǎn)，另一側(cè)慢一點(diǎn)，可以獲得非常理想的轉(zhuǎn)彎半徑，其軌跡為順暢的弧度。使用硬件，即單片機(jī)定時器內(nèi)置的PWM功能產(chǎn)生的波形就可以做到這一點(diǎn)，而且程序相當(dāng)簡單。
ATmega48系列單片機(jī)有3個定時器，都具有產(chǎn)生PWM波形的能力，而且可以同時在兩個端口引腳輸出不同頻率的PWM渡形，這就為我們控制機(jī)器人的行走提供了便利。ROBOT C針對這3愛上制作個定時器提供了3組PWM波形的初始化函數(shù)和應(yīng)用函數(shù)，它們是use_PWMO與MotorO(lt,rt)、use_PWMl與Motorl (It,rt)、use_PWM2與Motor2(lt,rt)。其中應(yīng)用函數(shù)里的調(diào)用參數(shù)It與r1分別是左電機(jī)和右電機(jī)的PWM參數(shù)。每個定時器在設(shè)置完成后，都可以在無需系統(tǒng)干預(yù)的情況下，自動連續(xù)產(chǎn)生兩個PWM信號。主要的區(qū)別在于定時器0和定時器2的定時計數(shù)器是單字節(jié)的，而定時器1的定時計數(shù)器是雙字節(jié)的，因而定時器1產(chǎn)生的波形的調(diào)節(jié)過程更加細(xì)膩。本文中的所有實(shí)戰(zhàn)案例均采用定時器1產(chǎn)生PWM波形。另外，單片機(jī)內(nèi)置的PWM波形都是輸出到固定引腳上的，定時器1就固定使用端口B的引腳1和引腳2。
ROBOT C開發(fā)環(huán)境同樣提供了用戶友好的PWM設(shè)置對話框，并自動生成所需的相關(guān)初始化函數(shù)和應(yīng)用函數(shù)。點(diǎn)擊“電機(jī)應(yīng)用設(shè)置”按鈕（見圖10），可調(diào)出電機(jī)設(shè)置對話框（見圖11）。選擇直流電機(jī)、PWM1電機(jī)調(diào)速功能，然后確定，系統(tǒng)會自動為你插入語句。
同樣，你所要做的就是將初始化函數(shù)use_PWMl()插入到圭程序模塊的初始化部分。然后在程序需要時，調(diào)用函數(shù)Motorl(lt,rt)即可。It和rt分別是左、右電機(jī)的PWM參數(shù)，最終控制兩側(cè)電機(jī)的轉(zhuǎn)速，達(dá)到機(jī)器人運(yùn)行調(diào)速和轉(zhuǎn)向的目的。
需要注意的是，你所給出的調(diào)速參數(shù)數(shù)值越大，速度越慢。這是因?yàn)槟憬o出的參數(shù)實(shí)際是定時器的定時起始值，定時的計數(shù)是從用戶設(shè)定的起始值開始計數(shù)的。比如定時器1的定時計數(shù)器是雙字節(jié)的，即可計數(shù)范圍是0—1023，假如你給的起始值是500，計數(shù)器就從500開始累進(jìn)計數(shù)，至1 023計滿后返回，再從500開始計，這時你可以得到一個幾乎對稱的PWM波形。假如你給出的調(diào)速參數(shù)是1000，則計數(shù)器很快計滿，然后返回重新計，你得到的是一個非常窄的PWM波形，結(jié)果導(dǎo)致電機(jī)得到的平均電壓很低，不足以維持運(yùn)轉(zhuǎn)，就停機(jī)了。
機(jī)器人在行走過程中不可能總是走直線，所以轉(zhuǎn)向是設(shè)計機(jī)器人時必須考慮的功能。最簡單的做法是當(dāng)需要轉(zhuǎn)向時，一側(cè)電機(jī)正轉(zhuǎn)，另一側(cè)反轉(zhuǎn)或停機(jī)。這實(shí)際是讓機(jī)器人在原地旋轉(zhuǎn)，方法簡單，但其缺點(diǎn)也是明顯的。首先，機(jī)器人的動作顯得非常突兀，特別是走彎道時扭來扭去，姿態(tài)不好看，也耽誤速度，搞得不好甚至?xí)粩嗯�，失去控制。用自動控制專業(yè)術(shù)語講，叫“超調(diào)”或是“震蕩”。
通過改變機(jī)器人兩側(cè)電機(jī)的PWM參數(shù)，就可以實(shí)現(xiàn)流暢的轉(zhuǎn)向動作。一側(cè)快一點(diǎn)，另一側(cè)慢一點(diǎn)，可以獲得非常理想的轉(zhuǎn)彎半徑，其軌跡為順暢的弧度。使用硬件，即單片機(jī)定時器內(nèi)置的PWM功能產(chǎn)生的波形就可以做到這一點(diǎn)，而且程序相當(dāng)簡單。
ATmega48系列單片機(jī)有3個定時器，都具有產(chǎn)生PWM波形的能力，而且可以同時在兩個端口引腳輸出不同頻率的PWM渡形，這就為我們控制機(jī)器人的行走提供了便利。ROBOT C針對這3愛上制作個定時器提供了3組PWM波形的初始化函數(shù)和應(yīng)用函數(shù)，它們是use_PWMO與MotorO(lt,rt)、use_PWMl與Motorl (It,rt)、use_PWM2與Motor2(lt,rt)。其中應(yīng)用函數(shù)里的調(diào)用參數(shù)It與r1分別是左電機(jī)和右電機(jī)的PWM參數(shù)。每個定時器在設(shè)置完成后，都可以在無需系統(tǒng)干預(yù)的情況下，自動連續(xù)產(chǎn)生兩個PWM信號。主要的區(qū)別在于定時器0和定時器2的定時計數(shù)器是單字節(jié)的，而定時器1的定時計數(shù)器是雙字節(jié)的，因而定時器1產(chǎn)生的波形的調(diào)節(jié)過程更加細(xì)膩。本文中的所有實(shí)戰(zhàn)案例均采用定時器1產(chǎn)生PWM波形。另外，單片機(jī)內(nèi)置的PWM波形都是輸出到固定引腳上的，定時器1就固定使用端口B的引腳1和引腳2。
ROBOT C開發(fā)環(huán)境同樣提供了用戶友好的PWM設(shè)置對話框，并自動生成所需的相關(guān)初始化函數(shù)和應(yīng)用函數(shù)。點(diǎn)擊“電機(jī)應(yīng)用設(shè)置”按鈕（見圖10），可調(diào)出電機(jī)設(shè)置對話框（見圖11）。選擇直流電機(jī)、PWM1電機(jī)調(diào)速功能，然后確定，系統(tǒng)會自動為你插入語句。
同樣，你所要做的就是將初始化函數(shù)use_PWMl()插入到圭程序模塊的初始化部分。然后在程序需要時，調(diào)用函數(shù)Motorl(lt,rt)即可。It和rt分別是左、右電機(jī)的PWM參數(shù)，最終控制兩側(cè)電機(jī)的轉(zhuǎn)速，達(dá)到機(jī)器人運(yùn)行調(diào)速和轉(zhuǎn)向的目的。
需要注意的是，你所給出的調(diào)速參數(shù)數(shù)值越大，速度越慢。這是因?yàn)槟憬o出的參數(shù)實(shí)際是定時器的定時起始值，定時的計數(shù)是從用戶設(shè)定的起始值開始計數(shù)的。比如定時器1的定時計數(shù)器是雙字節(jié)的，即可計數(shù)范圍是0—1023，假如你給的起始值是500，計數(shù)器就從500開始累進(jìn)計數(shù)，至1 023計滿后返回，再從500開始計，這時你可以得到一個幾乎對稱的PWM波形。假如你給出的調(diào)速參數(shù)是1000，則計數(shù)器很快計滿，然后返回重新計，你得到的是一個非常窄的PWM波形，結(jié)果導(dǎo)致電機(jī)得到的平均電壓很低，不足以維持運(yùn)轉(zhuǎn)，就停機(jī)了。
PWM即脈>中寬度調(diào)制技術(shù)．是小車類機(jī)器人必用的技術(shù)，DS1706SESA主要用來調(diào)速。有關(guān)詳細(xì)技術(shù)細(xì)節(jié)在教科書中或是技術(shù)手冊中都有描述，本文重點(diǎn)在實(shí)際應(yīng)用。PWM波形的產(chǎn)生可以用軟件方法，但這要占用系統(tǒng)資源，而且不夠靈活。ATmega48系列單片機(jī)內(nèi)置了PWM波形產(chǎn)生功能，其實(shí)就是其3個定時器的功能擴(kuò)展，這些定時器除了產(chǎn)生定時信號外，還可以產(chǎn)生多種PWM波形。
機(jī)器人在行走過程中不可能總是走直線，所以轉(zhuǎn)向是設(shè)計機(jī)器人時必須考慮的功能。最簡單的做法是當(dāng)需要轉(zhuǎn)向時，一側(cè)電機(jī)正轉(zhuǎn)，另一側(cè)反轉(zhuǎn)或停機(jī)。這實(shí)際是讓機(jī)器人在原地旋轉(zhuǎn)，方法簡單，但其缺點(diǎn)也是明顯的。首先，機(jī)器人的動作顯得非常突兀，特別是走彎道時扭來扭去，姿態(tài)不好看，也耽誤速度，搞得不好甚至?xí)粩嗯�，失去控制。用自動控制專業(yè)術(shù)語講，叫“超調(diào)”或是“震蕩”。
通過改變機(jī)器人兩側(cè)電機(jī)的PWM參數(shù)，就可以實(shí)現(xiàn)流暢的轉(zhuǎn)向動作。一側(cè)快一點(diǎn)，另一側(cè)慢一點(diǎn)，可以獲得非常理想的轉(zhuǎn)彎半徑，其軌跡為順暢的弧度。使用硬件，即單片機(jī)定時器內(nèi)置的PWM功能產(chǎn)生的波形就可以做到這一點(diǎn)，而且程序相當(dāng)簡單。
ATmega48系列單片機(jī)有3個定時器，都具有產(chǎn)生PWM波形的能力，而且可以同時在兩個端口引腳輸出不同頻率的PWM渡形，這就為我們控制機(jī)器人的行走提供了便利。ROBOT C針對這3愛上制作個定時器提供了3組PWM波形的初始化函數(shù)和應(yīng)用函數(shù)，它們是use_PWMO與MotorO(lt,rt)、use_PWMl與Motorl (It,rt)、use_PWM2與Motor2(lt,rt)。其中應(yīng)用函數(shù)里的調(diào)用參數(shù)It與r1分別是左電機(jī)和右電機(jī)的PWM參數(shù)。每個定時器在設(shè)置完成后，都可以在無需系統(tǒng)干預(yù)的情況下，自動連續(xù)產(chǎn)生兩個PWM信號。主要的區(qū)別在于定時器0和定時器2的定時計數(shù)器是單字節(jié)的，而定時器1的定時計數(shù)器是雙字節(jié)的，因而定時器1產(chǎn)生的波形的調(diào)節(jié)過程更加細(xì)膩。本文中的所有實(shí)戰(zhàn)案例均采用定時器1產(chǎn)生PWM波形。另外，單片機(jī)內(nèi)置的PWM波形都是輸出到固定引腳上的，定時器1就固定使用端口B的引腳1和引腳2。
ROBOT C開發(fā)環(huán)境同樣提供了用戶友好的PWM設(shè)置對話框，并自動生成所需的相關(guān)初始化函數(shù)和應(yīng)用函數(shù)。點(diǎn)擊“電機(jī)應(yīng)用設(shè)置”按鈕（見圖10），可調(diào)出電機(jī)設(shè)置對話框（見圖11）。選擇直流電機(jī)、PWM1電機(jī)調(diào)速功能，然后確定，系統(tǒng)會自動為你插入語句。
同樣，你所要做的就是將初始化函數(shù)use_PWMl()插入到圭程序模塊的初始化部分。然后在程序需要時，調(diào)用函數(shù)Motorl(lt,rt)即可。It和rt分別是左、右電機(jī)的PWM參數(shù)，最終控制兩側(cè)電機(jī)的轉(zhuǎn)速，達(dá)到機(jī)器人運(yùn)行調(diào)速和轉(zhuǎn)向的目的。
需要注意的是，你所給出的調(diào)速參數(shù)數(shù)值越大，速度越慢。這是因?yàn)槟憬o出的參數(shù)實(shí)際是定時器的定時起始值，定時的計數(shù)是從用戶設(shè)定的起始值開始計數(shù)的。比如定時器1的定時計數(shù)器是雙字節(jié)的，即可計數(shù)范圍是0—1023，假如你給的起始值是500，計數(shù)器就從500開始累進(jìn)計數(shù)，至1 023計滿后返回，再從500開始計，這時你可以得到一個幾乎對稱的PWM波形。假如你給出的調(diào)速參數(shù)是1000，則計數(shù)器很快計滿，然后返回重新計，你得到的是一個非常窄的PWM波形，結(jié)果導(dǎo)致電機(jī)得到的平均電壓很低，不足以維持運(yùn)轉(zhuǎn)，就停機(jī)了。
機(jī)器人在行走過程中不可能總是走直線，所以轉(zhuǎn)向是設(shè)計機(jī)器人時必須考慮的功能。最簡單的做法是當(dāng)需要轉(zhuǎn)向時，一側(cè)電機(jī)正轉(zhuǎn)，另一側(cè)反轉(zhuǎn)或停機(jī)。這實(shí)際是讓機(jī)器人在原地旋轉(zhuǎn)，方法簡單，但其缺點(diǎn)也是明顯的。首先，機(jī)器人的動作顯得非常突兀，特別是走彎道時扭來扭去，姿態(tài)不好看，也耽誤速度，搞得不好甚至?xí)粩嗯�，失去控制。用自動控制專業(yè)術(shù)語講，叫“超調(diào)”或是“震蕩”。
通過改變機(jī)器人兩側(cè)電機(jī)的PWM參數(shù)，就可以實(shí)現(xiàn)流暢的轉(zhuǎn)向動作。一側(cè)快一點(diǎn)，另一側(cè)慢一點(diǎn)，可以獲得非常理想的轉(zhuǎn)彎半徑，其軌跡為順暢的弧度。使用硬件，即單片機(jī)定時器內(nèi)置的PWM功能產(chǎn)生的波形就可以做到這一點(diǎn)，而且程序相當(dāng)簡單。
ATmega48系列單片機(jī)有3個定時器，都具有產(chǎn)生PWM波形的能力，而且可以同時在兩個端口引腳輸出不同頻率的PWM渡形，這就為我們控制機(jī)器人的行走提供了便利。ROBOT C針對這3愛上制作個定時器提供了3組PWM波形的初始化函數(shù)和應(yīng)用函數(shù)，它們是use_PWMO與MotorO(lt,rt)、use_PWMl與Motorl (It,rt)、use_PWM2與Motor2(lt,rt)。其中應(yīng)用函數(shù)里的調(diào)用參數(shù)It與r1分別是左電機(jī)和右電機(jī)的PWM參數(shù)。每個定時器在設(shè)置完成后，都可以在無需系統(tǒng)干預(yù)的情況下，自動連續(xù)產(chǎn)生兩個PWM信號。主要的區(qū)別在于定時器0和定時器2的定時計數(shù)器是單字節(jié)的，而定時器1的定時計數(shù)器是雙字節(jié)的，因而定時器1產(chǎn)生的波形的調(diào)節(jié)過程更加細(xì)膩。本文中的所有實(shí)戰(zhàn)案例均采用定時器1產(chǎn)生PWM波形。另外，單片機(jī)內(nèi)置的PWM波形都是輸出到固定引腳上的，定時器1就固定使用端口B的引腳1和引腳2。
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同樣，你所要做的就是將初始化函數(shù)use_PWMl()插入到圭程序模塊的初始化部分。然后在程序需要時，調(diào)用函數(shù)Motorl(lt,rt)即可。It和rt分別是左、右電機(jī)的PWM參數(shù)，最終控制兩側(cè)電機(jī)的轉(zhuǎn)速，達(dá)到機(jī)器人運(yùn)行調(diào)速和轉(zhuǎn)向的目的。
需要注意的是，你所給出的調(diào)速參數(shù)數(shù)值越大，速度越慢。這是因?yàn)槟憬o出的參數(shù)實(shí)際是定時器的定時起始值，定時的計數(shù)是從用戶設(shè)定的起始值開始計數(shù)的。比如定時器1的定時計數(shù)器是雙字節(jié)的，即可計數(shù)范圍是0—1023，假如你給的起始值是500，計數(shù)器就從500開始累進(jìn)計數(shù)，至1 023計滿后返回，再從500開始計，這時你可以得到一個幾乎對稱的PWM波形。假如你給出的調(diào)速參數(shù)是1000，則計數(shù)器很快計滿，然后返回重新計，你得到的是一個非常窄的PWM波形，結(jié)果導(dǎo)致電機(jī)得到的平均電壓很低，不足以維持運(yùn)轉(zhuǎn)，就停機(jī)了。
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