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求助.....平衡车更换驱动板的问题

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发表于 2013-6-7 16:35:24 | 显示全部楼层 |阅读模式
各位大侠,找论坛的大神做了辆平衡车,代码是拷贝zlstone大神的。。

之前的驱动是六脚   PWM1 DIR1 PMW2 DIR2

正转 DIR=1 PWM=PWM
反转 DIR=0 PWM=PWM

现在要换L298驱动

ENA   IN1 IN2
  1      0     1
  1      1     0
//~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~



这是那个程序
//MCU:Mega16;晶振:8MHz;
//PWM:4KHz;滤波器频率:100Hz;系统频率:100Hz;10ms;
//赵国霖:10.05.10;
#include <iom16v.h>
#include <macros.h>
#include <math.h>

//#define checkbit(var,bit)     (var&(0x01<<(bit)))     /*定义查询位函数*/
//#define setbit(var,bit)     (var|=(0x01<<(bit)))     /*定义置位函数*/
//#define clrbit(var,bit)     (var&=(~(0x01<<(bit)))) /*定义清零位函数*/


//-------------------------------------------------------
//输出端口初始化
void PORT_initial(void)
{
        DDRA=0B00000000;
        PINA=0X00;
        PORTA=0X00;
        
        DDRB=0B00000000;
        PINB=0X00;
        PORTB=0X00;
        
        DDRC=0B00010000;
        PINC=0X00;
        PORTC=0X00;
        
        DDRD=0B11110010;
        PIND=0X00;
        PORTD=0X00;
}


//-------------------------------------------------------
//定时器1初始化
void T1_initial(void)                                       
{
        TCCR1A|=(1<<COM1A1)|(1<<WGM10)|(1<<COM1B1);                                //T1:8位快速PWM模式、匹配时清0,TOP时置位
        TCCR1B|=(1<<WGM12)|(1<<CS11);                        //PWM:8分频:8M/8/256=4KHz;
}


//-------------------------------------------------------
//定时器2初始化
void T2_initial(void)                        //T2:计数至OCR2时产生中断
{
        OCR2=0X4E;                        //T2:计数20ms(0X9C)10ms(0X4E)时产生中断;
        TIMSK|=(1<<OCIE2);
        TCCR2|=(1<<WGM21)|(1<<CS22)|(1<<CS21)|(1<<CS20);                        //CTC模式,1024分频
}


//-------------------------------------------------------
//外部中断初始化
void INT_initial(void)
{
        MCUCR|=(1<<ISC01)|(1<<ISC00)|(1<<ISC11)|(1<<ISC10);                        //INT0、INT1上升沿有效
        GICR|=(1<<INT0)|(1<<INT1);                        //外部中断使能
}


//-------------------------------------------------------
//串口初始化;
void USART_initial( void )
{        
        UBRRH = 0X00;
        UBRRL = 51;                //f=8MHz;设置波特率:9600:51;19200:25;
        UCSRB = (1<<RXEN)|(1<<TXEN);                //接收器与发送器使能;
        UCSRC = (1<<URSEL)|(1<<UCSZ0)|(1<<UCSZ1);                //设置帧格式: 8 个数据位, 1 个停止位;
        
        UCSRB|=(1<<RXCIE);                //USART接收中断使能
}


//-------------------------------------------------------
//串口发送数据;
void USART_Transmit( unsigned char data )
{
        while ( !( UCSRA & (1<<UDRE)));                //等待发送缓冲器为空;
        UDR = data;                //将数据放入缓冲器,发送数据;
}


//-------------------------------------------------------
//串口接收数据中断,确定数据输出的状态;
#pragma interrupt_handler USART_Receive_Int:12
static char USART_State;
void USART_Receive_Int(void)
{
        USART_State=UDR;//USART_Receive();
}


//-------------------------------------------------------
//计算LH侧轮速:INT0中断;
//-------------------------------------------------------
static int speed_real_LH;
//-------------------------------------------------------
#pragma interrupt_handler SPEEDLHINT_fun:2
void SPEEDLHINT_fun(void)
{
        if (0==(PINB&BIT(0)))
        {
                speed_real_LH-=1;
        }
        else
        {
                speed_real_LH+=1;
        }
}


//-------------------------------------------------------
//计算RH侧轮速,:INT1中断;
//同时将轮速信号统一成前进方向了;
//-------------------------------------------------------
static int speed_real_RH;
//-------------------------------------------------------
#pragma interrupt_handler SPEEDRHINT_fun:3
void SPEEDRHINT_fun(void)
{
        if (0==(PINB&BIT(1)))
        {
                speed_real_RH+=1;
        }
        else
        {
                speed_real_RH-=1;
        }
}


//-------------------------------------------------------
//ADport采样:10位,采样基准电压Aref
//-------------------------------------------------------
static int AD_data;
//-------------------------------------------------------
int ADport(unsigned char port)
{
        ADMUX=port;
        ADCSRA|=(1<<ADEN)|(1<<ADSC)|(1<<ADPS1)|(1<<ADPS0);                        //采样频率为8分频;
        while(!(ADCSRA&(BIT(ADIF))));
        AD_data=ADCL;
        AD_data+=ADCH*256;
        AD_data-=512;
        return (AD_data);
}


//*
//-------------------------------------------------------
//Kalman滤波,8MHz的处理时间约1.8ms;
//-------------------------------------------------------
static float angle, angle_dot;                 //外部需要引用的变量
//-------------------------------------------------------
static const float Q_angle=0.001, Q_gyro=0.003, R_angle=0.5, dt=0.01;
                        //注意:dt的取值为kalman滤波器采样时间;
static float P[2][2] = {
                                                        { 1, 0 },
                                                        { 0, 1 }
                                                };
        
static float Pdot[4] ={0,0,0,0};

static const char C_0 = 1;

static float q_bias, angle_err, PCt_0, PCt_1, E, K_0, K_1, t_0, t_1;
//-------------------------------------------------------
void Kalman_Filter(float angle_m,float gyro_m)                        //gyro_m:gyro_measure
{
        angle+=(gyro_m-q_bias) * dt;
        
        Pdot[0]=Q_angle - P[0][1] - P[1][0];
        Pdot[1]=- P[1][1];
        Pdot[2]=- P[1][1];
        Pdot[3]=Q_gyro;
        
        P[0][0] += Pdot[0] * dt;
        P[0][1] += Pdot[1] * dt;
        P[1][0] += Pdot[2] * dt;
        P[1][1] += Pdot[3] * dt;
        
        
        angle_err = angle_m - angle;
        
        
        PCt_0 = C_0 * P[0][0];
        PCt_1 = C_0 * P[1][0];
        
        E = R_angle + C_0 * PCt_0;
        
        K_0 = PCt_0 / E;
        K_1 = PCt_1 / E;
        
        t_0 = PCt_0;
        t_1 = C_0 * P[0][1];

        P[0][0] -= K_0 * t_0;
        P[0][1] -= K_0 * t_1;
        P[1][0] -= K_1 * t_0;
        P[1][1] -= K_1 * t_1;
        
        
        angle        += K_0 * angle_err;
        q_bias        += K_1 * angle_err;
        angle_dot = gyro_m-q_bias;
}
//*/

/*
//-------------------------------------------------------
//互补滤波
//-------------------------------------------------------
static float angle,angle_dot;                 //外部需要引用的变量
//-------------------------------------------------------        
static float bias_cf;
static const float dt=0.01;
//-------------------------------------------------------
void complement_filter(float angle_m_cf,float gyro_m_cf)
{
        bias_cf*=0.998;                        //陀螺仪零飘低通滤波;500次均值;
        bias_cf+=gyro_m_cf*0.002;
        angle_dot=gyro_m_cf-bias_cf;
        angle=(angle+angle_dot*dt)*0.90+angle_m_cf*0.05;        
        //加速度低通滤波;20次均值;按100次每秒计算,低通5Hz;
}
*/        




//-------------------------------------------------------
//AD采样;
//以角度表示;
//加速度计:1.2V=1g=90°;满量程:1.3V~3.7V;
//陀螺仪:0.5V~4.5V=-80°~+80°;满量程5V=200°=256=200°;
//-------------------------------------------------------
static float gyro,acceler;
//-------------------------------------------------------
void AD_calculate(void)
{
        
        acceler=ADport(2)+28;                        //角度校正
        gyro=ADport(3);        
        
        acceler*=0.004069;                //系数换算:2.5/(1.2*512);
        acceler=asin(acceler);
        gyro*=0.00341;                        //角速度系数:(3.14/180)* 100/512=0.01364;        
        
        Kalman_Filter(acceler,gyro);
        //complement_filter(acceler,gyro);
}
        


//-------------------------------------------------------
//PWM输出
//-------------------------------------------------------
void PWM_output (int PWM_LH,int PWM_RH)
{
        if (PWM_LH<0)
        {
                PORTD|=BIT(6);
                PWM_LH*=-1;
        }
        else
        {
                PORTD&=~BIT(6);
        }
        
        if (PWM_LH>252)
        {
                PWM_LH=252;
        }
        
        
        if (PWM_RH<0)
        {
                PORTD|=BIT(7);
                PWM_RH*=-1;
        }
        else
        {
                PORTD&=~BIT(7);
        }
        
        if (PWM_RH>252)
        {
                PWM_RH=252;
        }
        
               
        OCR1AH=0;
        OCR1AL=PWM_LH;                        //OC1A输出;
        
        OCR1BH=0;
        OCR1BL=PWM_RH;                        //OC1B输出;
        
}




//-------------------------------------------------------
//计算PWM输出值
//车辆直径:76mm; 12*64pulse/rev; 1m=3216pulses;
//-------------------------------------------------------        
//static int speed_diff,speed_diff_all,speed_diff_adjust;
//static float K_speed_P,K_speed_I;
static float K_voltage,K_angle,K_angle_dot,K_position,K_position_dot;
static float K_angle_AD,K_angle_dot_AD,K_position_AD,K_position_dot_AD;
static float position,position_dot;
static float position_dot_filter;
static float PWM;
static int speed_output_LH,speed_output_RH;
static int Turn_Need,Speed_Need;
//-------------------------------------------------------        
void PWM_calculate(void)        
{
        if ( 0==(~PINA&BIT(1)) )        //左转
        {
                Turn_Need=-40;
        }
        else if ( 0==(~PINB&BIT(2)) )         //右转
        {
                Turn_Need=40;
        }
        else        //不转
        {
                Turn_Need=0;
        }
        
        if ( 0==(~PINC&BIT(0)) )        //前进
        {
                Speed_Need=-2;
        }
        else if ( 0==(~PINC&BIT(1)) )        //后退
        {
                Speed_Need=2;
        }
        else        //不动
        {
                Speed_Need=0;
        }
        
        K_angle_AD=ADport(4)*0.007;
        K_angle_dot_AD=ADport(5)*0.007;
        K_position_AD=ADport(6)*0.007;
        K_position_dot_AD=ADport(7)*0.007;

        position_dot=(speed_real_LH+speed_real_RH)*0.5;
        
        position_dot_filter*=0.85;                //车轮速度滤波
        position_dot_filter+=position_dot*0.15;        
        
        position+=position_dot_filter;
        //position+=position_dot;        
        position+=Speed_Need;
        
        if (position<-768)                //防止位置误差过大导致的不稳定
        {
                position=-768;
        }
        else if  (position>768)
        {
                position=768;
        }
        
        PWM = K_angle*angle *K_angle_AD + K_angle_dot*angle_dot *K_angle_dot_AD +
                                        K_position*position *K_position_AD + K_position_dot*position_dot_filter *K_position_dot_AD;
        
        
        speed_output_RH = PWM - Turn_Need;
        speed_output_LH = - PWM - Turn_Need ;
        
        /*
        speed_diff=speed_real_RH-speed_real_LH;                        //左右轮速差PI控制;
        speed_diff_all+=speed_diff;
        speed_diff_adjust=(K_speed_P*speed_diff+K_speed_I*speed_diff_all)/2;
        */
               
        PWM_output (speed_output_LH,speed_output_RH);        
}

//-------------------------------------------------------
//定时器2中断处理
//-------------------------------------------------------
static unsigned char temp;
//-------------------------------------------------------
#pragma interrupt_handler T2INT_fun:4
void T2INT_fun(void)                                                
{
        AD_calculate();
        
        PWM_calculate();
        
        if(temp>=4)                        //10ms即中断;每秒计算:100/4=25次;
        {               
                if (USART_State==0X30)                //ASCII码:0X30代表字符'0'
                {
                        USART_Transmit(angle*57.3+128);
                        USART_Transmit(angle_dot*57.3+128);
                        USART_Transmit(128);        
                }
                else if(USART_State==0X31)                //ASCII码:0X30代表字符'1'
                {
                        USART_Transmit(speed_output_LH+128);
                        USART_Transmit(speed_output_RH+128);                        
                        USART_Transmit(128);
                }
                else if(USART_State==0X32)                //ASCII码:0X30代表字符'2'
                {
                        USART_Transmit(speed_real_LH+128);
                        USART_Transmit(speed_real_RH+128);
                        USART_Transmit(128);
                }
                else if(USART_State==0X33)                //ASCII码:0X30代表字符'3'
                {
                        USART_Transmit(K_angle+128);
                        USART_Transmit(K_angle_dot+128);
                        USART_Transmit(K_position_dot+128);
                }                                
                temp=0;                                
        }
        speed_real_LH=0;
        speed_real_RH=0;        
        temp+=1;        
}



//-------------------------------------------------------
int i,j;
//-------------------------------------------------------
void main(void)
{
        PORT_initial();
        T2_initial();
        INT_initial();
        USART_initial ();
        
        SEI();
        
        K_position=0.8 * 0.209;                //换算系数:(256/10) * (2*pi/(64*12))=0.20944;//256/10:电压换算至PWM,256对应10V;
        K_angle=34 * 25.6;                //换算系数:256/10 =25.6;
        K_position_dot=1.09 * 20.9;                //换算系数:(256/10) * (25*2*pi/(64*12))=20.944;
        K_angle_dot=2 * 25.6;                //换算系数:256/10 =25.6;
        
        for (i=1;i<=500;i++)                //延时启动PWM,等待卡尔曼滤波器稳定
        {
                for (j=1;j<=300;j++);;
               
        }
        T1_initial();
               
        while(1)
        {
                ;
        }
}

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