基于AVR Atmega16L单片机开发的直流电机驱动控制程序-内涵速控PID算法等 (amobbs.com 阿莫电子技术论坛) -

zzaaa 发表于 2010-4-8 08:17:48

基于AVR Atmega16L单片机开发的直流电机驱动控制程序-内涵速控PID算法等

适合作为移动平台的小车驱动控制程序

/***************************FileName:motionctl.C************************/
/******************************ICCAVR6.30编译***************************/
/*******************************editor:sq.cu****************************/
/********************************2007.09.29*****************************/

#include <iom16v.h>
#include <macros.h>
#include <stdio.h>

//***************************全局变量定义**************************//
#define uintunsigned int
#define uchar unsigned char
#define U1 12             //电机额定电压

float k[]={0.002,0.001,0}; //PID参数记录
long intposition;
long int count=0;
long int cycle;
unsigned int current,setcurrent,seti;//current为A/D电流实际值，setcurrent为A/D限流值,seti为限流实际电流值
int speed=0;
uint realspd;
int motorstatus=0;
int commandflag=0;
int time_rcv=0;
int rcv_flag=0;
unsigned int cmd_fro_arm; //上位机命令数组缓存
unsigned int command; //接收上位机命令数组
int a=0;                   //采样时间次数
int b=0;
int c=0;
float t;                   //采样时间.s
int sampletime=10;          //给定采样时间的次数
int EK;                   //本次偏差
int EK_1;                //上次偏差
int EK_2;                //上上次偏差

char flage=0;             //监控标志

void delayNms(unsigned int n)
{
unsigned int i=0;
unsigned int b=0;
for(i=0;i<n;i++)
for(b=0;b<1152;b++) ;
}

void IO_init(void)
{
DDRA&=0xBF;             //PA6作为检测电流输入端
DDRC = 0x09;          //sen2,sen3输入;pwm sign，SD输出
PORTC &= ~BIT(3);    //刚启动程序时确保电机停止
DDRB|=0x08;             //PB3为PWM信号输出
DDRD &= 0xBF;             //码盘信号CHA作为捕获输入
PORTD&=0xBF;          //PD6(ICP)为输入捕获端,设置该pin为不带上拉电阻输入
}

//*************************** 串口初始化***************************//
void uart_init(void)
{
UCSRB=(1<<RXEN)|(1<<TXEN)|(1<<RXCIE);//8位数据接收查询接受中断
UBRRL=51; //波特率为9600
UBRRH=0;
UCSRC=(1<<URSEL)|(1<<UCSZ1)|(1<<UCSZ0);//选UCSRC寄存器，数据长度为8位,1位停止位；
}

void USART_Transmit( unsigned char data )
{
while ( !( UCSRA & (1<<UDRE)) )
;
UDR = data;
}

unsigned char USART_Receive( void ){

while ( !(UCSRA & (1<<RXC)) )
;
return UDR;
}

//**************************capture函数捕获码盘转速信号周期***************************//
unsigned int capture(void)
{
unsigned int t1;
t1=0;
TCNT1=0;
TCCR1B=0x02;          //8分频定时方式,1us计数一次，开始计时
switch(PIND&0x40)
{
   case 0:
   while(!(PIND&0x40))
   {if(TCNT1>=1800)
   {
   break; //空操作计时，若1920us后还未检测到脉冲信号，说明电机未启动或堵转！（电机速度为1r/min时周期为3.5ms）
   }
   }
   if(TCNT1<=1800)
   {
   TCNT1=0;
   }
   else
   {
   realspd=0;
   break;
   }
   while(PIND&0x40)
   {if(TCNT1>=1800)
   {
   break;
   }
   }
   if(TCNT1>=1800)
   {
   realspd=0;
   break;
   }
   else
   {
   t1=TCNT1;
   TCNT1=0;
   }
   while(!(PIND&0x40))
   {if(TCNT1>=1800)
   {
   break;
   }
   }
   if(TCNT1<=1800)
   {
   t1+=TCNT1;
      realspd=234375/t1;} //常数为6e7/256=234375,速度单位为r/min,未经减速器的电机转速
   else
   {
   realspd=0;
   }
   break;

   case 0x40:
   while(PIND&0x40)
   {if(TCNT1>=2000)
   {
   break; //空操作计时，若1920us后还未检测到脉冲信号，说明电机未启动或堵转！（电机速度为1r/min时周期为3.5ms）
   }
   }
   if(TCNT1<=2000)
   {
   TCNT1=0;
   }
   else
   {
   realspd=0;
   break;
   }
   while(!(PIND&0x40))
   {if(TCNT1>=2000)
   {
   break;
   }
   }
   if(TCNT1>=2000)
   {
   realspd=0;
   break;
   }
   else
   {
   t1=TCNT1;
   TCNT1=0;
   }
   while(PIND&0x40)
   {if(TCNT1>=2000)
   {
   break;
   }
   }
   if(TCNT1<=2000)
   {
   t1+=TCNT1;
      realspd=234375/t1;}
   else
   {
   realspd=0;
   }
   break;

   default:
      break;
}
TCCR1B=0x00;       //检测一个周期后结束定时
TCNT1=0;
/*
if(realspd==0)
{
printf("realspd= %d%\n",realspd);
}
*/
return realspd;
}

//***************************PID调节函数***************************//
void PIDB(void)
{
float u;       //电压差值
int z;       //输出增量
int t;       //采样时间
int temp1;    //暂存
int i;

//t = sampletime*0.000032;
EK=speed*66-realspd; //减速比为66:1
//printf("realspd= %d%\n",realspd/66);
if((EK>=66)||(EK<=-66))
{
//u=k*((EK-EK_1)+(t/k)*EK+(k/t)*(EK-2*EK_1+EK_2));
u=k*EK;
z=256*u/U1;

temp1=OCR0;
temp1=temp1+z;
if(temp1<=0)                         //结果小于0时输出0(输出0x10防止因为PID调节导致电机停机)
temp1 = 0x00;
if(temp1>=0xFF)                      //结果大于0xF0时输出0xF0
temp1 = 0xFF;
OCR0=temp1;

//printf("OCR0= %d \n",OCR0);

EK_2 = EK_1;
EK_1 = EK;
}
}

//*************************电流检测AD转换程序段****************************//
void AD_CURRENT(void)
{
ADMUX=0xC6;    //选ADC6为模拟比较器的输入，参考电压为片内基准电压2.56v；
ADCSRA=0xC6; //A/D单次转换使能，分频为CLK/64，ADC时钟为125KHz(50-200);

while(!(ADCSRA & 0x10) ); //等待AD测量完成
current=ADC&0x03ff; // 返回转换结果,转换结果为10位

//USART_Transmit(current>>8);
//USART_Transmit(current);

if(current<=setcurrent)//ACS704反接，电流越大电压越小，检测电流超值，关电机；
{
   PORTC &= ~BIT(3);
   motorstatus=0;
   //printf("The current is bigger than set current!");
}
}

//***********************************main函数****************************************//
void main(void)
{
IO_init();
uart_init();

seti=6;                   //过流检测限流值，为seti/2(A)
setcurrent=1000-20*seti;

MCUCR|=0x08;             //INT1下降沿触发，记录脉冲数
TIMSK|=0x40;             //T/C2溢出中断使能
TCCR2=0x02;             //8预分频，1us计数一次
TCNT2=0xCE;             //0.05ms溢出一次

TCCR0=0x61;             //PWM相位修正模式，在升序计数时发生比较匹配将清零OC0，
                        //降序计数时发生比较匹配将置位OC0，一分频抑制高频噪音（八分频为0x62，1us计数一次）
SEI();                   //使用串行接收中断首先需要打开全局中断，输入捕获需在子函数关全局中断

while(1)
{
if(commandflag==0) continue;//不能用return
else
{
commandflag=0;
if(command>=100) command=100;
if(command<= 5 )
{
k=0.004;
}
else
{
k=0.002;
}

switch(command)                      //command为电机控制命令，command，command为电机命令参数的低8位和高8位
{
   case 0x01:                         //速度控制：正转，顺时针
         PORTC |= BIT(3);
/*if(!PINC0)                   //延时避免直通短路
{
delayNms(1);
}*/
         PORTC |= BIT(0);
speed=command;
motorstatus=1;
break;

   case 0x02:                         //速度控制：反转，逆时针
PORTC |= BIT(3);
/*if(PINC0)
{
delayNms(1);
}*/
PORTC &= ~BIT(0);
speed=command;
motorstatus=1;
   break;

   case 0x03:                         //停止,反向制动
         /*if(!(PINC0))
{
PORTC |= BIT(0);
}
   if((PINC&0x01)==0x01)
{
PORTC &= ~BIT(0);
}
delayNms(1);*/
PORTC &= ~BIT(3);
motorstatus=0;
   break;

   case 0x04:                         //位置控制，前进一定距离
         PORTC |= BIT(3);
         PORTC |= BIT(0);
motorstatus=1;
count=0;
if(command!=0)
{
   speed=command;
   }
position=command;                //单位为cm
cycle=position*40744/100;       //cycle=position*66*256/(pai*D),D为轮子直径132mm

OCR0=5*speed/2;

GICR|=0x80;                //使能外部中断

while(count<=cycle);

PORTC &= ~BIT(0);          //反向制动
delayNms(1);             //延时不能太长，否则会跑飞
PORTC &= ~BIT(3);
motorstatus=0;
count=0;

GICR&=0x7F;                //关外部中断
   break;

   case 0x05:                         //位置控制，后退一定距离
         PORTC |= BIT(3);
PORTC &= ~BIT(0);
motorstatus=1;
count=0;
if(command!=0) speed=command;
position=command;
cycle=position*40744/100;

OCR0=5*speed/2;

GICR|=0x80;

while(count<=cycle);

PORTC |= BIT(0);
delayNms(1);
PORTC &= ~BIT(3);
motorstatus=0;
count=0;

GICR&=0x7F;
   break;

   default:
         break;
}
}
}
}

///////////////////////////////////////////////////////////////////////////
#pragma interrupt_handler UART_RXC:12
void UART_RXC(void)
{
int i=0;
char chkcode1=0;
char chkcode2=0;

TIMSK&=0xBF;    //关闭定时器2溢出中断使能
UCSRB&=0x7F;    //关闭串口接收中断使能

rcv_flag=0;
for(i=0;i<6;i++)
{
while(!(UCSRA&(1<<RXC)))
{
time_rcv++;
if(time_rcv>=8000)
{
time_rcv=0;
rcv_flag=1;
//printf("data lost!");
break;
}
}
if(rcv_flag==1) break;
cmd_fro_arm=UDR;
USART_Transmit(cmd_fro_arm);//
}                   //接受主机通过485总线发出的命令，被选中时回发指定数据
if((rcv_flag==0)&&(cmd_fro_arm==0x01))
{
{
for(i=0;i<6;i++)
{
command=cmd_fro_arm;
}
}

for(i=0;i<5;i++)
chkcode1+=command;//校验码设为前面5个命令字节的相加值
chkcode2=command+0x82; //校验码为数据类型和从机地址码相加
if((command==chkcode1)&&(command==0x01)) //在所发命令校验正确的情况下，一旦从机被选中，回发指定格式的代码，包括数据类型，从机地址和校验码
{
USART_Transmit(0x82);
USART_Transmit(command);
USART_Transmit(chkcode2);
commandflag=1;
}
/*
else                         //主机命令错误时返回数据
{
USART_Transmit(0x82);
USART_Transmit(command);
USART_Transmit(0xFF);
}
*/
}
TIMSK|=0x40;    //定时器2溢出中断使能
UCSRB|=0x80;    //串口接收中断使能

}

//***************************定时器2中断服务程序*******************//
#pragma interrupt_handler TIM2_OVF:5
void TIM2_OVF(void)
{
char sreg;
sreg=SREG;

TIMSK&=0xBF;    //关闭定时器2溢出中断使能
TCCR2=0x00;
TCNT2=0x00;

//SEI();
a++;
if(a==sampletime)//PID采样周期为0.05ms*10=0.5ms
{
a=0;
if(motorstatus==1)
{
capture();
PIDB();
//AD_CURRENT();
}
}
//CLI();
TIMSK|=0x40; //重新打开定时器2溢出中断使能
TCCR2=0x02;
TCNT2=0xCE;
SREG=sreg;
}

//***************************INT1外部中断服务程序*******************//
#pragma interrupt_handler INT1_CAP:3
void INT1_CAP(void)
{

if(!(PIND&0x08))
{
count++;
/*b++;
if(b==20)
{
b=0;
capture();
PIDB();
}*/
}
}
点击此处下载 ourdev_544397.rar(文件大小:72K) (原文件名:控制程序.rar)

stanley.zhao 发表于 2010-4-8 08:29:54

顶一下，学习了

wenwu 发表于 2010-4-8 08:39:59

MARK。呵呵。

gxy508 发表于 2010-4-8 09:47:08

mark

bsz84 发表于 2010-4-8 11:34:01

mark

luhuaneda 发表于 2010-4-8 11:57:38

mark

guhenggao 发表于 2010-4-8 13:53:41

mark

gdmfq 发表于 2010-4-9 09:32:21

顶

yaya001 发表于 2010-4-9 09:34:26

mark

s1031129012 发表于 2010-5-27 17:00:42

mark

xuejianhua1986 发表于 2010-5-27 22:18:41

mark

song1km 发表于 2010-5-27 22:51:27

mar........k

lyl1011 发表于 2010-5-28 11:33:20

顶

tangwei039 发表于 2010-5-28 12:43:01

mark

steven 发表于 2010-5-28 12:51:13

mark too...

jhzhao2004 发表于 2010-5-28 12:52:53

学习

s1031129012 发表于 2010-5-28 14:50:03

再mark

wcm_e 发表于 2010-5-28 14:51:20

mark

yuyan 发表于 2010-5-31 19:23:41

mark

2004353215 发表于 2010-5-31 19:25:01

谢谢楼主

QRAHAO 发表于 2010-6-1 00:45:14

mark

guangan854214 发表于 2010-6-1 10:13:26

谢谢，学习

ct007 发表于 2010-6-1 11:13:32

mark

charlie2008 发表于 2010-6-1 12:37:45

mark!

0409044222 发表于 2010-6-19 15:50:27

学习学习啊。楼主真好啊

shouqiang_zhang 发表于 2010-6-19 17:39:30

mark

wcm_e 发表于 2010-6-19 17:49:31

mark

poet_lee 发表于 2010-6-20 00:19:42

谢谢分享学习学习

licheng0620 发表于 2010-6-20 15:21:12

LZ能否说下你的编码盘特性？电机是不是可以通过串口命令控制？

cuikai12345 发表于 2010-6-20 18:21:50

mark

avrwoo 发表于 2010-6-20 20:11:49

mark

esdart 发表于 2010-6-20 20:27:05

标记一下，以后用。

wbanng 发表于 2010-7-22 12:06:55

mark

liangyurongde 发表于 2010-7-22 12:29:33

mark

wbanng 发表于 2010-7-22 12:45:51

mark

caijinshu 发表于 2010-8-13 11:08:44

mark

swustlx86 发表于 2010-8-13 11:55:42

mark

cuikai12345 发表于 2010-8-13 21:52:59

MARK

guo126101 发表于 2010-8-13 21:55:11

m ark

benjam871020 发表于 2010-8-13 23:04:24

MARK

benladn911 发表于 2010-8-13 23:07:47

good

maganet 发表于 2010-9-5 23:03:01

MARK

igetang 发表于 2010-10-20 23:16:08

mark

zengyunming 发表于 2010-12-6 12:53:49

能问一下楼主你今年多大了吗？

eworker 发表于 2010-12-6 13:18:24

回复【43楼】zengyunming
能问一下楼主你今年多大了吗？
-----------------------------------------------------------------------

???

just_interest 发表于 2011-3-10 19:04:47

mark

pair 发表于 2011-5-25 16:31:13

mark

pair 发表于 2011-5-25 17:10:06

MARK

cumt_123456 发表于 2011-8-6 12:56:36

非常感谢

verycard 发表于 2012-2-13 08:13:36

感谢楼主

ssq040302119 发表于 2012-6-8 21:24:02

顶一下，学习了

Bicycle 发表于 2012-6-9 16:21:07

PIDmark!!!

liujinhan 发表于 2013-5-29 14:00:20

MARK

顶楼主。。

一棵葱 发表于 2013-5-29 14:52:41

看看吧！

ZYBing 发表于 2013-7-10 09:02:26

mark{:biggrin:}{:biggrin:}

blavy 发表于 2013-7-21 22:51:46

看一下，学习借鉴

flame123 发表于 2014-2-10 15:19:16

学习借鉴下

wsm80828 发表于 2014-2-10 19:21:02

谢谢分享

Internationale 发表于 2017-1-7 21:55:50

谢谢楼主分享，先mark了

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