PWM调速与弯道策略
发布时间:2013/11/19 20:06:57 访问次数:944
PWM即脉>中宽度调制技术．是小车类机器人必用的技术，DS1706SESA主要用来调速。有关详细技术细节在教科书中或是技术手册中都有描述，本文重点在实际应用。PWM波形的产生可以用软件方法，但这要占用系统资源，而且不够灵活。ATmega48系列单片机内置了PWM波形产生功能，其实就是其3个定时器的功能扩展，这些定时器除了产生定时信号外，还可以产生多种PWM波形。
机器人在行走过程中不可能总是走直线，所以转向是设计机器人时必须考虑的功能。最简单的做法是当需要转向时，一侧电机正转，另一侧反转或停机。这实际是让机器人在原地旋转，方法简单，但其缺点也是明显的。首先，机器人的动作显得非常突兀，特别是走弯道时扭来扭去，姿态不好看，也耽误速度，搞得不好甚至会不断扭动，失去控制。用自动控制专业术语讲，叫“超调”或是“震荡”。
通过改变机器人两侧电机的PWM参数，就可以实现流畅的转向动作。一侧快一点，另一侧慢一点，可以获得非常理想的转弯半径，其轨迹为顺畅的弧度。使用硬件，即单片机定时器内置的PWM功能产生的波形就可以做到这一点，而且程序相当简单。
ATmega48系列单片机有3个定时器，都具有产生PWM波形的能力，而且可以同时在两个端口引脚输出不同频率的PWM渡形，这就为我们控制机器人的行走提供了便利。ROBOT C针对这3爱上制作个定时器提供了3组PWM波形的初始化函数和应用函数，它们是use_PWMO与MotorO(lt,rt)、use_PWMl与Motorl (It,rt)、use_PWM2与Motor2(lt,rt)。其中应用函数里的调用参数It与r1分别是左电机和右电机的PWM参数。每个定时器在设置完成后，都可以在无需系统干预的情况下，自动连续产生两个PWM信号。主要的区别在于定时器0和定时器2的定时计数器是单字节的，而定时器1的定时计数器是双字节的，因而定时器1产生的波形的调节过程更加细腻。本文中的所有实战案例均采用定时器1产生PWM波形。另外，单片机内置的PWM波形都是输出到固定引脚上的，定时器1就固定使用端口B的引脚1和引脚2。
ROBOT C开发环境同样提供了用户友好的PWM设置对话框，并自动生成所需的相关初始化函数和应用函数。点击“电机应用设置”按钮（见图10），可调出电机设置对话框（见图11）。选择直流电机、PWM1电机调速功能，然后确定，系统会自动为你插入语句。
同样，你所要做的就是将初始化函数use_PWMl()插入到圭程序模块的初始化部分。然后在程序需要时，调用函数Motorl(lt,rt)即可。It和rt分别是左、右电机的PWM参数，最终控制两侧电机的转速，达到机器人运行调速和转向的目的。
需要注意的是，你所给出的调速参数数值越大，速度越慢。这是因为你给出的参数实际是定时器的定时起始值，定时的计数是从用户设定的起始值开始计数的。比如定时器1的定时计数器是双字节的，即可计数范围是0—1023，假如你给的起始值是500，计数器就从500开始累进计数，至1 023计满后返回，再从500开始计，这时你可以得到一个几乎对称的PWM波形。假如你给出的调速参数是1000，则计数器很快计满，然后返回重新计，你得到的是一个非常窄的PWM波形，结果导致电机得到的平均电压很低，不足以维持运转，就停机了。
机器人在行走过程中不可能总是走直线，所以转向是设计机器人时必须考虑的功能。最简单的做法是当需要转向时，一侧电机正转，另一侧反转或停机。这实际是让机器人在原地旋转，方法简单，但其缺点也是明显的。首先，机器人的动作显得非常突兀，特别是走弯道时扭来扭去，姿态不好看，也耽误速度，搞得不好甚至会不断扭动，失去控制。用自动控制专业术语讲，叫“超调”或是“震荡”。
通过改变机器人两侧电机的PWM参数，就可以实现流畅的转向动作。一侧快一点，另一侧慢一点，可以获得非常理想的转弯半径，其轨迹为顺畅的弧度。使用硬件，即单片机定时器内置的PWM功能产生的波形就可以做到这一点，而且程序相当简单。
ATmega48系列单片机有3个定时器，都具有产生PWM波形的能力，而且可以同时在两个端口引脚输出不同频率的PWM渡形，这就为我们控制机器人的行走提供了便利。ROBOT C针对这3爱上制作个定时器提供了3组PWM波形的初始化函数和应用函数，它们是use_PWMO与MotorO(lt,rt)、use_PWMl与Motorl (It,rt)、use_PWM2与Motor2(lt,rt)。其中应用函数里的调用参数It与r1分别是左电机和右电机的PWM参数。每个定时器在设置完成后，都可以在无需系统干预的情况下，自动连续产生两个PWM信号。主要的区别在于定时器0和定时器2的定时计数器是单字节的，而定时器1的定时计数器是双字节的，因而定时器1产生的波形的调节过程更加细腻。本文中的所有实战案例均采用定时器1产生PWM波形。另外，单片机内置的PWM波形都是输出到固定引脚上的，定时器1就固定使用端口B的引脚1和引脚2。
ROBOT C开发环境同样提供了用户友好的PWM设置对话框，并自动生成所需的相关初始化函数和应用函数。点击“电机应用设置”按钮（见图10），可调出电机设置对话框（见图11）。选择直流电机、PWM1电机调速功能，然后确定，系统会自动为你插入语句。
同样，你所要做的就是将初始化函数use_PWMl()插入到圭程序模块的初始化部分。然后在程序需要时，调用函数Motorl(lt,rt)即可。It和rt分别是左、右电机的PWM参数，最终控制两侧电机的转速，达到机器人运行调速和转向的目的。
需要注意的是，你所给出的调速参数数值越大，速度越慢。这是因为你给出的参数实际是定时器的定时起始值，定时的计数是从用户设定的起始值开始计数的。比如定时器1的定时计数器是双字节的，即可计数范围是0—1023，假如你给的起始值是500，计数器就从500开始累进计数，至1 023计满后返回，再从500开始计，这时你可以得到一个几乎对称的PWM波形。假如你给出的调速参数是1000，则计数器很快计满，然后返回重新计，你得到的是一个非常窄的PWM波形，结果导致电机得到的平均电压很低，不足以维持运转，就停机了。
PWM即脉>中宽度调制技术．是小车类机器人必用的技术，DS1706SESA主要用来调速。有关详细技术细节在教科书中或是技术手册中都有描述，本文重点在实际应用。PWM波形的产生可以用软件方法，但这要占用系统资源，而且不够灵活。ATmega48系列单片机内置了PWM波形产生功能，其实就是其3个定时器的功能扩展，这些定时器除了产生定时信号外，还可以产生多种PWM波形。
机器人在行走过程中不可能总是走直线，所以转向是设计机器人时必须考虑的功能。最简单的做法是当需要转向时，一侧电机正转，另一侧反转或停机。这实际是让机器人在原地旋转，方法简单，但其缺点也是明显的。首先，机器人的动作显得非常突兀，特别是走弯道时扭来扭去，姿态不好看，也耽误速度，搞得不好甚至会不断扭动，失去控制。用自动控制专业术语讲，叫“超调”或是“震荡”。
通过改变机器人两侧电机的PWM参数，就可以实现流畅的转向动作。一侧快一点，另一侧慢一点，可以获得非常理想的转弯半径，其轨迹为顺畅的弧度。使用硬件，即单片机定时器内置的PWM功能产生的波形就可以做到这一点，而且程序相当简单。
ATmega48系列单片机有3个定时器，都具有产生PWM波形的能力，而且可以同时在两个端口引脚输出不同频率的PWM渡形，这就为我们控制机器人的行走提供了便利。ROBOT C针对这3爱上制作个定时器提供了3组PWM波形的初始化函数和应用函数，它们是use_PWMO与MotorO(lt,rt)、use_PWMl与Motorl (It,rt)、use_PWM2与Motor2(lt,rt)。其中应用函数里的调用参数It与r1分别是左电机和右电机的PWM参数。每个定时器在设置完成后，都可以在无需系统干预的情况下，自动连续产生两个PWM信号。主要的区别在于定时器0和定时器2的定时计数器是单字节的，而定时器1的定时计数器是双字节的，因而定时器1产生的波形的调节过程更加细腻。本文中的所有实战案例均采用定时器1产生PWM波形。另外，单片机内置的PWM波形都是输出到固定引脚上的，定时器1就固定使用端口B的引脚1和引脚2。
ROBOT C开发环境同样提供了用户友好的PWM设置对话框，并自动生成所需的相关初始化函数和应用函数。点击“电机应用设置”按钮（见图10），可调出电机设置对话框（见图11）。选择直流电机、PWM1电机调速功能，然后确定，系统会自动为你插入语句。
同样，你所要做的就是将初始化函数use_PWMl()插入到圭程序模块的初始化部分。然后在程序需要时，调用函数Motorl(lt,rt)即可。It和rt分别是左、右电机的PWM参数，最终控制两侧电机的转速，达到机器人运行调速和转向的目的。
需要注意的是，你所给出的调速参数数值越大，速度越慢。这是因为你给出的参数实际是定时器的定时起始值，定时的计数是从用户设定的起始值开始计数的。比如定时器1的定时计数器是双字节的，即可计数范围是0—1023，假如你给的起始值是500，计数器就从500开始累进计数，至1 023计满后返回，再从500开始计，这时你可以得到一个几乎对称的PWM波形。假如你给出的调速参数是1000，则计数器很快计满，然后返回重新计，你得到的是一个非常窄的PWM波形，结果导致电机得到的平均电压很低，不足以维持运转，就停机了。
机器人在行走过程中不可能总是走直线，所以转向是设计机器人时必须考虑的功能。最简单的做法是当需要转向时，一侧电机正转，另一侧反转或停机。这实际是让机器人在原地旋转，方法简单，但其缺点也是明显的。首先，机器人的动作显得非常突兀，特别是走弯道时扭来扭去，姿态不好看，也耽误速度，搞得不好甚至会不断扭动，失去控制。用自动控制专业术语讲，叫“超调”或是“震荡”。
通过改变机器人两侧电机的PWM参数，就可以实现流畅的转向动作。一侧快一点，另一侧慢一点，可以获得非常理想的转弯半径，其轨迹为顺畅的弧度。使用硬件，即单片机定时器内置的PWM功能产生的波形就可以做到这一点，而且程序相当简单。
ATmega48系列单片机有3个定时器，都具有产生PWM波形的能力，而且可以同时在两个端口引脚输出不同频率的PWM渡形，这就为我们控制机器人的行走提供了便利。ROBOT C针对这3爱上制作个定时器提供了3组PWM波形的初始化函数和应用函数，它们是use_PWMO与MotorO(lt,rt)、use_PWMl与Motorl (It,rt)、use_PWM2与Motor2(lt,rt)。其中应用函数里的调用参数It与r1分别是左电机和右电机的PWM参数。每个定时器在设置完成后，都可以在无需系统干预的情况下，自动连续产生两个PWM信号。主要的区别在于定时器0和定时器2的定时计数器是单字节的，而定时器1的定时计数器是双字节的，因而定时器1产生的波形的调节过程更加细腻。本文中的所有实战案例均采用定时器1产生PWM波形。另外，单片机内置的PWM波形都是输出到固定引脚上的，定时器1就固定使用端口B的引脚1和引脚2。
ROBOT C开发环境同样提供了用户友好的PWM设置对话框，并自动生成所需的相关初始化函数和应用函数。点击“电机应用设置”按钮（见图10），可调出电机设置对话框（见图11）。选择直流电机、PWM1电机调速功能，然后确定，系统会自动为你插入语句。
同样，你所要做的就是将初始化函数use_PWMl()插入到圭程序模块的初始化部分。然后在程序需要时，调用函数Motorl(lt,rt)即可。It和rt分别是左、右电机的PWM参数，最终控制两侧电机的转速，达到机器人运行调速和转向的目的。
需要注意的是，你所给出的调速参数数值越大，速度越慢。这是因为你给出的参数实际是定时器的定时起始值，定时的计数是从用户设定的起始值开始计数的。比如定时器1的定时计数器是双字节的，即可计数范围是0—1023，假如你给的起始值是500，计数器就从500开始累进计数，至1 023计满后返回，再从500开始计，这时你可以得到一个几乎对称的PWM波形。假如你给出的调速参数是1000，则计数器很快计满，然后返回重新计，你得到的是一个非常窄的PWM波形，结果导致电机得到的平均电压很低，不足以维持运转，就停机了。
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