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回首11月，在放弃用大量原件搭建全H桥之后，迅速进入匆忙的电机驱动选择中。 飞思卡尔，瑞萨，德州仪器，意法半导体，其中TI的DRV88XX系列，飞思卡尔的YMSxx系列，意法的L29X系列，TI的封装非常小，飞思卡尔无法购买，意法半导体未达设计要求，好在万能的x宝又帮了我，弄了一款国产的的玩具电机驱动IC L9110，最低2V的供电，单通道，连续700ma的持续电流，峰值1.5A，非常适合我的设计要求。这片子导通后有0.7V压降，估计是多基极硅三极管构成的。这家伙和TI的控制方式相同，好在之前设计H桥时积累的经验，在其输入端加入了一片74HC08.两个与门共用一个输入段，作为PWM输入，另外两个端口做方向选择，这样方便程序控制，调速与方向控制不相互干扰。另外一种方案可以不用74HC08，用软件的方法解决，即在L9110一个输入端口接PWM输入，另外一个端口接IO.只需要改变PWM相位与IO状态即可实现调速与方向控制，考虑到PWM是由MSP430G2553的timer1产生，自己对这个片子不是非常熟悉，放弃了该方案。 电机驱动告一段落，接着是测速方面。 在X宝上买了某星相机镜头配件，5块一个，拆出了两个红外对管，一个码盘，这个码盘不是一点点坑，就只有三个齿，在找了些文献后果断放弃该码盘，怀着忐忑的心态又上了淘宝，万能的淘宝又帮了我一把，找了一个8个齿的码盘，一毛一个，哈哈，立即入手10个，其实8个也不够，好在精度能控制在正负±1之内，拆出来的红外对管 挺给力的，体积非常小，电路简单，只需要两个电阻就搞定，买码盘的时候顺便买了十来个红外对管，图片上看比较小，卖家也给了尺寸表，可我没有大小的立体感，买回来比相机上拆下来的体积大了一圈，不太贵，就没有退货，留着以后用吧。 电源只设计了充电电路，充电电路参考了圆点博士的小四轴，还是用国产的芯片，TI的没敢用，担心后期不好购买，不得不说国产在某方面是非常实用的。 至此平衡小车的硬件部分全部完成，进入软件设计。 只是因为TI的一句“让工程师专注与算法实现，而不是使用单片机”，用了TI的一个新软件Grace，全英文界面，网上有简单的使用方法，照猫画虎后还是不会用，就一个接一个的翻译，在经历多次失败后终于顺利使用上该软件，国际大厂就是有远见，对于我这种学生党，基础差，无经验，Grace就是万能钥匙，需要什么功能，勾勾选选就可实现，比较坑的是不知道如何在生成的代码中添加自己的代码，只好复制出来，粘贴到IAR中编译。通过Grace的帮助，很快对MSP430G2553的硬件有了了解，便开始编写测速的代码。 由于暑假写过一次T法测速，当时没有上位机支持，只能将测得的结果和示波器进行比较，无法得到精确度，算是一次失败的尝试，当时的电机转速输出脉冲频率比较高，测速码盘100个齿，又是直接接在电机上的，用T法是错误的选择，稍次的方式是用M法，并且测速精度比较高，就算误差在±10以内，那相对与电机只转过3.6°，精度是比较高的。平衡小车的硬件决定本次使用T法比较合适，工作时输出频率在200HZ~3KHZ之间，可是MSP430G2553的封装有20脚与28脚两种，20脚的timer0与timer1不能同时使用，由于引脚共用的原因，如果timer1用于产生两路PWM信号，那么timer0只能使用一半的功能，另外一半由于没有引脚可用导致无法使用。我手上有这两种片子，SOP封装，TI的东西大家都知道，封装小是其普遍特点，所以没办法手工制板。因此只能放弃T法测速，在最终制板的时候使用28脚的封装。M法测速由遇到了难点，测速周期是多少，在多长时间内测脉冲个数？试探性的将测速时间定为50ms,效果还不错，可测速时间过长，影响系统的实时性，逐渐缩短测速时间，最终定在10ms,速度输出范围在0~30之间，符合小车需求。 完成了测速，进入MPU6050传感器的通信方面。 比较懒吧，百度了下，果然找到驱动程序，简单修改了下就可使用，输出角度输出范围在-6000~6000之间，陀螺仪的输出未测。 再是电机控制，PID对我来说是一片空白，也想会使用PID，在看了很多资料之后对PID有了简单的认识，如果系统输入与设定值之间差值过大，P将产生快速反应，提高系统灵敏度，可是存在一个问题是无法达到设定值，那么I将起到作用，I对未达到设定值之前的所有误差产生作用，又存在一个问题是很长时间才能达到设定值，那么D将起到作用，D对前后两次误差的变化率起到作用，变化率越大，D的作用就越明显，故可快速达到设定值。 在调节PID参数的时候犯了一个错误，就是用手阻止电机旋转，即外界干扰不稳定，导致速度输出周期性变化。还有是PID各个参数类型的定义，累计误差开始使用了INT类型，计数范围比较小，频繁溢出，溢出后PID计算结果立即变成负最大，导致电机立即反向高速旋转，将INT改为LONG后改善了这个问题，但又存在如果电机抱死一段时间后，恢复电机自由，电机在一段时间内高速旋转，等待后才达到稳定，至今未解，由于实际不会存在这种问题，故跳过，留作以后研究。 电机控制搞定，传感器搞定，进行最后的工程整合。 在初期的时候，各个模块工作的非常和谐，可是不知道更改了那里，系统上电后，串口只能输出一段时间，一段时间后就不在输出，其他模块正常工作，分析问题，系统中存在三个中断，测速用的IO口中断，MPU6050的IIC中断，还有就是串口发送完成中断，IO口中断影响串口的几率比较小，IO中断频率较低，那么就是IIC中断，可是，IIC中断不能禁止，问题未解。 这是一个小问题，更严重的问题是我自己的问题，长时间的无解，开始烦躁，仿佛整个世界都是灰暗的，因此提醒到自己，生活中不能只有单片机，还必须有别的东西，鸡蛋不能放在一个篮子中。 写到这里没有什么可以在写下去的了，仅希望大神们能给我一些指点，让我突破这侧障碍。谢谢。
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发表于 2013-11-26 12:28:43
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