机器人技术报告——程序篇.doc

1、程序结构 由于采用的是avr系列芯片,所以我们主要使用avr studio编程。我们采用了模块化的编程，即将机器人的动作分为多个子问题来实现。主程序实现PWM波的产生，并且提供接口，让子文件在只提供数据参数的情况下实现对舵机的控制。而在主文件中只需包含各个动作的文件就可以实现整体程序的整合。 #includehead.h #includecheng.c #includebow_rise.c #includeleft_transform.c #includeleft_walk.c #includeright_transform.c #includeright_walk.c #includeupward_rise.c #includewalk.c #includeleft_hit.c #includeright_hit.c #includeright_left.c #includeright_right.c #includeleft_forward.c #includeleft_backward.c #includeanti_walk.c #includeturn_left.c #includeturn_right.c 2、算法简介 ①PWM的实现以及对多路舵机的控制 我们采用的是含有一个内置的16位计时器的ATmega32单片机和11.0592MHz的外部晶振，所以在采用8分频的情况下设置定时器寄存器的初值，精确的控制每隔20ms一次中断。并且实时监测计时器寄存器TCNT1的值，在需要的时候拉低需要拉低的端口电平实现PWM的输出。 对于多路舵机，我们采用两个数组（其实可以用结构体），一个记录需要执行操作舵机位序（char port[16]={0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15};），一个记录需要拉低电平的时间(uint wide[16]={a90_0,a85_0,a108_0,a68_0,a75_0,a87_0,a69_0,a118_0,a7_0,a173_0,a5_0,a171_0,a90_0,a10_0,a89_0,a165_0};)。通过queue()函数实现对需要拉低电平时间的排序，在对TCNT1的检测中，做到在一个20ms中对多路舵机电平的控制。 ②动作接口的实现 由于舵机角度控制只需要20ms的前2.5ms，在2.5ms到下一个20ms之前，我们只要修改各个舵机的参数以及重新排好序，就能使各个舵机动起来。所以通过type的取值，决定要实现的动作函数，在动作函数中在对port和wide值的修改就可以实现接口。 ③对舵机速度的控制 对于舵机的控制有这么几种方式：固定时间转动角度控制，或者固定角度对时间的控制。我们采用前者，每20ms会对舵机的参数做一次赋值，此时，我们只需要让舵机在20ms中转过一个很小的角度，就能实现速度的控制。由于我们改变的是各个舵机拉低电平时间时所对应的计时器寄存器的值，所以可以实现每20ms转动1/15到180度的速度调配，方便调试动作时的各个舵机的转动速度搭配。 3、具体实现 主函数： int main() {//单片机初始化以及中断使能 initial(); TCCR1B=0x02; TCNT1=0x9402; TIMSK|=(1 2); sei(); while(1) { creat_pwm(); } } void initial() { DDRA|=0xf0; DDRC=0xff; DDRD|=0xf0; PORTC=0x00; PORTD=0x0f; PORTA=0x0f; } SIGNAL(SIG_OVERFLOW1) {//20ms的溢出中断函数 TCNT1=0x9402; PORTA|=0x0f; PORTC=0xff; PORTD|=0xf0; a=0; time_20ms++; } void creat_pwm() {//产生PWM的主函数，通过对TCNT1值得检测实现对端口电平的控制 if(a16) { if(TCNT1=wide[a]) { if(port[a]8) { PORTC=~(1 port[a]); } if((port[a]=8)(port[a]12)) { PORTD=~(1 (port[a]-4)); } if(port[a]=12) { PORTA=~(1 (port[a]-12))