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基于51单片机的平衡车源程序

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楼主
ID:855478 发表于 2021-1-8 16:20 | 只看该作者 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
这份代码是国赛的时候用的，也算是一个豪华的平衡车，里面有很多算法值得初学者学习。
所有的输入设备建议加一个二极管

STC8G8K64S4主板IO分配推荐
编码器2个
DIR  P50
LSB CTIM0_P34

DIR  P51
LSB CTIM3_P04


ICM20602:
SPC    P25
SDI    P23
SDO    P24
CS    P27


SPI屏幕引脚:
SCL    P25
SDA    P23
RST    P32
DC    P33
CS    P35
BL    P36

2个电机:
P00
P01

P22
P26


线性CCD（第一个）:
CLK: P20
SI:     P21
AO:P05

线性CCD（第二个）:
CLK: P20
SI:     P21
AO:P06

单片机源程序如下:
  1. /********************* 节能管脚分配 *******************************************

  3. REST    P54   
  4. LED            P47
  5. LED            P15
  6. ---------------------------------------------------------------------------
  7. 下载口:
  8. R        P30
  9. T        P31
  10. UART3: 调试口
  11. R        P50
  12. T        P51
  13. UART4: 上位机
  14. R        P52
  15. T        P53
  16. ---------------------------------------------------------------------------
  17. 模拟MPU6050:
  18. SCL         P32
  19. SDA         P33
  20. MPUIT   
  21. ---------------------------------------------------------------------------
  22. ENCODER:
  23. L        DIR:P05     TIM3_CIN:P04         
  24. R        DIR:P07     TIM4_CIN:P06
  25. ---------------------------------------------------------------------------
  26. MOTOR_PWMXX: select P2
  27. L        P20  P21
  28. R        P22  P23
  29. 备用        P24  P25  P26        P27
  30. STC8A  一共1个PWM模块 可以输出8路频率相同的PWM波  这8路PWM每路可以映射在三个管脚上面       
  31. channel     n = 2     n = 1    n = 6
  32. PWM00       P2_0      P1_0     P6_0  
  33. PWM01       P2_1      P1_1     P6_1
  34. PWM02       P2_2      P1_2     P6_2
  35. PWM03       P2_3      P1_3     P6_3
  36. PWM04       P2_4      P1_4     P6_4
  37. PWM05       P2_5      P1_5     P6_5
  38. PWM06       P2_6      P1_6     P6_6
  39. PWM07       P2_7      P1_7     P6_7
  40. ---------------------------------------------------------------------------
  41. ADCX: select P1
  42. 0     P1.0         
  43. 1     P1.1        
  44. 2     P1.2         
  45. 3     P1.3         
  46. 4     P1.4         
  47. 5     P1.5
  48. 6          P1.6
  49. 7          P1.7
  50. SCT8G/STC8A 有15个ADC通道 每个通道对应管脚如下
  51. 0     P1.0          8  P0.0
  52. 1     P1.1          9  P0.1
  53. 2     P1.2          10 P0.2
  54. 3     P1.3          11 P0.3
  55. 4     P1.4          12 P0.4
  56. 5     P1.5          13 P0.5
  57. 6     P1.6          14 P0.6
  58. 7     P1.7          15 测试内部 1.19V
  59. ---------------------------------------------------------------------------
  60. INT:
  61. INT0        P32
  62. INT1        P33
  63. INT2        P36
  64. INT3        P37
  65. ---------------------------------------------------------------------------
  66. timer:
  67. timer0       
  68. timer1
  69. tiemr2        串口波特率发生器
  70. timer3        P37
  71. timer4  
  72. ---------------------------------------------------------------------------
  73. */
  74. #include "headfile.h"

  76. //board.h文件中FOSC设置内部晶振频率为35Mhz
  77. //使用stc-isp工具下载程序的时候需要将IRC频率设置为35Mhz

  79. int16 send[6];             //上位机数组
  80. int16 sec;                 //小车运行时间
  81. float power;               //电源的电压值
  82. char rec;                  //调试串口值
  83. float K1=0.04;                  //互补滤波加权值   注意：这里原始值是0.03，可能需要更改
  84. float Balance_Kp=600,Balance_Kd=-10,Velocity_Kp=-6,Velocity_Ki=-0.05;//PID参数
  85. float Angle_Balance,Gyro_Balance,Gyro_Turn; //平衡倾角 平衡陀螺仪 转向陀螺仪
  86. int Encoder_Left,Encoder_Right;             //左右编码器的脉冲计数
  87. long int Balance_Pwm,Velocity_Pwm,Turn_Pwm;      //直立环 速度环  转向环的pwm
  88. char delay_50,delay_flag;
  89. char oled_show,rtu_show;
  90. Inductance ppInductance;
  91. Inductance *psInductance;
  92. float Kp=30,Kd=12;  //转向环PD参数
  93. int Velocity_target;
  94. float zhongzhi;
  95. int distance_garage,distance_huandao;
  96. char flag,strong_flag,huandao_flag_num;
  97. float power_bili;
  98. char stop_flag;

  100. void main()
  101. {
  102.         RSTCFG = 0x50;      //自动下载和复位
  103.        
  104.         /**********数据初始化****************/
  105.         psInductance=&ppInductance;
  106.         stop_flag=0;
  107.         sec=0;
  108.   power=0;
  109.         rec='p';
  110.         Encoder_Left=Encoder_Right=0;
  111.         oled_show=1;
  112.         rtu_show=1;
  113.         Velocity_target=1000;
  114.         Velocity_Pwm=0;
  115.         zhongzhi=-6;
  116.         flag=2;
  117.         strong_flag=2;
  118.         distance_garage,distance_huandao=0;
  119.         psInductance->InductanceGYHC_MAX=0;
  120.   psInductance->dir_sum=0;
  121.         huandao_flag_num=0;
  122.         /***********************************/
  123.        
  124.         DisableGlobalIRQ();        //关闭总中断
  125.         board_init();                //初始化内部寄存器
  126.        
  127.        
  128.         /**********硬件外设初始化************/
  129.   gpio_mode(led1, GPO_PP);
  130.         gpio_mode(led2, GPO_PP);

  132.   gpio_mode(key1, GPI_IMPEDANCE);
  133.         gpio_mode(key2, GPI_IMPEDANCE);
  134.   gpio_mode(key3, GPI_IMPEDANCE);
  135.         gpio_mode(key4, GPI_IMPEDANCE);

  137.         gpio_mode(P00, GPI_IMPEDANCE);
  138.         gpio_mode(P01, GPI_IMPEDANCE);
  139.         gpio_mode(P02, GPI_IMPEDANCE);
  140.         gpio_mode(P03, GPI_IMPEDANCE);       
  141.         gpio_mode(P05, GPI_IMPEDANCE);
  142.         gpio_mode(P07, GPI_IMPEDANCE);
  143.         gpio_mode(P10, GPI_IMPEDANCE);
  144.         gpio_mode(P16, GPI_IMPEDANCE);
  145.        
  146.         gpio_mode(P04, GPI_IMPEDANCE);
  147.         gpio_mode(P34, GPI_IMPEDANCE);       
  148.        
  149.         gpio_mode(P06, GPI_IMPEDANCE);
  150.         gpio_mode(P35, GPI_IMPEDANCE);
  151.        
  152.         gpio_mode(P23, GPO_PP);
  153.         gpio_mode(P22, GPO_PP);
  154.         gpio_mode(P21, GPO_PP);
  155.         gpio_mode(P20, GPO_PP);
  156.         gpio_mode(P44, GPO_PP);

  158.         gpio_mode(PWM1_P11, GPO_PP);
  159.         gpio_mode(PWM1_P12, GPO_PP);
  160.         gpio_mode(PWM1_P13, GPO_PP);
  161.         gpio_mode(PWM1_P14, GPO_PP);
  162.        
  163.         pwm_init(PWM1_P11,500, 0);
  164.         pwm_init(PWM1_P12,500, 0);
  165.         pwm_init(PWM1_P13,500, 0);
  166.         pwm_init(PWM1_P14,500, 0);
  167.        
  168.         adc_init(ADC_P10,         ADC_SYSclk_DIV_2);        //初始化ADC,P1.0通道 ，ADC时钟频率：SYSclk/2
  169.         adc_init(ADC_P00,         ADC_SYSclk_DIV_2);        //初始化ADC,P1.0通道 ，ADC时钟频率：SYSclk/2
  170.         adc_init(ADC_P01,         ADC_SYSclk_DIV_2);        //初始化ADC,P1.0通道 ，ADC时钟频率：SYSclk/2
  171.         adc_init(ADC_P02,         ADC_SYSclk_DIV_2);        //初始化ADC,P1.0通道 ，ADC时钟频率：SYSclk/2
  172.         adc_init(ADC_P03,         ADC_SYSclk_DIV_2);        //初始化ADC,P1.0通道 ，ADC时钟频率：SYSclk/2
  173.         adc_init(ADC_P05,         ADC_SYSclk_DIV_2);        //初始化ADC,P1.0通道 ，ADC时钟频率：SYSclk/2
  174.         adc_init(ADC_P16,         ADC_SYSclk_DIV_2);        //初始化ADC,P1.0通道 ，ADC时钟频率：SYSclk/2
  175.   mpu6050_init();
  176.         oled_init();
  177.        
  178.         ctimer_count_init(CTIM0_P34);       
  179.         ctimer_count_init(CTIM4_P06);       
  180.         //uart_init(UART_3, UART3_RX_P50,UART3_TX_P51, 115200, TIM_2);
  181.         uart_init(UART_4, UART4_RX_P52,UART4_TX_P53, 115200, TIM_2);
  182.        
  183.         /***********************************/
  184.        
  185.         /**********软件外设初始化************/       
  186.   exit_init(INT2_P36,FALLING_EDGE);
  187. //  exit_init(INT3_P37,FALLING_EDGE);       
  188.         pca_dealy_init();
  189. //        pca_init_interrupt_ms(PCA_0, 40);        //使用PCA_0作为周期中断，时间1ms一次
  190.   pit_timer_ms(TIM_1,10);                  //定时器1
  191.         /***********************************/       
  192.        
  193.         adc_init(ADC_P10,         ADC_SYSclk_DIV_2);        //初始化ADC,P1.0通道 ，ADC时钟频率：SYSclk/2
  194.         adc_init(ADC_P00,          ADC_SYSclk_DIV_2);        //初始化ADC,P1.0通道 ，ADC时钟频率：SYSclk/2
  195.         adc_init(ADC_P01,         ADC_SYSclk_DIV_2);        //初始化ADC,P1.0通道 ，ADC时钟频率：SYSclk/2
  196.         adc_init(ADC_P02,         ADC_SYSclk_DIV_2);        //初始化ADC,P1.0通道 ，ADC时钟频率：SYSclk/2
  197.         adc_init(ADC_P05,         ADC_SYSclk_DIV_2);        //初始化ADC,P1.0通道 ，ADC时钟频率：SYSclk/2
  198.         adc_init(ADC_P16,         ADC_SYSclk_DIV_2);        //初始化ADC,P1.0通道 ，ADC时钟频率：SYSclk/2
  199.   while(power<6.4)
  200.         {
  201.           power=12.12*adc_once(ADC_P16, ADC_10BIT)/1050;
  202.           oled_printf_float(80,6,power,3,2);
  203.                 if(key1==0)    Velocity_target=130;
  204.                 if(key2==0)    Velocity_target=160;
  205.                 if(key3==0)    Velocity_target=200;
  206.         }
  207.        
  208. EnableGlobalIRQ();        //开启总中断       
  209.        
  210.     while(1)          //50ms一个精确循环
  211.         {               
  212.         if(oled_show==1)
  213.         {
  214.                 oled_uint16(0,0, psInductance->InductanceAveNowA);
  215.                 oled_uint16(0,1, psInductance->InductanceAveNowB);       
  216.                 oled_uint16(0,2, psInductance->InductanceAveNowC);       
  217.                 oled_uint16(0,3, psInductance->InductanceAveNowD);       
  218.                 oled_uint16(0,4, psInductance->InductanceAveNowE);               
  219.                 oled_int16(0,5, psInductance->dir);               
  220.                 oled_int16(0,6, mpu_acc_x/48);               
  221. //                oled_uint16(0,4, psInductance->InductanceAveNowE);
  222. //               
  223.                 oled_uint16(60,0, psInductance->InductanceGYHA);
  224.                 oled_uint16(60,1, psInductance->InductanceGYHB);
  225.                 oled_uint16(60,2, psInductance->InductanceGYHC);       
  226.                 oled_uint16(60,3, psInductance->InductanceGYHD);
  227.                 oled_uint16(60,4, psInductance->InductanceGYHE);
  228.     oled_uint16(60,5,flag);
  229.     oled_printf_float(60,6,power,3,2);
  230.         }
  231.         if(rtu_show==1)
  232.         {
  233.     send[0]=Velocity_Pwm;    //mpu_gyro_z
  234.                 send[1]=Balance_Pwm;
  235.                 send[2]=Encoder_Left;                
  236.                 send[3]=Encoder_Right;         //注意这是平衡方向的加速度计
  237.                 send[4]=Angle_Balance;         //注意这是平衡方向的加速度计
  238.           rtu_send_data(send,5);
  239.         }
  240.           if(rec=='A')
  241.                 {
  242.                         Balance_Kd+=0.5;
  243.                         rec='p';
  244.                 }
  245.                         if(rec=='B')
  246.                         {                       
  247.                         Balance_Kd-=0.5;
  248.                         rec='p';
  249.                         }
  250.                         delay_flag = 1;
  251.       delay_50   = 0;
  252.     while(delay_flag);
  253.   }
  254. }


  257. //三电感AC先比较判断偏左还是偏右  然后用左循迹AB或者右循迹BC差比和
复制代码

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沙发
ID:295290 发表于 2023-4-13 15:46 | 只看该作者
感谢分享！要是有个原理图就完美了！
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板凳
ID:1091382 发表于 2023-9-4 18:13 | 只看该作者
全是代码，没有实物图怎么搞？
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