智能车制作

标题: 51单片机小车，不走直线！ [打印本页]

作者: 五加六等于一 时间: 2014-8-1 09:12
标题: 51单片机小车，不走直线！
本帖最后由五加六等于一于 2014-8-1 09:15 编辑

新手没是那么经验，只是靠兴趣自学了单片机，又自学了C语言，现在做了一个基于51单片机的小车，处于程序调试阶段。大概说说我的小车吧，三个轮子，前面一个万向轮后面两个直流马达驱动另外两个轮子。直流马达采用ULN2803驱动，可以实现PWM调速。小车上一共备有四组红外传感器，Sensor01 和 Sensor02 分别测速 Motor01 和 Motor2，Sensor03 实现避障功能，Sensor04 备用以防不时之需。先上个图，Show 一下我的处女座小车，哈哈......
一开始楼主单纯的认为只要两边的Motor 给相同的电压就可以走直线了，所以随便调来了一个PWM就OK了。结果小车走的那叫一个歪，然后我在网上发帖求助，网友说开环控制不能实现小车直线，最好要闭环控制。然后我就构思了小车的闭环控制，闭环控制的程序流程图请参看下面的截图。

不幸的是小车还是不走直线，然后我就发现测速的两个Sensor有点问题，就是这个读出的数值有偏差，然后我就在同一个马达上调试了这个两个Sensor。如何调试？在红外发光端加大了限流电阻从220欧加到2K，调节红外接收极的分压电阻（滑动变阻器），然后用单片机的定时器定时30s 每个Sensor 收集21个数据，最终调试的结构如下面的截图。

最后我按照之前的思路编写了程序，可是小车还是不能走直线，所以在这里请各位大牛给点建议，只能谢谢了。

[attach]67316[/attach][attach]67317[/attach][attach]67319[/attach]

补充内容 (2014-8-14 11:05):
小车已经搞好了，视频链接： http://v.youku.com/v_show/id_XNzU1NTIxMzcy.html

作者: aytc100 时间: 2014-8-1 09:27
上陀螺吧。一个差不多的陀螺就能让你的小车走直了。

作者: hymwgk 时间: 2014-8-1 09:33
有编码器也可以吧底盘下面应该有那种光栅编码器的接口

作者: whisker 时间: 2014-8-1 10:02
调占空比，直到走直线

作者: 五加六等于一 时间: 2014-8-1 10:04

aytc100 发表于 2014-8-1 09:27
上陀螺吧。一个差不多的陀螺就能让你的小车走直了。

可否详细说说你的方案，另外在不改造小车主题结构的前提下，是否有使小车走直线的方案？

作者: 五加六等于一 时间: 2014-8-1 10:07

hymwgk 发表于 2014-8-1 09:33
有编码器也可以吧底盘下面应该有那种光栅编码器的接口

编码器？没有编码器！小车是自己做的，主板自己画的，底盘在网上淘的。你说编码器就是测速的那个吧，我的小车也有测速模块，就是通过槽型红外传感器实现的。可是还是不能走直线。

作者: 五加六等于一 时间: 2014-8-1 10:08

whisker 发表于 2014-8-1 10:02
调占空比，直到走直线

你确定能够调到一个固定的占空比？

作者: whisker 时间: 2014-8-1 10:10
试试吧，我觉得应该是可以的

作者: 五加六等于一 时间: 2014-8-1 10:18

whisker 发表于 2014-8-1 10:10
试试吧，我觉得应该是可以的

我调试过了，找到了一个数，比这个数大1就左偏，使用这个数就右偏，如何解释？而且小车相同的参数设置，有时候左偏有时候右偏，这个又怎么控制？纠结。。。

作者: hymwgk 时间: 2014-8-1 10:32

五加六等于一发表于 2014-8-1 10:07
编码器？没有编码器！小车是自己做的，主板自己画的，底盘在网上淘的。你说编码器就是测速的那个吧，我的 ...

这种车底盘靠近轮子处有一个长槽口电机上与轮子同轴应该可以接一个光电码盘就是你说的那个红外传感器两个是配套的那个把速度传回来处理一下设置让两个轮子速度一样应该可以了

作者: hymwgk 时间: 2014-8-1 10:34

五加六等于一发表于 2014-8-1 10:18
我调试过了，找到了一个数，比这个数大1就左偏，使用这个数就右偏，如何解释？而且小车相同的参数设置，有 ...

那个不行的电机制造时死区电压不会完全一致即使完全一致两个轮子遇到的阻力也不会完全一样不会一直走直线的得加个反馈环节

作者: 迷离的眼神 时间: 2014-8-1 10:34
闭环嘛

作者: 五加六等于一 时间: 2014-8-1 11:02

迷离的眼神发表于 2014-8-1 10:34
闭环嘛

是闭环，可是还好调试好。不知道是程序的问题，还是硬件的问题。程序流程图在上面贴了，两个测速红外传感器也调试过了，帮忙再仔细看看。谢谢了

作者: 五加六等于一 时间: 2014-8-1 11:06

hymwgk 发表于 2014-8-1 10:32
这种车底盘靠近轮子处有一个长槽口电机上与轮子同轴应该可以接一个光电码盘就是你说的那个红外传感 ...

配套？自己做的，就怕有误差，可是还是有问题。现在不知道是程序的问题，还是硬件的问题，直觉觉得这个红外是有问题的，但是不知道如何精确的调试？

作者: hymwgk 时间: 2014-8-1 11:15

五加六等于一发表于 2014-8-1 11:06
配套？自己做的，就怕有误差，可是还是有问题。现在不知道是程序的问题，还是硬件的问题，直觉觉得这个红 ...

看了看你看是不是调节太过频繁电机高频启动停止有可能和地面产生微小的打滑可以多次采集之后把两轮误差平滑处理一下稍微缓慢的加到两个轮子上估计会好点

作者: aytc100 时间: 2014-8-1 11:21

五加六等于一发表于 2014-8-1 10:18
我调试过了，找到了一个数，比这个数大1就左偏，使用这个数就右偏，如何解释？而且小车相同的参数设置，有 ...

你的小车要是这样就没太好的办法了。51的PWM精度不够。要么换主控芯片，飞思卡尔的单片机什么的；要么你就想办法加别的反馈，比如陀螺。

陀螺的简单用法：首先你得有个基本靠谱的陀螺（别是ENC-03)并且能读到它的数据。然后对陀螺输出的角速度数据进行积分，得到角度。接下来就是努力保持角度不变就可以了。

作者: 易湘鑫 时间: 2014-8-1 11:32
加个反馈嘛

作者: ＇佬々大§ 时间: 2014-8-1 11:38
电机特性不同，左右轮的差速不是0，当然不会走直线，闭环控速才是王道

作者: killer1 时间: 2014-8-1 12:35

找你们学长

作者: 时光机╰＇ 时间: 2014-8-1 12:41
左右轮分别给相同目标速度而不是pwm，电机各自读脉冲调pid

作者: 909885807 时间: 2014-8-1 13:54
PID算法

作者: ddh 时间: 2014-8-1 16:48
加油

作者: 淡忘◎幸福 时间: 2014-8-1 21:49
想当年我玩这种车的时候，任何速度计都没有，事先调好，给不同的PWM，大概走过3m不是很歪就可以了，为了完完全全走直线增加很多东西没必要。

作者: 五加六等于一 时间: 2014-8-1 23:14

hymwgk 发表于 2014-8-1 11:15
看了看你看是不是调节太过频繁电机高频启动停止有可能和地面产生微小的打滑可以多次采集之 ...

好吧，我上程序吧，该程序是按照上面的那个程序流程图编写的，帮忙看看是程序的问题，还是硬件问题？

void main ()
{
init();
TMOD=0x10;                            // T0和T1 的工作方式为方式1
TH1=(65535-46082)/256;             // 装入初值 50ms
TL1=(65535-46082)%256;
EA=1;                                     // 开总中断
ET1=1;                                  // 开T1 中断
TR1=1;                                  // 启动T1中断
while (1)
{
/* Motor go , stop if there is something blocking the way*/
while ( sensor03)
// while (!flag)
{
for (count00=230;count00>0;count00--)
{
if (relay_read == 0)
relay_send=1;
motor02=0; /* PWM */
motor01=0;
delayms0(10);
motor02=1;
// delayms0(preset_num);
motor01=1;
delayms0(20);
/* To check sensor01 and sensor02 good or not */
if ( sensor01 == 0)
led0=~led0;
else
led1=~led1;
if ( sensor02 == 0)
led2=~led2;
else
led3=~led3;
/* To record both motor V(sudu) */
if (sensor01==0)
{
delayms0(100);
if (sensor01==0）
count01++;
if( count01==130)
count01=0;
circle01++;
}

if (sensor02==0)
{
delayms0(100);
if (sensor02==0)
count02++;
if( count02==130)
count02=0;
circle02++;
}
}

/* To control preset_num , then car goes on line*/
while (circle02 > circle01)
{
      motor02=0; /* PWM */
motor01=0;
delayms0(1);
motor01=1;
delayms0(20);
if (sensor01==0)
{
delayms0(100);
if (sensor01==0)
count01++;
if( count01==130)
count01=0;
circle01++;
}
}

}

motor01=0;
motor02=0;

/* LD E on, if motor stops */
while (!sensor03)
{
led0=~led0;
delayms0(6500);
      write_time(0x80+8,circle01);
         write_time(0x80+0x40+8,circle02);
}

}

}

作者: 五加六等于一 时间: 2014-8-1 23:16

aytc100 发表于 2014-8-1 11:21
你的小车要是这样就没太好的办法了。51的PWM精度不够。要么换主控芯片，飞思卡尔的单片机什么的；要么你就 ...

难道51单片机不能搞定？

作者: 五加六等于一 时间: 2014-8-1 23:18

易湘鑫发表于 2014-8-1 11:32
加个反馈嘛

反馈加了，程序流程图如下/：

[attach]67325[/attach]

作者: 五加六等于一 时间: 2014-8-1 23:49

时光机╰＇发表于 2014-8-1 12:41
左右轮分别给相同目标速度而不是pwm，电机各自读脉冲调pid

PID 从前没有接触过，能够给个教程？

作者: wjfuture 时间: 2014-8-2 16:43
显然是你的PWM的精度不够。两边电机对相同占空比的PWM响应也不一定一样，用双电机的话要精确的测出来两个电机分别对PWM占空比的响应才行。

作者: 五加六等于一 时间: 2014-8-2 20:15

wjfuture 发表于 2014-8-2 16:43
显然是你的PWM的精度不够。两边电机对相同占空比的PWM响应也不一定一样，用双电机的话要精确的测出来两个电 ...

你讲的很靠谱，可否详细说说？

作者: 五加六等于一 时间: 2014-8-4 16:27
本帖最后由五加六等于一于 2014-8-4 16:35 编辑

向大家报道一个喜讯，小车目前来看有望走直线了，我晚上回去就去调程序。目前来看，之前的测速程序有很大问题，楼主之前的测速程序用的大循环里的if 语句:
while(1)
{
      /* PWM to control motor speed */
   motor01=0;    motor02=0;
   delayms(5);
   motor01=1;
   motor02=1;
   delayms(20);

   /* Check the speed of motor */
   if (sensor01==0)
      pulse_motor01++;
   if (sensor02==0)
      pulse_motor02++;

}

这个测速程序非常有问题，这个就是楼主写了半天程序，逻辑没错可是不按照设想走直线的原因，回去就去用定时器的计数模式改测速程序，然后再来汇报。
PS ：楼主正在研究 PID ，等我搞懂了PID的概念和方法，再来请教。

作者: 五加六等于一 时间: 2014-8-5 09:55

hymwgk 发表于 2014-8-1 11:15
看了看你看是不是调节太过频繁电机高频启动停止有可能和地面产生微小的打滑可以多次采集之 ...

兄台，问题找到了，测速程序有问题，之前的测速程序是在大循环里用IF 判断，后来想了想这个方法完全错误，先把程序贴上：

while (1)
{
   /* PWM */
   motor01=0;
   motor02=0;
   delayms(10);
   motor01=1;
   motor02=1;
   delayms(30);

   /* Check the speed */
   if (sensor01==0)
   speed01++;
   if (sensor02==0)
   speed02++;

}

这个程序测得的脉冲个数根本不能反映马达的速度，后来我发现应该用T0,T1 的计数器模式来读取motor01 motor02的脉冲个数来测速，可是这样的话52 单片机就三个定时器，感觉定时器好紧张。
我的思路，用T0, T1 计数器模式记录motor 脉冲， T2来控制PWM，大概就是这个样子，兄台有什么建议？

作者: 五加六等于一 时间: 2014-8-5 11:49

aytc100 发表于 2014-8-1 11:21
你的小车要是这样就没太好的办法了。51的PWM精度不够。要么换主控芯片，飞思卡尔的单片机什么的；要么你就 ...

我买了个陀螺准备研究一下, 目前正在改进小车的程序。谢谢指点

作者: wzqvip 时间: 2016-4-6 14:57

五加六等于一发表于 2014-8-5 09:55
兄台，问题找到了，测速程序有问题，之前的测速程序是在大循环里用IF 判断，后来想了想这个方法完全错误 ...

楼主你最后是用51的还是52的？还有你说的是码盘测速吗？就是加在tt马达装轮子另外一边的那里的？

作者: wzqvip 时间: 2016-4-7 10:24

aytc100 发表于 2014-8-1 09:27
上陀螺吧。一个差不多的陀螺就能让你的小车走直了。

您好请教一下，陀螺仪是怎么用让车走直线的

？

作者: wzqvip 时间: 2016-4-7 10:34
你好，看到你做的测面积的小车挺厉害的，能否请教一下你几个问题哈？我最近忙着做毕设，卡住了，真心谢谢你

作者: 564388806 时间: 2016-12-21 16:51

aytc100 发表于 2014-8-1 09:27
上陀螺吧。一个差不多的陀螺就能让你的小车走直了。

只加陀螺仪可以吗？是不是需要电子罗盘矫正；如果只用电子罗盘可以不

作者: 默雨 时间: 2018-3-13 09:38
楼主，你最后是怎么把他调成跑直线的？求指点

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