機械手臂控制篇(4) -- 程式基本功能PWM

下面這個程式是目前剛完成PWM基本測試的內容

使用的MCU大家應該不陌生-- C8051F300

大致上就是輪替送出PWM的功能





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// ROBO_ARM.c

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// AUTH: Nichal

// DATE: 2008/11/27

//

// Target: C8051F300

// Tool chain: KEIL C51 6.03 / KEIL EVAL C51

//



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// Includes

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#include // SFR declarations



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// 16-bit SFR Definitions for 'F30x

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sfr16 DP = 0x82; // data pointer

sfr16 TMR2RL = 0xca; // Timer2 reload value

sfr16 TMR2 = 0xcc; // Timer2 counter



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// Global CONSTANTS

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#define SYSCLK 24500000 // SYSCLK frequency in Hz

#define BAUDRATE 9600 // Baud rate of UART in bps

#define SAMPLE_RATE 50 // Sample frequency in Hz

#define SERVO1_PWM SERVO1=1

#define SERVO2_PWM SERVO2=1

#define SERVO3_PWM SERVO3=1

#define SERVO4_PWM SERVO4=1



#define TMH (65536-(SYSCLK/12/SAMPLE_RATE))/256

#define TML (65536-(SYSCLK/12/SAMPLE_RATE))%256



#define MAX_ANGLE 62200

#define MIN_ANGLE 12400

#define MID_ANGLE 37300



sbit SERVO1 = P0^0;

sbit SERVO2 = P0^1;

sbit SERVO3 = P0^2;

sbit SERVO4 = P0^3;



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// Function PROTOTYPES

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void SYSCLK_Init (void);

void PORT_Init (void);

void Timer0_Init (void);

void Timer0_ISR (void);

void Timer2_Init (void);

void Timer2_Switch (unsigned int counts);

void Timer2_ISR (void);



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// Global VARIABLES

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bit start_flag;

bit change_flag;

unsigned char servo_counts;



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// MAIN Routine

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void main (void)

{

// Disable Watchdog timer

PCA0MD &= ~0x40; // WDTE = 0 (clear watchdog timer enable)

SYSCLK_Init (); // initialize oscillator

PORT_Init (); // initialize crossbar and GPIO

Timer2_Init ();

Timer0_Init ();

start_flag=0;

change_flag=0;

servo_counts=0;

EA=1;



while (1)

{

if (start_flag)

{

start_flag=0;

SERVO1_PWM;

Timer2_Switch(MID_ANGLE);



while (change_flag==0);

change_flag=0;

SERVO2_PWM;

Timer2_Switch(MID_ANGLE);



while (change_flag==0);

change_flag=0;

SERVO3_PWM;

Timer2_Switch(MID_ANGLE);



while (change_flag==0);

change_flag=0;

SERVO4_PWM;

Timer2_Switch(MID_ANGLE);



while (change_flag==0);

change_flag=0;

// add new servo here



}

}

}



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// Initialization Subroutines

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// SYSCLK_Init

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//

// This routine initializes the system clock to use the internal 24.5MHz

// oscillator as its clock source. Also enables missing clock detector reset.

//

void SYSCLK_Init (void)

{

OSCICN |= 0x03; // configure internal oscillator for

// its maximum frequency}

RSTSRC = 0x04; // enable missing clock detector

}



//-----------------------------------------------------------------------------

// PORT_Init

//-----------------------------------------------------------------------------

//

void PORT_Init (void)

{

XBR0 = 0xff;

XBR1 = 0x00;

XBR2 = 0x40;

P0MDOUT = 0xff;

P0MDIN = 0xff;

P0 = 0;

}



//-----------------------------------------------------------------------------

// Timer0_Init

//-----------------------------------------------------------------------------

// 20mS Timer

//

void Timer0_Init (void)

{

TCON &= 0xcf; // Stop Timer0; Clear TF0

CKCON &= ~0x08; // Timer0 uses SYSCLK/12

TMOD |= 0x01; // Timer0 in 16-bit mode

TH0 = TMH; // 20mS interrupt

TL0 = TML;

ET0 = 1; // enable Timer0 interrupts

TR0 = 1; // Timer0 enabled

}



//-----------------------------------------------------------------------------

// Timer0_ISR

//-----------------------------------------------------------------------------

//

//

void Timer0_ISR (void) interrupt 1 // wheel signal off

{

TF0 = 0;

TH0 = TMH;

TL0 = TML;



start_flag=1;

servo_counts=0;

}

//-----------------------------------------------------------------------------

// Timer2_Init

//-----------------------------------------------------------------------------

// PWM Timer

//



void Timer2_Init (void)

{

TMR2CN = 0x00;

CKCON |= 0x20;

ET2 = 0;

TR2 = 0;

}



void Timer2_Switch (unsigned int counts)

{

TMR2 = -counts; // set to reload immediately

ET2 = 1; // disable Timer2 interrupts

TR2 = 1;

}

//-----------------------------------------------------------------------------

// Timer2_ISR

//-----------------------------------------------------------------------------

//



void Timer2_ISR (void) interrupt 5

{

TF2H = 0; // clear Timer2 interrupt flag

TR2 = 0;

P0 = 0;

change_flag=1;

}





看完一大片程式碼

有沒有眼花撩亂

沒關係

改看看輸出的波形測試





程式中的Timer0是用來產生歸零動作的

也就是所謂的20mS信號

不過因為內部振盪器的誤差

所以實際值只有19.7mS

這個值是可以調整的

只是因為我的需求到這樣就夠了

所以就沒有再修過





看看這一張

非常準確的1.5mS

代表信號是真的可以修得非常準的

只是需不需要修到這麼準罷了!!

這個信號是用MID_ANGLE的參數所產生的波形





而這一張0.5mS(500uS)

則是用MIN_ANGLE所產生的波形





再來看一張2.5mS

是用MAX_ANGLE所產生的波形







為了看看輪替輸出的樣子

把所有的測棒通通都接上控制板





這就是最後輸出的樣子

因為只有四根測棒

所以先開4CH的PWM給大家看看就好



其實這一類的程式

很多網頁或書籍都有說明跟範例

不過絕大多數會用同一個埠來輪替輸出

以運算的方式強制從該埠的第0腳到第7腳輸出

然而對於腳位較少

而且腳位分布不固定的MCU

(例如一個埠只有0,3,4,6,7這幾隻腳)

這樣的寫法會比較有彈性

只要每增加一個 SERVO

在程式的最前方宣告一下

#define SERVOX_PWM SERVO1=1

sbit SERVOX=腳位;


然後再到主程式裡

標記// add new servo here的地方

再加上一段程式碼

************************************

SERVOX_PWM;

Timer2_Switch(MID_ANGLE);



while (change_flag==0);

change_flag=0;

************************************

這樣就可以再新增一組控制項(多一組PWM出來)

其中MID_ANGLE的參數是可以修正的

對應到的是實際需求的角度信號



有了這個基本功能後

接下來就要加入通訊功能

這樣才有辦法透過PC來控制多變的機械手臂動作

敬請期待~~~



ps.

最近工作比較忙

沒辦法天天更新

請大家多多包涵