機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)課件(第7章)-展示頁(yè)
2025-01-21 14:29本頁(yè)面
【正文】 出的脈寬控制。 18 編程方法 ? 使用前后臺(tái)編程方法。 ? 加入延時(shí)（ delay1ms）以保證外圍部件的響應(yīng)。 16 任務(wù)的組合 ? 在八路尋跡（ Founding_Line）中根據(jù)取入的八路傳感數(shù)字信號(hào)調(diào)用產(chǎn)生 PWM脈寬調(diào)制的兩個(gè)任務(wù)（ PWM0_set、 PWM1_set）和電機(jī)正反轉(zhuǎn)及速度的控制的六個(gè)任務(wù)（ L_FORD、 R_FORD、 L_BACK、R_BACK、 L_BREAK、 R_BREAK），并按控制問(wèn)題的要求調(diào)用第一次水量顯示（ lcddisplay1）、第二次水量顯示（ lcddisplay2）和顯示時(shí)間（ lcddisplay3）。 14 控制算法功能 ? 對(duì)運(yùn)水機(jī)器人行走軌跡進(jìn)行閉環(huán)控制，采用比例（ P）調(diào)節(jié)。以 PWM方式控制電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片 L298N驅(qū)動(dòng)兩路直流減速電機(jī)，以開(kāi)關(guān)方式控制微型繼電器卸水。 13 外圍部件軟件功能 ? 使用 C8051F020單片機(jī)。使用鋰電池作為能源輸入，分別為驅(qū)動(dòng)電機(jī)和電控部分提供電能，有克服摩擦力和電氣部件能耗等能量損失。有全局變量問(wèn)題 ? 優(yōu)點(diǎn)：模塊不用更改，結(jié)構(gòu)清晰 ? 區(qū)分：子程序在一個(gè)程序。 ? 3．確定軟件編程要素：任務(wù)的組合方式 和編程方法 — 使用和前邊類似的產(chǎn)生和選擇方法。 7． 3 機(jī)電一體化系統(tǒng)的程序設(shè)計(jì)方法 7． 3． 1 程序設(shè)計(jì)方法 9 ? 1．確定程序功能：根據(jù)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案確定控制軟件功能，根據(jù)系統(tǒng)的功能結(jié)構(gòu)確定前面沒(méi)有提到的其它軟件功能。任務(wù)和任務(wù)的管理均已完成，方便地提供給了開(kāi)發(fā)人員。但是有時(shí)也需要 編寫驅(qū)動(dòng)程序。這是初級(jí)的、然而應(yīng)用很多的編程方法。 ? 5 還可以按分層結(jié)構(gòu)來(lái)理解。 ? 2 每個(gè)任務(wù)不再可分； ? 3 所有任務(wù)的集合能滿足整個(gè)系統(tǒng)的功能要求。 ? 軟件的編程就包含兩個(gè)技術(shù)，任務(wù)的編程和任務(wù)的管理。軟件功能是由子功能某種方式組合在一起的。二是實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理。 ? 這些功能也可以分成兩部分：控制算法功能和一般控制功能 3 軟件功能的實(shí)時(shí)性 ? 意義：強(qiáng)調(diào)在規(guī)定的時(shí)間里執(zhí)行相應(yīng)的操作 ，誤時(shí)操作會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的后果。第 7章 軟件設(shè)計(jì)技術(shù) 軟件的總體功能 2 ? 軟件運(yùn)行于微處理器，其功能由微處理器來(lái)決定。 ? 微處理器功能由系統(tǒng)的功能結(jié)構(gòu)、與微處理器相連的三個(gè)子系統(tǒng)和控制算法所決定。 ? 軟件的實(shí)時(shí)性要滿足兩方面的要求 :一是實(shí)時(shí)動(dòng)作響應(yīng)。 4 7． 2 機(jī)電一體化系統(tǒng)軟件的任務(wù)和任務(wù)管理 ? 為了便于分析和編程，把各種軟件功能化分為小的、單元式的子功能。 ? 由此，從學(xué)術(shù)的角度，把子功能提練為任務(wù)（類似：進(jìn)程），軟件功能就是任務(wù)的組合。 5 任務(wù)的劃分原則 ? 1．每個(gè)任務(wù)必須是獨(dú)立的 。 ? 4 劃分得到的任務(wù)常常按程序運(yùn)行方式來(lái)加以分類描述，如驅(qū)動(dòng)程序、初始化程序、中斷程序、控制算法程序、顯示程序和鍵盤（或觸摸）輸入程序等。 6 基于任務(wù)的編程方法 ? 1 前后臺(tái)編程方法：如果編程人員將全部程序都自行編制，即把任務(wù)和任務(wù)的管理看做后臺(tái)程序，中斷處理看做前臺(tái)程序，就是前后臺(tái)程序編程方法。 ? ：如果任務(wù)的管理有通用的、現(xiàn)成的程序，即操作系統(tǒng)，而編程人員只編制任務(wù)程序，就稱為操作系統(tǒng)編程方法。 7 ? ：這是一種近幾年剛剛出現(xiàn)的編程方法 ,如聯(lián)發(fā)科技推出的 MTK平臺(tái)的軟件編程方法。設(shè)定式編程方法編程簡(jiǎn)單、節(jié)省開(kāi)發(fā)時(shí)間、程序系統(tǒng)穩(wěn)定可靠和功能強(qiáng)大，是今后程序編制方法的發(fā)展方向。 ? 2．劃分任務(wù)：將各類軟件功能劃分成具體的任務(wù)。（產(chǎn)生與選擇） 10 7． 3． 2 模塊化編程技術(shù) ? 應(yīng)用領(lǐng)域：?jiǎn)纹瑱C(jī)、操作系統(tǒng)和 S7300 ? 分成不同的程序，即不同的模塊 ? 由單獨(dú)的程序（頭文件）組合到一起。 7． 3． 3 運(yùn)水機(jī)器人編程實(shí)例 1 軟件功能 12 運(yùn)水機(jī)器人功能結(jié)構(gòu)（用文字簡(jiǎn)單敘述） ? 主要事件是將水裝入容器、微處理器控制電機(jī)驅(qū)動(dòng)輪式行走機(jī)構(gòu)運(yùn)輸容器和從容器卸水。有循跡和開(kāi)關(guān)機(jī)等輸入信號(hào)送微處理器處理，顯示水量和時(shí)間等?？刂?16 2字符點(diǎn)陣液晶顯示器顯示水容量和運(yùn)水時(shí)間。對(duì)循跡開(kāi)關(guān)信號(hào)進(jìn)行采集。 15 任務(wù)劃分 ? 任務(wù)劃分為：初始化配置（ config），延時(shí)（ delay1ms）， PCA初始化（ PCA_Init ），產(chǎn)生 PWM脈寬調(diào)制的兩個(gè)任務(wù)（ PWM0_set、PWM1_set），電機(jī)正反轉(zhuǎn)及速度的控制的六個(gè)任務(wù)（ L_FORD、 R_FORD、 L_BACK、R_BACK、 L_BREAK、 R_BREAK），八路尋跡（ Founding_Line），給 lcd送命令（ sendc），給 lcd送數(shù)據(jù)（ sendd），顯示地址定位函數(shù)（ lcd_pos）， lcd初始化函數(shù)（ lcd_ini），第一次水量顯示（ lcddisplay1），第二次水量顯示（ lcddisplay2），顯示時(shí)間（ lcddisplay3）。 17 ? 第一次水量顯示（ lcddisplay1）、第二次水量顯示（ lcddisplay2）和顯示時(shí)間（ lcddisplay3）中使用給 lcd送命令（ sendc）、給 lcd送數(shù)據(jù)（ sendd）和顯示地址定位函數(shù)（ lcd_pos）。 ? 任務(wù)管理進(jìn)行初始化配置（ config）、 PCA初始化（ PCA_Init ）、電機(jī)正轉(zhuǎn)（ L_FORD、R_FORD）和調(diào)用八路尋跡（ Founding_Line）。 19 5．具體編程（ 1）資源分配 ? P0^0—— 電機(jī) 1 PWM輸出 左輪 ? P0^1—— 電機(jī) 2 PWM輸出 右輪 ? L_DIR1A=P2^2—— 左輪電機(jī)方向控制 ? L_DIR1B=P2^1—— 左輪電機(jī)方向控制 ? R_DIR1A=P2^5—— 右輪電機(jī)方向控制 ? R_DIR1B=P2^6—— 右輪電機(jī)方向控制 20 ? P1^0水泵控制 ? P1^1— 蜂鳴器控制 ? PCA0CPM0 —— 電機(jī) 1 PWM 輸出，工作在 8位定時(shí)器模式，允許比較器匹配中斷，每次中斷加載新的比較值，實(shí)現(xiàn)電機(jī)輸出的脈寬控制。 ? ；傳感器接口 ? lcdrw=P3^2。E使能 6 ? lcdrs=P3^6。 ? typedef unsigned long ulong。 ? define L_MOTO_BREAK L_DIR1A=L_DIR1B ? define L_
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