[问答]

怎样去设计一种基于AVR单片机的两轮自平衡智能车

问答对人有帮助，内容完整，我也想知道答案 0 怎样去设计一种基于AVR单片机的两轮自平衡智能车？如何对其进行测速？ 0
2021-9-24 07:12:25　　评论淘帖0 邀请回答您可以邀请以下用户，快速回答问题 × liutiefu 该类别下有 13 个回答。邀请回答 kasdlak 该类别下有 11 个回答。邀请回答 yuxiangxyz 该类别下有 11 个回答。邀请回答 uuwyfsdfsf 该类别下有 10 个回答。邀请回答 fansz 该类别下有 10 个回答。邀请回答 szj0213 该类别下有 10 个回答。邀请回答 dfgsdf 该类别下有 10 个回答。邀请回答山中老虎该类别下有 9 个回答。邀请回答哥儿该类别下有 9 个回答。邀请回答悬崖勒马2 该类别下有 9 个回答。邀请回答 gXDhn 该类别下有 9 个回答。邀请回答剪刀脚该类别下有 9 个回答。邀请回答胡扯123 该类别下有 9 个回答。邀请回答乔伊斯e 该类别下有 9 个回答。邀请回答我是卖报的小男孩该类别下有 8 个回答。邀请回答 fgfFsG 该类别下有 8 个回答。邀请回答 jiuri1989 该类别下有 8 个回答。邀请回答 uvysdfydad 该类别下有 8 个回答。邀请回答邓长生该类别下有 8 个回答。邀请回答程序诗人该类别下有 8 个回答。邀请回答举报陈韵瑄相关推荐 • 如何利用STM32去实现一种两轮自平衡车呢 2103 • 请问怎样去设计两轮自平衡自动车系统？ 2186 • 怎样通过手机蓝牙APP去控制两轮自平衡车呢 3178 • 怎样去设计一种基于Cortex-M4的自主巡检平衡车 1096 • 怎样去设计一种基于AVR单片机的无线语音遥控智能车 1674 • 怎样去设计一种基于stm32的两轮自平衡小车呢 1673 • 如何去制作一种基于stm32的两轮平衡小车？求过程 1936 • 怎样去设计一种基于stm32的两轮平衡小车 1075 • 请问怎样去设计一种基于AVR单片机的智能风扇控制器？ 1132 • 两轮平衡小车是用51单片机好还是stm32好？ 607 1个回答

答案对人有帮助，有参考价值 0 　　所需原件：　　AVR单片机：采用之前的ATmega128开发板　　传感器： ENC03陀螺仪 mma8451加速度计　　电机驱动： L298n 　　总体思路：　　使用陀螺仪测角速度，使用加速度计测角度，使用测得的这两个值进行传感器融合，获取准确的角度。由得到的角度来控制车子两个轮子的转向，转速等参数。进而实现两轮车的平衡。传感器融合使用卡尔曼滤波算法，不得不大赞一下卡尔曼同学，给了个这么perfect的算法，传说当年挑战者号就是用的这个算法。　　角度的测量：　　enc03陀螺仪：采用的这个陀螺仪是模拟量的，输出电压需要用ATmega128进行adc转换成数字量，测得电压，再转换成角速度：　　ISR（ADC_vect）{ 　　if（adc_done_flag==0）{ 　　adc_read（adc_channel）; 　　if（adc_channel==1） { 　　adc_channel=0; 　　} 　　else{ 　　adc_channel++; 　　adc_mid_tmp0［cou］=adc_value［0］; 　　//中值滤波　　cou++; 　　if（cou==3）{ 　　cou=0; 　　if（adc_mid_tmp0［0］》adc_mid_tmp0［1］）{ 　　mid_tmp = adc_mid_tmp0［0］; 　　adc_mid_tmp0［0］ =adc_mid_tmp0［1］; 　　adc_mid_tmp0［1］ =mid_tmp; 　　} 　　if（adc_mid_tmp0［2］》adc_mid_tmp0［1］）　　adc_mid［0］=adc_mid_tmp0［1］ ; 　　else if （adc_mid_tmp0［2］》adc_mid_tmp0［0］）　　adc_mid［0］=adc_mid_tmp0［2］ ; 　　else 　　adc_mid［0］=adc_mid_tmp0［0］ ; 　　} 　　} 　　adc_set_channel（adc_channel）; 　　adc_done_flag =1; 　　} 　　else adc_done_flag = 0; 　　//ADCSRA\|=（1《《ADSC）; 　　} 　　float gyro_enc03_w（unsigned int adc_value，float adc_bias）{ 　　float w_value; 　　//把adc采集的值转化为电压　　w_value = （float）（adc_value）2540/1024; //mV 　　w_value = w_value-adc_bias; 　　//把电压转化为角速度　　w_value = -w_value; 　　w_value = w_value/0.67; 　　return w_value; 　　} 　　mma8451加速度计： mma8451使用的I2C接口，不过没事，128上面就有一个了，这里我使用硬件I2C来实现，代码较多这里给出关键代码：　　unsigned char i2c_mma8451_Write（unsigned char Address，unsigned char Wdata）　　{ 　　unsigned char i; 　　Start（）;//I2C启动　　Wait（）; 　　if（TestAck（）！=START） return 1;//ACK 　　Write8Bit（MMA845x_IIC_ADDRESS）;//写I2C 8451从器件地址和写方式　　Wait（）; 　　if（TestAck（）！=MT_SLA_ACK） return 1;//ACK 　　Write8Bit（Address）;//写x地址　　Wait（）; 　　if（TestAck（）！=MT_DATA_ACK） return 1;//ACK 　　Write8Bit（Wdata）;//写入设备ID及读信　　Wait（）; 　　if（TestAck（）！=MT_DATA_ACK） return 1;//ACK 　　Stop（）;//I2C停止　　for（i=0;i《250;i++）; 　　return 0; 　　} 　　//mma8451初始化　　//初始化为指定模式　　void mma845x_init（）　　{ i2c_init（）; 　　i2c_mma8451_Write（CTRL_REG1，ASLP_RATE_20MS+DATA_RATE_5MS）; 　　i2c_mma8451_Write（XYZ_DATA_CFG_REG， FULL_SCALE_2G）; //2G 　　i2c_mma8451_Write（CTRL_REG1，（ACTIVE_MASK+ASLP_RATE_20MS+DATA_RATE_5MS）&（~FREAD_MASK））; //激活状态 14bit 　　} 　　// 　　unsigned char i2c_mma8451_Read（unsigned char Address）　　{ 　　unsigned char temp; 　　Start（）;//I2C启动　　Wait（）; 　　if （TestAck（）！=START） return 0;//ACK 　　Write8Bit（MMA845x_IIC_ADDRESS）;//写入设备ID及写信号　　Wait（）; 　　if （TestAck（）！=MT_SLA_ACK） return 0;//ACK // 　　// 　　Write8Bit（Address）;//写X地址　　Wait（）; 　　if （TestAck（）！=MT_DATA_ACK） return 0; //？　　//data1=TestAck（）; 　　Start（）;//I2C重新启动　　Wait（）; 　　if （TestAck（）！=RE_START） return 0; 　　Write8Bit（MMA845x_IIC_ADDRESS+1）;//写I2C从器件地址和读方式　　Wait（）; 　　if（TestAck（）！=MR_SLA_ACK） return 0;//ACK 　　Twi（）;//启动主I2C读方式　　Wait（）; 　　if（TestAck（）！=MR_DATA_NOACK） return 0;//ACK 　　temp=TWDR;//读取I2C接收数据　　Stop（）;//I2C停止　　return temp; 　　} 　　//求出加速度原始对应数值　　unsigned int get_mma8451_data（unsigned char Address）{ 　　unsigned char x; 　　unsigned int wx; 　　unsigned char address_LSB; 　　x = i2c_mma8451_Read（Address）; 　　if（Address==OUT_Z_MSB_REG）　　address_LSB= OUT_Z_LSB_REG; 　　else if（Address==OUT_Y_MSB_REG）　　address_LSB= OUT_Y_LSB_REG; 　　else 　　address_LSB= OUT_X_LSB_REG; 　　wx = （（i2c_mma8451_Read（address_LSB））\|x《《8）; 　　return wx; 　　} 　　使用卡尔曼滤波融合两个测量量：（参考自原来在阿莫论坛很流行的算法）　　float angle， angle_dot; //外部需要引用的变量　　//------------------------------------------------------- 　　float Q_angle=0.001， Q_gyro=0.003， R_angle=5.0， dt=0.01; 　　//注意：dt的取值为kalman滤波器采样时间; 　　float P［2］［2］ = { 　　{ 1， 0 }，　　{ 0， 1 } 　　}; 　　float Pdot［4］ ={0，0，0，0}; 　　const char C_0 = 1; 　　float q_bias， angle_err， PCt_0， PCt_1， E， K_0， K_1， t_0， t_1; 　　void Kalman_Filter（float angle_m，float gyro_m） //gyro_m:gyro_measure 　　{ 　　angle+=（gyro_m-q_bias） dt;//先验估计　　Pdot［0］=Q_angle - P［0］［1］ - P［1］［0］;// Pk-‘ 先验估计误差协方差的微分　　Pdot［1］=- P［1］［1］; 　　Pdot［2］=- P［1］［1］; 　　Pdot［3］=Q_gyro; 　　P［0］［0］ += Pdot［0］ * dt;// Pk- 先验估计误差协方差微分的积分 = 先验估计误差协方差　　P［0］［1］ += Pdot［1］ * dt; 　　P［1］［0］ += Pdot［2］ * dt; 　　P［1］［1］ += Pdot［3］ * dt; 　　angle_err = angle_m - angle;//zk-先验估计　　PCt_0 = C_0 * P［0］［0］; 　　PCt_1 = C_0 * P［1］［0］; 　　E = R_angle + C_0 * PCt_0; 　　K_0 = PCt_0 / E;//Kk 　　K_1 = PCt_1 / E; 　　t_0 = PCt_0; 　　t_1 = C_0 * P［0］［1］; 　　P［0］［0］ -= K_0 * t_0;//后验估计误差协方差　　P［0］［1］ -= K_0 * t_1; 　　P［1］［0］ -= K_1 * t_0; 　　P［1］［1］ -= K_1 * t_1; 　　angle += K_0 * angle_err;//后验估计　　q_bias += K_1 * angle_err;//后验估计　　angle_dot = gyro_m-q_bias;//输出值（后验估计）的微分 = 角速度　　} 　　卡尔曼算法是要在定时器里面不断的更新，才能发挥作用.dt就是定时器的时间，这里我采用10ms. 　　主要算法在定时器中断里面实现：　　定时器里面完成对角速度，角度的测量，卡尔曼更新，以及对电机的控制。　　//定时器0 初始化　　void timer0_init（void）{ 　　//设置计数开始的初始值　　TCNT0 = 176 ; // 208》》6ms 176》》10ms 　　//设置分频　　TCCR0 = （1《《CS02）\|（1《《CS00）\|（1《《CS01）; //1024分频 47次6ms 62.5次8ms 　　//设置中断屏蔽寄存器　　TIMSK = （1《《TOIE0）; //设置溢出使能中断　　} 　　//定时器0溢出中断　　ISR（TIMER0_OVF_vect）{ 　　//设置计数开始的初始值　　TCNT0 = 176 ; //10ms 　　mma8451_data = get_mma8451_data（OUT_Z_MSB_REG）; 　　acc = mma8451_i2c_to_angel（mma8451_data）; 　　acc_tmp=acc; 　　gyro = gyro_enc03_w（adc_mid［0］，adc_bias）; 　　gyro_tmp = gyro; 　　//卡尔曼　　Kalman_Filter（acc，gyro）; 　　//控制车速　　if （angle》0） { 　　car_back（）; 　　if（angle》15）　　car_speed（0x2f，0x2f）; 　　else 　　car_speed（0x4f，0x4f）; 　　} 　　else if（angle《0）{ 　　car_forward（）; 　　if（angle《-15）　　car_speed（0x2f，0x2f）; 　　else 　　car_speed（0x4f，0x4f）; 　　} 　　} } 对于车速的控制，这里只采用简单的开环控制，之后会采用更复制的DIP控制或者模糊控制等算法。

2021-9-24 17:12:55 评论举报毛萃