基于Arduino的四轴飞行器.docx
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基于Arduino的四轴飞行器
第2章基于Arduino的四轴飞行器
2.3.3模块介绍
1、电机输出模块
(2)相关代码
//主要函数定义
externuint8_tPWM_PIN[8];
voidinitOutput();//初始化函数
voidmixTable();//PID计算
voidwriteMotors();//信号输出到电机
//输出程序
uint8_tPWM_PIN[8]={9,10,11,3,6,5,A2,12};//定义输出接口
voidinitOutput(){
for(uint8_ti=0;i<4;i++){
pinMode(PWM_PIN[i],OUTPUT);
}//初始化,使PWM引脚作为输出引脚
voidmixTable(){
int16_tmaxMotor;//定义最大转速电机编号
uint8_ti;
#definePIDMIX(X,Y,Z)rcCommand[THROTTLE]+axisPID[ROLL]*X+axisPID[PITCH]*Y+YAW_DIRECTION*axisPID[YAW]*Z//PID算法
motor[0]=PIDMIX(-1,+1,-1);
motor[1]=PIDMIX(-1,-1,+1);
motor[2]=PIDMIX(+1,+1,+1);
motor[3]=PIDMIX(+1,-1,-1);//4个电机输出计算(PID)
maxMotor=motor[0];//以下代码限制最大输出油门,防止异常
for(i=1;i<4;i++)
if(motor[i]>maxMotor)maxMotor=motor[i];
for(i=0;i<4;i++){
if(maxMotor>MAXTHROTTLE)//保证当某一个油门达到最大时,陀螺仪仍有良好的信号连接
motor[i]-=maxMotor-MAXTHROTTLE;
motor[i]=constrain(motor[i],conf.minthrottle,
MAXTHROTTLE);
if((rcData[THROTTLE] f.BARO_MODE) motor[i]=conf.minthrottle; if(! f.ARMED) motor[i]=MINCOMMAND; } } voidwriteMotors(){ OCR1A=motor[0]>>3;//pin9输出电机1号 OCR1B=motor[1]>>3;//pin10输出电机2号 OCR2A=motor[2]>>3;//pin11输出电机3号 OCR2B=motor[3]>>3;//pin3输出电机4号 } voidwriteAllMotors(int16_tmc){//所有电机输出设定为mc for(uint8_ti=0;i<4;i++){ motor[i]=mc; } writeMotors(); } /*电调初始化函数,电调初始化完成后注释掉defined重新上传 #ifdefined(ESC_CALIB_CANNOT_FLY) writeAllMotors(ESC_CALIB_HIGH); blinkLED(2,20,2); delay(4000); writeAllMotors(ESC_CALIB_LOW); blinkLED(3,20,2); while (1){ delay(5000); blinkLED(4,20,2); #endif } exit; #endif*/ 2、遥控器发送/接收模块 (2)相关代码 //RX.h主要函数定义 #include"Arduino.h" #defineRC_CHANS8 #definePCINT_PIN_COUNT5 #definePCINT_RX_PORTPORTB #definePCINT_RX_MASKPCMSK0 #definePCIR_PORT_BIT(1<<0) #defineRX_PC_INTERRUPTPCINT0_vect #defineRX_PCINT_PIN_PORTPINB #defineROLLPIN4//预定义各信道的名称 #defineTHROTTLEPIN3 #definePITCHPIN5 #defineYAWPIN2 #defineAUX1PIN6 #defineAUX2PIN7 #defineAUX3PIN1//保留 #defineAUX4PIN0//保留 #definePCINT_RX_BITS(1<<1),(1<<2),(1<<3),(1<<4),(1<<0) voidconfigureReceiver(); voidcomputeRC(); uint16_treadRawRC(uint8_tchan);//初始信号读取函数 //接收代码 volatileuint16_trcValue[RC_CHANS]={1502,1502,1502,1502,1502,1502,1502,1502}; staticuint8_trcChannel[RC_CHANS]={ROLLPIN,PITCHPIN,YAWPIN,THROTTLEPIN,AUX1PIN,AUX2PIN,AUX3PIN,AUX4PIN}; staticuint8_tPCInt_RX_Pins[PCINT_PIN_COUNT]={PCINT_RX_BITS}; voidconfigureReceiver(){ for(uint8_ti=0;i PCINT_RX_PORT|=PCInt_RX_Pins[i]; PCINT_RX_MASK|=PCInt_RX_Pins[i]; } PCICR=PCIR_PORT_BIT; PCICR|=(1<<0); #defineRX_PIN_CHECK(pin_pos,rc_value_pos)\ if(mask&PCInt_RX_Pins[pin_pos]){\ if(! (pin&PCInt_RX_Pins[pin_pos])){\ dTime=cTime-edgeTime[pin_pos];\ if(900 rcValue[rc_value_pos]=dTime;\ }\ }elseedgeTime[pin_pos]=cTime;\ } ISR(RX_PC_INTERRUPT){//中断函数用于响应 uint8_tmask; uint8_tpin; uint16_tcTime,dTime; staticuint16_tedgeTime[8]; staticuint8_tPCintLast; pin=RX_PCINT_PIN_PORT; mask=pin^PCintLast; cTime=micros(); sei(); PCintLast=pin; #if(PCINT_PIN_COUNT>0) RX_PIN_CHECK(0,2); #endif #if(PCINT_PIN_COUNT>1) RX_PIN_CHECK(1,4); #endif #if(PCINT_PIN_COUNT>2) RX_PIN_CHECK(2,5); #endif #if(PCINT_PIN_COUNT>3) RX_PIN_CHECK(3,6); #endif #if(PCINT_PIN_COUNT>4) RX_PIN_CHECK(4,7); #endif #if(PCINT_PIN_COUNT>5) RX_PIN_CHECK(5,0); #endif #if(PCINT_PIN_COUNT>6) RX_PIN_CHECK(6,1); #endif #if(PCINT_PIN_COUNT>7) RX_PIN_CHECK(7,3); #endif ISR(PCINT0_vect){ uint8_tpin; uint16_tcTime,dTime; staticuint16_tedgeTime; pin=PINB; cTime=micros(); sei(); dTime=cTime-edgeTime;if(900 else edgeTime=cTime;//如果bit2在高电平(PPMpulse上升),存储时间 } uint16_treadRawRC(uint8_tchan){//读取原始信号 uint16_tdata; uint8_toldSREG; oldSREG=SREG;cli();//禁止中断 data=rcValue[rcChannel[chan]]; SREG=oldSREG; returndata; } voidcomputeRC(){//提取遥控器信号,进行数据处理,主要取平均值 staticuint16_trcData4Values[RC_CHANS][4],rcDataMean[RC_CHANS]; staticuint8_trc4ValuesIndex=0; uint8_tchan,a; rc4ValuesIndex++; if(rc4ValuesIndex==4)rc4ValuesIndex=0; for(chan=0;chan rcData4Values[chan][rc4ValuesIndex]=readRawRC(chan); rcDataMean[chan]=0; for(a=0;a<4;a++)rcDataMean[chan]+=rcData4Values[chan][a]; rcDataMean[chan]=(rcDataMean[chan]+2)>>2; if(rcDataMean[chan]<(uint16_t)rcData[chan]-3) rcData[chan]=rcDataMean[chan]+2; if(rcDataMean[chan]>(uint16_t)rcData[chan]+3) rcData[chan]=rcDataMean[chan]-2; if(chan<8&&rcSerialCount>0){ rcSerialCount--; if(rcSerial[chan]>900){rcData[chan]=rcSerial[chan];} } } } 3、传感器读取模块 (2)相关代码 voidACC_getADC(); voidGyro_getADC(); voidinitSensors(); voidi2c_rep_start(uint8_taddress); voidi
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