Стивен Барретт - Встраиваемые системы. Проектирование приложений на микроконтроллерах семейства 68HC12/HCS12 с применением языка С

Рис. 7.4.Пара излучатель-приемник — ИК-локатор

Резистор (R e) ограничивает ток ИК излучателя на уровне номинального значения (I e). Ток приемника формирует на резисторе R dвыходное напряжение приемника (V out)

Датчики Холла, как и показывает их название, используют эффект Холла, чтобы генерировать напряжение, пропорциональное напряженности обнаруженного магнитного поля. На рынке имеются датчики Холла двух типов: (1) переключатели и (2) линейные датчики. Датчик переключающегося типа, обнаружив присутствие магнитного поля, фиксируется во включенном состоянии. Он остается в этом состоянии, даже если магнитное поле исчезает.

Линейный датчик формирует аналоговое выходное напряжение, пропорциональное измеряемому магнитному потоку. И именно такой прибор мы будем использовать для обнаружения «мин».

Рис. 7.5.Датчик Холла HAL114 компании Micronas

Датчики Холла поставляются несколькими изготовителями. Мы выбрали простой датчик с тремя выводами HAL114 фирмы Micronas, схема включения которого содержит два резистора R, RL и конденсатор C, как показано на рис. 7.5. Как и ранее, график зависимости выходного напряжения от расстояния до стенки лабиринта может быть получен экспериментально. Выходной сигнал с датчика подается на канал АЦП микроконтроллера 68HC12. Полная схема интерфейса связи МК 68HC12 с аппаратными средствами робота показана на рис. 7.6. Закончив на этом краткий обзор аппаратных средств, мы перейдем к обзору программного обеспечения робота.

Рис. 7.6.Интерфейс между аппаратными средствами робота и 68HC12

Рабочая программа для этого проекта разработана Томом Шеи, бывшим студентом университета штата Вайоминг, с помощью компилятора ImageCraft ICC12. Прежде чем представить полный текст программы, рассмотрим структуру основной программы и блок-схему ее алгоритма, представленные на рис. 7.7. Мы просим читателя, самостоятельно разработать блок-схему алгоритма для каждой из функций в качестве домашней работы (см. задание 12).

а) Структура программы

б) Блок-схема алгоритма UML

Рис. 7.7.К программе управления роботом, движущимся вдоль стенок лабиринта

/********************************************************************/

/*имя файла: robot.c */

/* Система управления роботом, движущимся в лабиринте: это система */

/* состоящих из излучателя и приемника, чтобы определять свое положение*/

/* относительно стенок лабиринта. */

/* опорного напряжения, то стенка находится в непосредственной близости*/

/* от робота.Основываясь на информации, получаемой от пяти датчиков,*/

/* робот может определять, какое направление дальнейшего движения */

/* избрать, чтобы избежать столкновения со стенками лабиринта. */

/* Датчик Холла позволяет роботу обнаружить магниты или "скрытые мины",*/

/* установленные под полом лабиринта. Робот имеет также ЖК дисплей */

/* для сообщения информации пользователю. Программа использует метод*/

/* полинга для считывания результатов АЦП.Сигнал модуля ШИМ */

/* управляет драйвером двигателей колес робота. */

/*Автор: Томас Шеи. Дата создания: 18 октября 2002 */

/*Последняя редакция: 4 декабря 2002 */

/********************************************************************/

/* Включенные файлы*/

#include <912b32.h>

#include

/*Пороги датчиков были определены экспериментально*/

#define opto_threshold 0x50 /* порог оптического датчика */

#define hes_threshold 0x80 /* порог датчика Холла */

#define forward 0

#define half_left 1

#define half_right 2

#define left_turn 3

#define right_turn 4

#define back_up 5

/*глобальные переменные*/

unsigned int i=0,j=0; /*переменные для программной задержки */

unsigned char sens[6]={0, 0, 0, 0, 0, 0};/*массив результатов АЦП */

/*прототипы функций*/

void init_adc(void); /*инициализация АЦП */

void read_adc(void); /*считывание значений АЦП */

void decision(void); /*передача решения о повороте, основанного на */

/*данных АЦП* /

void init_pwm(void); /*инициализация ШИМ */

void pwm_motors(const char a); */активация ШИМ для пересылки */

void lcd_init(void); /* инициализация дисплея */

int putchar(char c); /*вывод символа на дисплей */

int putcommand(char с); /*вывод команды на дисплей */

void delay_25(void); /*подпрограмма задержки на 2,5 с */

void lcd_print(char *string); /*вывод строки на ЖК дисплей */

void main() {

asm(".area vectors(abs)\n" /*инициализация вектора сброса МК */

" org 0xFFF8\n"

" .word 0x8000, 0x8000, 0x8000, 0x8000\n"

".text");

lcd_init(); /*инициализация ЖК дисплея */

lcd_print("LCD initialized");

void delay_25(void); /* задержки на 2,5 с */

init_adc(); /*инициализация АЦП */

lcd_print("ADC initialized");

void delay_25(void); /* задержки на 2,5 с */

init_pwm(); /*инициализация ШИМ */

lcd_print("PWM initialized");

void delay_25(void); /* задержки на 2,5 с */

while(1) / *непрерывный цикл */

{

read_adc(); /* считать текущее значение из АЦП */

decision(); /* принять решение о направлении движения */

}

} /*конец программы main*/

********************************************************************/

/*initialize_adc: инициализация АЦП контроллера 68HC12 */

/*******************************************************************/

void init_adc() {

ATDCTL2 = 0x80; /*Установить бит ADPU для подачи питания на АЦП */

ATDCTL3 = 0x00;

ATDCTL4 = 0x7F; /* частоту P_CLK установить на 125 кГц */

/* время преобразования: 32 ATD CLK, */

/*1 считывание каждые 256 мкс /*

for(i=0; i<67; i++) /*задержка 100 мкс при 8 МГц E_CLK */

{

;

}

}

/********************************************************************/

/********************************************************************/

/*read_adc: считывание результатов из АЦП */

/********************************************************************/

void read_adc() {

ATDCTL5 = 0x50; /*Установить АЦП на режим многоканального,*/

/* преобразования 8 каналов */

while((ATDSTAT & 0x8000) == 0)/* проверка бита SCF для окончания */

/*преобразования */