TI-RSLK自动循迹小车
前言
暑假双创周花了几天做的，没啥含金量，纯记录、分享、追悼。 主板用的是德州仪器的MSP432P401R，需要下载CCS和相关的SDK软件开发包。
展示
一、总体功能描述
1.1 驱动
利用底层驱动函数，控制电机的引脚高低电平变化，从而控制电机的启动、停止，并利用底层驱动函数的不同组合组成封装函数，让小车实现前进、后退、左转弯以及右转弯等驱动功能。
1.2 碰撞
首先利用驱动函数使小车能够运行，在碰撞模块中，通过碰撞传感器检测碰撞状态，改变车轮状态，利用GPIO库函数实现车轮转动，从而实现左右转弯、直行后退。
1.3 变速
利用PWM波驱动控制电机启停的引脚，改变PWM波占空比的大小，首先人工设定周期，对电机状态利用GPIO库函数设定High和Low状态实现类似PWM的调速模式。
1.4 循迹行进
在循迹行进模块中，利用车底部的光传感器，首先让P5.3发射红外线，其余接收信号，P7.0至7.7检测到有黑线部分后，利用返回值判定多种基本线路，从而实现对不同线路状态的判断，进一步控制电机状态，实现左右大转弯，左右小转弯、前进小转弯、后退、刹车等功能。
二、模块功能设计
2.1 TI-RLSK驱动基本功能设计
（1）驱动基本功能设计图
（2）驱动基本功能设计思路
根据电机驱动模块的引脚与真值表，由P1.6/P1.7控制电机转向，P2.7/P2.6控制电机的启动，利用直接赋予高低电平的语句实现功能
据此思路实现了驱动的所有情况的功能，并将以上所有底层和封装函数，做成.h文件放在工程中便于主函数调用。
2.2 TI-RLSK行走碰撞功能设计
（1）碰撞功能设计流程图
（2）碰撞功能设计思路
三、程序实现
用的是Code Composer Studio，类C的语言。
#include <ti/devices/msp432p4xx/driverlib/driverlib.h>
/* Standard Includes */
#include <stdint.h>
#include <stdbool.h>
#include <stdio.h>
/* Application Defines */
#define TIMER_PERIOD 127
#define DUTY_CYCLE1 67
#define DUTY_CYCLE2 70
uint8_t LineSensor_Read(uint32_t time);
void Delay_Nx1us(uint32_t time);
static volatile uint8_t val;
volatile uint16_t speed_left=50,speed_right=50;
volatile uint8_t flag=0;
volatile uint32_t ui32_delay;
/* Timer_A UpDown Configuration Parameter */
const Timer_A_UpDownModeConfig upDownConfig ={
TIMER_A_CLOCKSOURCE_SMCLK, // SMCLK Clock SOurce
TIMER_A_CLOCKSOURCE_DIVIDER_1, // SMCLK/1 = 3MHz
TIMER_PERIOD, // 127 tick period
TIMER_A_TAIE_INTERRUPT_DISABLE, // Disable Timer interrupt
TIMER_A_CCIE_CCR0_INTERRUPT_DISABLE, // Disable CCR0 interrupt
TIMER_A_DO_CLEAR // Clear value
};
/* Timer_A Compare Configuration Parameter (PWM1) */
Timer_A_CompareModeConfig compareConfig_PWM_L ={
TIMER_A_CAPTURECOMPARE_REGISTER_4, // Use CCR4
TIMER_A_CAPTURECOMPARE_INTERRUPT_DISABLE, // Disable CCR interrupt
TIMER_A_OUTPUTMODE_TOGGLE_SET, // Toggle output but
DUTY_CYCLE1 // 32 Duty Cycle
};
/* Timer_A Compare Configuration Parameter (PWM2) */
Timer_A_CompareModeConfig compareConfig_PWM_R ={
TIMER_A_CAPTURECOMPARE_REGISTER_3, // Use CCR3
TIMER_A_CAPTURECOMPARE_INTERRUPT_DISABLE, // Disable CCR interrupt
TIMER_A_OUTPUTMODE_TOGGLE_SET, // Toggle output but
DUTY_CYCLE2 // 96 Duty Cycle
};
void motor_gpio_init(void);
void robot_init_status(void);
//初始化端口配置
void motor_gpio_init(void){
GPIO_setAsOutputPin(GPIO_PORT_P3, GPIO_PIN7);
GPIO_setAsOutputPin(GPIO_PORT_P3, GPIO_PIN6);
GPIO_setAsOutputPin(GPIO_PORT_P1, GPIO_PIN7);
GPIO_setAsOutputPin(GPIO_PORT_P1, GPIO_PIN6);
}
void TurnLeft(){ //左转模式
GPIO_setOutputHighOnPin(GPIO_PORT_P3, GPIO_PIN7);
GPIO_setOutputHighOnPin(GPIO_PORT_P2, GPIO_PIN7);
GPIO_setOutputHighOnPin(GPIO_PORT_P1, GPIO_PIN7); //左轮向后
GPIO_setOutputHighOnPin(GPIO_PORT_P3, GPIO_PIN6);
GPIO_setOutputHighOnPin(GPIO_PORT_P2, GPIO_PIN6);
GPIO_setOutputLowOnPin(GPIO_PORT_P1, GPIO_PIN6); //右轮向前
}
void TurnLeftDegree(int value){//传入左转角度
value*=37;
while(value--){
TurnLeft();
}
}
void TurnRight(){ //右转模式
GPIO_setOutputHighOnPin(GPIO_PORT_P3, GPIO_PIN7);
GPIO_setOutputHighOnPin(GPIO_PORT_P2, GPIO_PIN7);
GPIO_setOutputLowOnPin(GPIO_PORT_P1, GPIO_PIN7); //左轮向前
GPIO_setOutputHighOnPin(GPIO_PORT_P3, GPIO_PIN6);
GPIO_setOutputHighOnPin(GPIO_PORT_P2, GPIO_PIN6);
GPIO_setOutputHighOnPin(GPIO_PORT_P1, GPIO_PIN6); //右轮向后
}
void TurnRightDegree(int value){//传入右转角度
value*=37;
while(value--){
TurnRight();
}
}
void Forward (void) { //车辆直行
GPIO_setOutputHighOnPin(GPIO_PORT_P3, GPIO_PIN7);
GPIO_setOutputHighOnPin(GPIO_PORT_P2, GPIO_PIN7);
GPIO_setOutputLowOnPin(GPIO_PORT_P1, GPIO_PIN7);
GPIO_setOutputHighOnPin(GPIO_PORT_P3, GPIO_PIN6);
GPIO_setOutputHighOnPin(GPIO_PORT_P2, GPIO_PIN6);
GPIO_setOutputLowOnPin(GPIO_PORT_P1, GPIO_PIN6);
}
void Back (int time) { //输入后退时间控制距离 //车辆后退或刹车
while(time--){
GPIO_setOutputHighOnPin(GPIO_PORT_P3, GPIO_PIN7);
GPIO_setOutputHighOnPin(GPIO_PORT_P2, GPIO_PIN7);
GPIO_setOutputHighOnPin(GPIO_PORT_P1, GPIO_PIN7);
GPIO_setOutputHighOnPin(GPIO_PORT_P3, GPIO_PIN6);
GPIO_setOutputHighOnPin(GPIO_PORT_P2, GPIO_PIN6);
GPIO_setOutputHighOnPin(GPIO_PORT_P1, GPIO_PIN6);
}
}
void Stop(){ //关闭动作
GPIO_setOutputLowOnPin(GPIO_PORT_P3, GPIO_PIN7);
GPIO_setOutputLowOnPin(GPIO_PORT_P2, GPIO_PIN7);
GPIO_setOutputLowOnPin(GPIO_PORT_P3, GPIO_PIN6);
GPIO_setOutputLowOnPin(GPIO_PORT_P2, GPIO_PIN6);
}
volatile uint32_t ui32Loop;
void delay(int period){ // 输入延时值
for(ui32Loop = 0; ui32Loop < period; ui32Loop++);
}
//电机相关引脚的初始化。
void robot_init_status(void){
GPIO_setOutputLowOnPin (GPIO_PORT_P3, GPIO_PIN7);
GPIO_setOutputLowOnPin (GPIO_PORT_P3, GPIO_PIN6);
GPIO_setOutputLowOnPin (GPIO_PORT_P2, GPIO_PIN7);
GPIO_setOutputLowOnPin (GPIO_PORT_P2, GPIO_PIN6);
GPIO_setOutputLowOnPin (GPIO_PORT_P1, GPIO_PIN7);
GPIO_setOutputLowOnPin (GPIO_PORT_P1, GPIO_PIN6);
}
int main(void){
volatile uint32_t debug_time;
//停用看门狗
MAP_WDT_A_holdTimer();
//使能浮点运算的单元FPU,提高计算效率
MAP_FPU_enableModule();
MAP_CS_setDCOFrequency(24000000);
MAP_CS_setReferenceOscillatorFrequency(CS_REFO_32KHZ);
MAP_CS_initClockSignal(CS_ACLK, CS_REFOCLK_SELECT, CS_CLOCK_DIVIDER_1);
MAP_CS_initClockSignal(CS_MCLK, CS_DCOCLK_SELECT, CS_CLOCK_DIVIDER_1);
MAP_CS_initClockSignal(CS_HSMCLK, CS_DCOCLK_SELECT, CS_CLOCK_DIVIDER_2);
MAP_CS_initClockSignal(CS_SMCLK, CS_DCOCLK_SELECT, CS_CLOCK_DIVIDER_8);
//以上是系统时钟初始化
//GPIO端口初始化
motor_gpio_init();
robot_init_status();
/*p1.0设为输出，LED用来指示程序正常运行*/
GPIO_setAsOutputPin(GPIO_PORT_P1, GPIO_PIN0);
GPIO_setAsOutputPin(GPIO_PORT_P2, GPIO_PIN0+GPIO_PIN1+GPIO_PIN2);
//p5.3接发射led,设置为输出. 输出低电平(默认关闭)
GPIO_setAsOutputPin(GPIO_PORT_P5, GPIO_PIN3);
GPIO_setOutputLowOnPin(GPIO_PORT_P5,GPIO_PIN3);
//p7.0-p7.7全都设置为输入
GPIO_setAsInputPin(GPIO_PORT_P7, PIN_ALL8);
//设置P2.6 / P2.7 引脚为输出，且选择功能引脚(PWM输出)
MAP_GPIO_setAsPeripheralModuleFunctionOutputPin(GPIO_PORT_P2,
GPIO_PIN6 + GPIO_PIN7, GPIO_PRIMARY_MODULE_FUNCTION);
//Timer_A1工作在增减计数模式,开始计数
MAP_Timer_A_configureUpDownMode(TIMER_A0_BASE, &upDownConfig);
MAP_Timer_A_startCounter(TIMER_A0_BASE, TIMER_A_UPDOWN_MODE);
//初始化比较寄存器产生PWM1
MAP_Timer_A_initCompare(TIMER_A0_BASE, &compareConfig_PWM_L);
//初始化比较寄存器产生PWM2
MAP_Timer_A_initCompare(TIMER_A0_BASE, &compareConfig_PWM_R);
MAP_SysCtl_enableSRAMBankRetention(SYSCTL_SRAM_BANK1);
MAP_Interrupt_enableMaster();
printf("line sensor test start!\n");
Delay_Nx1us(2000000);
debug_time = 1000;
while (1){//判断小车的状态是什么样的
Delay_Nx1us(2); //延时0.00048s
val=LineSensor_Read(debug_time);
//大右转
if(val==0x07 || val==0x0f || val==0x1f || val==0x3f || val==0x7f){
TurnRightDegree(50);
}
//大左转
if(val==0xe0 || val==0xf0 || val==0xf8 || val==0xfc || val==0xfe){
TurnLeftDegree(50);
}
//直行小转弯右
if(val==0x1 || val==0x2 || val==0x3 || val == 0x6 ){
TurnRightDegree(5);
}
//直行小转弯左
if(val==0x40 || val==0x80 || val==0xc0 || val == 0x60 ){
TurnLeftDegree(5);
}
//十字路口 orT字路口
if(val==0xff){
Forward();
delay(100000);
val=LineSensor_Read(debug_time);
// 0xff ->T字路口
if(val==0x00){
Stop();
break;
//y遇到T字停止
}else{// 十字路口
Forward();
delay(20);
Stop();
}
}
// 断头
if(val==0x00){
Back(200);
}else{
Forward();
}// 直行
printf("Line Sensor State:%#x\n",val);
}
}
//读取传感器的数据
uint8_t LineSensor_Read(uint32_t time)
{
uint8_t result;
//P5.3输出高电平,打开红外发射管
GPIO_setOutputHighOnPin(GPIO_PORT_P5,GPIO_PIN3);
//P7.0-7.7方向设置为输出
GPIO_setAsOutputPin(GPIO_PORT_P7,PIN_ALL8);
//设置P7.0-7.7输出高电平
GPIO_setOutputHighOnPin(GPIO_PORT_P7,PIN_ALL8);
//延时10us
Delay_Nx1us(10);
//P7.0-7.7方向设置为输入
GPIO_setAsInputPin(GPIO_PORT_P7,PIN_ALL8);
//延时特定时间
Delay_Nx1us(1000);
//读取P7.0-7.7的输入值
result = P7->IN;
//P5.3输出低电平,关闭红外发射管
GPIO_setOutputLowOnPin(GPIO_PORT_P5,GPIO_PIN3);
//返回端口读取值
return result;
}
void Delay_Nx1us(uint32_t time){
while(time>0){
time--;//空位操作判断时间
__no_operation();
__no_operation();
__no_operation();
__no_operation();
__no_operation();
__no_operation();
__no_operation();
__no_operation();
__no_operation();
__no_operation();
__no_operation();
__no_operation();
__no_operation();
__no_operation();
__no_operation();
}
}