Arduino三輪全向小車（二）編碼馬達的使用

觀察以下編碼馬達的介面：（原諒我這樣拍照，實在懶得把馬達拆下來了）

總共六根線，其中兩根是控制馬達轉速以及轉向的，也就是說和普通馬達完全相同，你需要找到這兩根線，應該會有註明，例如我的馬達上標註為：馬達線1和馬達線2。將這兩根線接入馬達驅動板，這裡我推薦tb6612模組，小巧又強大，也不算很貴，但是使用時一定要小心，我買回來的第乙個，剛一接線就燒了（不怪人家，是我把12v接上了5v的口）。

關於tb6612的使用，這裡簡單介紹一下，馬達的兩根線應該接入ao1和ao2（或bo1和bo2），pwma（或pwmb）接入arduino的某乙個pwm埠，這個是管馬達速度的。uno的pwm口其實蠻少的，做三輪車很吃緊，我直接用了mega。ain1和ain2（或bin1和bin2）分別接入arduino的非pwm的數字口，這兩個是管馬達轉向的。剩下的口一定要注意，千萬別接錯，否則就像我一樣，vm和隨便乙個gnd分別接大電源的正負極，大電源電壓盡量不要高於12v，不要低於8v，最好用個穩壓模組。vcc和另外乙個gnd口分別接入arduino的+5v和gnd口。stby可以直接接乙個+5v口，也可以接入數字口然後給高電平，這是使能端。

ok，終於把這個複雜的介面講完了，其實這一部分普通馬達和編碼馬達都是一樣的，**也都一樣，下面是我的習慣寫法：

void
motorcontrol
(float sp)
else
if(sp <0)
else
}

其中motor_sp是pwm口，而其他兩個則為控制轉向的介面。這些都和普通馬達一樣，也很好理解，這裡不再詳細解釋。

推薦你把它寫成個頭檔案放庫里，反正只要是做小車，都會用到它。

接下來這部分才是使用編碼馬達的「重頭戲」：讀取碼盤的資料。根據之前我們理解的碼盤的原理，我們只需要測量a相和b相的頻率以及相位差，即可測算出馬達的轉速和轉向。馬達的另外四根線，一根是a相，一根是b相，分別接入arduino的中斷埠（mega的中斷口有2, 3, 18, 19, 20, 21；uno只有2，3，如果是三輪車，看上去只能用mega了）和其他數字口，另外兩根則是編碼器的5v和gnd，接arduino的5v和gnd即可。

實際上碼盤返回的是計數，頻率需要自己測算，這就涉及到arduino的乙個功能：中斷。就好比你正在你家看電影，做著自己的事情，突然你朋友敲門來找你玩，於是你暫停電影，去給朋友開門並把他打發走，又回來繼續看電影。這就是中斷。arduino可以執行中，因為某些觸發時間而暫停，然後去執行其他任務，執行結束後在回來繼續當前的程式。

arduino中有乙個函式是

attachinterrupt
(digitalpintointerrupt
(pin)
,isr,mode)
;

其中各引數分別為：

如果學過數電，可以結合觸發器觸發條件的知識理解一下上面的觸發是怎麼個原理。

這裡有個很狗的一點是，中斷埠號並不是真正的引腳編號，也就是你插了mega的19引腳，實際上你應該寫4號，對應關係如下：

或者也可以直接寫digitalpintointerrupt(19)，但無形中多寫了好多哇…（狗頭）

當a相上行時可以看到b相是高電平，我們定義這時電機為正轉，反轉時，它們的相位差是原來的相反數，也就是負九十度。這時，a相上行時b相為低電平，這樣即可簡單地判斷出電機轉動方向。

也就是說，要判斷此時電機的轉向，我們需要先判斷a相是上行還是下行，之後在判斷此時b相是高電平還是低電平，這個其實很好判斷，幾個if完事。當我們判斷出電機是正轉時，我們就讓計數變數加1，證明碼盤掃過一格，否則減1，即反轉掃過一格。**如下：

void
count()
else
}

其中pps即為計數變數，它的含義其實就是碼盤轉過的格數，如果你知道碼盤一圈有幾格（比如我的電機是390，一般這個引數會被稱為精度），那你就可以算出目前電機轉過的角度。

注意把attachinterrupt()放在setup裡，比如我的a相接了19，對應的中斷口號為4，則我就在setup裡這麼寫：

attachinterrupt(4
, count1, change)
;

好了，至此你就已經可以順利讀出碼盤資料了，不過不知道你有沒有發現這個問題，有了碼盤轉動的資料，我們也只能算出位移，如何計算速度？

mstimer2::
set(t, speeddetection)
;

其中，t為時間間隔，也就是每隔這麼多時間中斷一次，第二個引數為中斷函式名，也就是中斷後去執行該函式的內容。看名字我已經取好了：speeddetection，速度檢測，顧名思義這個函式就是測速度的。

測速度的方法也很簡單，我們先用兩次間隔的pss之差計算出電機轉角，再用該轉角除以時間間隔t，即可求出角速度。

float
speeddetection()
pps =0;
//每次該函式最後將pps清零。
attachinterrupt(4
, count1, change)
;//不要忘了再開啟另一種中斷。
}

該函式中的速度和轉角計算公式正是考驗你數學功底的時候，值得注意的是，雖然我的電機精度為390（也就是碼盤一周有390個豁），但是我們在每次a相電平狀態改變時，不管上行還是下行都會記一次數，相當於乙個豁**們計兩次數，因此真正的精度其實是780。這是在計算時應該注意的。其他沒有什麼難理解的地方了。

當然之後還需要在setup裡寫：

mstimer2::
set(t, speeddetection)
;mstimer2::
start()
;//計時開始的意思

下面附上整個原始碼（三輪版本）

#include
//這是我自己寫的，在github上
#include
//引腳中斷庫
#include
//-------------埠定義---------------
#define pina_1 19			
//a相
#define pinb_1 29			
//b相
#define motor1_sp 13		
//pwm埠
#define motor1_pin1 27		
//in1
#define motor1_pin2 28		
//in2
#define pina_2 2
#define pinb_2 23
#define motor2_sp 11
#define motor2_pin1 24
#define motor2_pin2 25
#define pina_3 3
#define pinb_3 26
#define motor3_sp 12
#define motor3_pin1 30
#define motor3_pin2 31
//------------------------------------
motor motor1
(pina_1, pinb_1, motor1_sp, motor1_pin1, motor1_pin2)
;motor motor2
(pina_2, pinb_2, motor2_sp, motor2_pin1, motor2_pin2)
;motor motor3
(pina_3, pinb_3, motor3_sp, motor3_pin1, motor3_pin2)
;//motor類是我自己在motor.h中定義的類，引數均為埠。
volatile
long m[3]
=;int pps[3]
=;float velocity[3]
=;int t =50;
intadjust
(int sp)
float
speeddetection()
for(
int i =
0; i <
3; i++
)  pps[i]=0
;attachinterrupt(4
, count1, change)
;attachinterrupt(0
, count2, change)
;attachinterrupt(1
, count3, change);}
void
setup()
void
loop()
void
motorcontroltri
(float sp1,
float sp2,
float sp3)
void
count1()
else
}void
count2()
else
}void
count3()
else
}

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