实验四：树莓派平台-------TrikeBot小车方向控制实验

1、实验前准备

图1-1 树莓派主控板

图1-2  2个直流减速电机 

图1-3  9G金属数字舵机

2、实验目的

  ssh服务登录树莓派系统之后，编译运行小车方向控制实验后，小车前进1s，后退1s， 左转1s， 右转1s， 原地左旋1s， 原地右旋1s， 停止2s，然后循环以上步骤，本次实验利用舵机的旋转来控制小车的方向。

3、实验原理

  对于4路直流减速电机的控制我们采用的是TB6612FNG驱动芯片来驱动电机。通过控制驱动芯片的AIN1,AIN2,BIN1,BIN2,PWMA,PWMB的电平高低来控制电机的正转，反转，停止。本次实验主要是控制AIN1，AIN2，BIN1，BIN2的电平状态，进而通过控制PWMA,PWMB在0-255之间控制小车的速度。一路PWM控制小车一侧电机的速度。

  舵机工作原理：控制信号由接收机的通道进入信号调制芯片，获得直流的偏置电压。它内部有一个基准电路，产生周期为20ms，宽度为1.5ms的基准信号，将获得的直流偏置电压与电位器的电压比较，获得电压差输出。最后电压差的正负输出到电机驱动芯片决定电机的正反转。当电机转速一定时，通过级联减速此轮带动电位器旋转，使得电压差为0，电机停止转动。

舵机的控制：一般需要一个20ms左右的时基脉冲，该脉冲的高电平部分一般为0.5ms-2.5ms范围内的角度控制脉冲部分。本次实验的采用的舵机是180度伺服，控制关系如下：

 0.5ms-----------------0度

         1.0ms-----------------45度

         1.5ms-----------------90度

         2.0ms-----------------135度

         2.5ms-----------------180度

  我们的TrikeBot小车是通过控制舵机来控制前面橡胶轮的方向，从而控制小车的前进方向，本次实验小车我们根据实际情况将舵机的角度设置成了55度，表示小车处于正前方状态；将舵机的角度设置成了0度，表示小车处于右转状态；将舵机的角度设置成了110度，表示小车处于左转状态。

4、实验步骤

4-1.看懂原理图

图4-1 树莓派主控板电路图

图4-2 电机驱动芯片TB6612FNG

图4-3  多舵机接口

图4-3 树莓派40PIN引脚对照表

4-2 理解原理图

由电路原理图可知AIN1,AIN2,PWMA,BIN1,BIN2,PWMB分别接在树莓派主控板上的40,38,36,37,35,33物理引脚上。

         AIN1-----40----29(wiringPi编码)

         AIN2-----38----28(wiringPi编码)

         PWMA-----36----27(wiringPi编码)      

         BIN1-----37----25(wiringPi编码)

         BIN2-----35----24(wiringPi编码)

         PWMB-----33----23(wiringPi编码)

     J1-----16----4(wiringPi编码)

图4-5 引脚控制逻辑表

注：我们在编写程序采用的是wiringPi库，有关这个库的详细情况，见树莓派软件与文档文件夹

4-3 程序代码

详情见TrikeBot小车方向控制代码。

4-4 运行程序

  我们先在树莓派系统中输入：gcc direction_control.c -o direction_control -lwiringPi编译该文件。注意需要加上-lwiringPi 连接到库文件。编译之后没有错误出现就输入./direction_control运行该程序,即可看到小车前进1s，后退1s， 左转1s， 右转1s， 原地左旋1s， 原地右旋1s， 停止4s，然后循环以上步骤。

需要停止时我们通过ctrl+c，表示向linux内核发送一个终止当前进程的信号，但是此时相关的引脚的状态是不确定的，我们还需要运行一个初始化引脚的脚本对所有引脚初始化。直接运行TrikeBotCar目录下的initpin.sh脚本完成引脚初始化。输入./initpin.sh如果报错-bash: ./initpin.sh: Permission denied，我们可输入chmod 777 initpin.sh改变initpin.sh的文件权限，然后输入./initpin.sh

即可初始化管脚。

如下图所示：