电机的驱动与编码器读取-IIC

1.1 开篇说明

请先阅读《常用电机介绍以及用法》，了解清楚自己现使用的电机参数、接线方式、供电电压。以免造成烧坏主板或者电机的后果。

I2C与串口通讯不能共用，只能选择其中一个。

硬件接线：

1.2 使用说明

使用文件传输软件，例如WinSCP，软件需要自行搜索下载。将py文件通过软件传输到主板的根目录下，然后打开终端，运行指令：

sudo python3 ~/IIC.py

如果终端弹出缺少smbus模块的报错：

就先使用下面的指令来安装此模块后，再次尝试运行：

xxxxxxxxxx
sudo apt update
sudo apt install python3-smbus

1.3 代码解释

​x
UPLOAD_DATA = 1  #1:接收总的编码器数据 2:接收实时的编码器
                 #1: Receive total encoder data 2: Receive real-time encoder

MOTOR_TYPE = 1  #1:520电机 2:310电机 3:测速码盘TT电机 4:TT直流减速电机 5:L型520电机
                #1:520 motor 2:310 motor 3:speed code disc TT motor 4:TT DC reduction motor 5:L type 520 motor

• UPLOAD_DATA：用于设置接收电机编码器的数据，设置1为接收编码器总脉冲数，2为10ms的实时脉冲数据。
• MOTOR_TYPE：用于设置使用的电机类型，根据自己现使用的电机对照着注释修改对应的数字即可，不需要再修改代码其余部分。

如果是需要驱动电机并观察数据，只修改程序开头的这两个数字就可以了，代码的其余部分不需要做任何更改。

xxxxxxxxxx
def set_motor_parameter():

    if MOTOR_TYPE == 1:
        set_motor_type(1)  # 配置电机类型
        time.sleep(0.1)
        set_pluse_phase(30)  # 配置减速比，查电机手册得出
        time.sleep(0.1)
        set_pluse_line(11)  # 配置磁环线，查电机手册得出
        time.sleep(0.1)
        set_wheel_dis(67.00)  # 配置轮子直径，测量得出
        time.sleep(0.1)
        set_motor_deadzone(1900)  # 配置电机死区，实验得出
        time.sleep(0.1)

    elif MOTOR_TYPE == 2:
        set_motor_type(2)
        time.sleep(0.1)
        set_pluse_phase(20)
        time.sleep(0.1)
        set_pluse_line(13)
        time.sleep(0.1)
        set_wheel_dis(48.00)
        time.sleep(0.1)
        set_motor_deadzone(1600)
        time.sleep(0.1)

    elif MOTOR_TYPE == 3:
        set_motor_type(3)
        time.sleep(0.1)
        set_pluse_phase(45)
        time.sleep(0.1)
        set_pluse_line(13)
        time.sleep(0.1)
        set_wheel_dis(68.00)
        time.sleep(0.1)
        set_motor_deadzone(1250)
        time.sleep(0.1)

    elif MOTOR_TYPE == 4:
        set_motor_type(4)
        time.sleep(0.1)
        set_pluse_phase(48)
        time.sleep(0.1)
        set_motor_deadzone(1000)
        time.sleep(0.1)

    elif MOTOR_TYPE == 5:
        set_motor_type(1)
        time.sleep(0.1)
        set_pluse_phase(40)
        time.sleep(0.1)
        set_pluse_line(11)
        time.sleep(0.1)
        set_wheel_dis(67.00)
        time.sleep(0.1)
        set_motor_deadzone(1900)
        time.sleep(0.1)

这里用于存储本店在售电机的参数，通过修改上方的MOTOR_TYPE参数，就可以实现一键配置。正常情况下使用本店的电机不要修改此处的代码。如果使用的是自己的电机，或者说某项数据需要根据自己的需求来修改，那么可以查看文档《4路电机驱动板控制指令》来了解每一项指令的具体含义。

xxxxxxxxxx
if __name__ == "__main__":
    try:
        t = 0
        print("please wait...")
        set_motor_parameter() # 设置自己的电机参数  Set your own motor parameters

        while True:
            t += 10
            M1 = t
            M2 = t
            M3 = t
            M4 = t

            if MOTOR_TYPE == 4:
                control_pwm(M1*2, M2*2, M3*2, M4*2)
            else:
                control_speed(M1, M2, M3, M4)#直接发送命令控制电机  Send commands directly to control the motor
            
            if t> 1000 or t < -1000:
                t = 0

            if UPLOAD_DATA == 1:
                now_string = read_all_encoder()  # 读取累计编码器数据   Read the accumulated encoder data
                print(now_string)
            elif UPLOAD_DATA == 2:
                offset_string = read_10_encoder()  # 读取实时编码器数据 Read real-time encoder data
                print(offset_string)          
            time.sleep(0.1)

主程序循环会将四个电机的速度从0开始慢慢加到1000，如果电机类型选择的是4，即无编码器的电机，那就是直接控制电机的pwm。同时读取驱动板发送上来的数据，并一边将数据打印出来。

xxxxxxxxxx
# 读取编码器数据    Read encoder data
def read_10_encoder():
    global encoder_offset
    formatted_values = []
    for i in range(4):
        reg = READ_TEN_M1_ENCODER_REG + i
        buf = i2c_read(MOTOR_MODEL_ADDR, reg, 2)
        encoder_offset[i] = (buf[0] << 8) | buf[1]
        if encoder_offset[i] & 0x8000:  # 检查最高位（符号位）是否为 1  Check if the highest bit (sign bit) is 1
            encoder_offset[i] -= 0x10000 # 将其转为负数 Turn it into a negative number
        formatted_values.append("M{}:{}".format(i + 1, encoder_offset[i]))
    return ", ".join(formatted_values)

def read_all_encoder():
    global encoder_now
    formatted_values = []
    for i in range(4):
        high_reg = READ_ALLHIGH_M1_REG + (i * 2)
        low_reg = READ_ALLLOW_M1_REG + (i * 2)
        high_buf = i2c_read(MOTOR_MODEL_ADDR, high_reg, 2)
        low_buf = i2c_read(MOTOR_MODEL_ADDR, low_reg, 2)
        
        high_val = high_buf[0] <<8 | high_buf[1]
        low_val = low_buf[0] <<8 | low_buf[1]
        
        encoder_val = (high_val << 16) | low_val
        
        # 处理符号扩展，假设 32 位有符号整数    Handles sign extension, assuming 32-bit signed integers
        if encoder_val >= 0x80000000:  # 如果大于 2^31，说明应该是负数  If it is greater than 2^31, it should be a negative number
            encoder_val -= 0x100000000  # 将其转为负数  Turn it into a negative number
        encoder_now[i] = encoder_val
        formatted_values.append("M{}:{}".format(i + 1, encoder_now[i]))
    return ", ".join(formatted_values) 

从驱动板获取数据后，对它进行移位处理，需要移位才能获取正确数据。

1.4 实验现象

接线正确后，将程序放置于根目录，然后运行指令sudo python3 ~/IIC.py，可以看见电机会逐渐变快，然后又停下，重复如此。同时在终端里能看见打印的电机数值在不断的变化。