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BASIC4MCU | 질문게시판 | 답변 : 지자기 센서를 이용한 라인트레이서 소스 코드 해석

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작성자 master 작성일2019-07-03 19:53 조회33,728회 댓글8건

본문

	

 

// DateTime : 2019-07-03 오후 7:44:03
// by Ok-Hyun Park
//
#include <avr/io.h>
#include <avr/interrupt.h>
#define   F_CPU 16000000UL
#include <util/delay.h>
#include <math.h>
#include <stdio.h>
//
#define sbi(PORTX,bitX)  PORTX|=(1<<bitX)
#define cbi(PORTX,bitX)  PORTX&=~(1<<bitX)
#define tbi(PORTX,bitX)  PORTX^=(1<<bitX)
//
#define FS_SEL 131
//
volatile double dt=0.000;
volatile int temp;
volatile unsigned char a_x_l,a_x_h,a_y_l,a_y_h,a_z_l,a_z_h// volatile은 예약어의 일종
//
volatile double bas_a_x,bas_a_y,bas_a_z;
volatile double bas_g_x,bas_g_y,bas_g_z;
volatile double a_x,a_y,a_z;
volatile double g_x,g_y,g_z;
volatile double las_angle_gx,las_angle_gy,las_angle_gz;
volatile double angle_ax,angle_ay,angle_az;
volatile double angle_gx,angle_gy,angle_gz;
volatile double roll,pitch,yaw;
volatile double alpha;
char     buff[128]={0,};
int      bufCnt=0;
int      head;
//
void go(){ // portB=스텝모터 제어
  PORTB=0x99_delay_ms(2);
  PORTB=0x55_delay_ms(2);
  PORTB=0x66_delay_ms(2);
  PORTB=0xAA_delay_ms(3);
}
//
void left(){
  PORTB=0xA9_delay_ms(2);
  PORTB=0x65_delay_ms(2);
  PORTB=0x56_delay_ms(2);
  PORTB=0x9A_delay_ms(3);
}
//
void right(){
  PORTB=0x9A_delay_ms(2);
  PORTB=0x56_delay_ms(2);
  PORTB=0x65_delay_ms(2);
  PORTB=0xA9_delay_ms(2);
}
//
static int putch_uart1(char message,FILE *stream){
  while((UCSR1A&0x20)==0);
  UDR1=message;
  return 0;
}
//
void get_raw_data(){
  a_x_h=twi_read(0x3B); a_x_l=twi_read(0x3C); //x축 가속도
  a_y_h=twi_read(0x3D); a_y_l=twi_read(0x3E); //y축 가속도
  a_z_h=twi_read(0x3F); a_z_l=twi_read(0x40); //z축 가속도
  g_x_h=twi_read(0x43); g_x_l=twi_read(0x44); //x축 각속도
  g_y_h=twi_read(0x45); g_y_l=twi_read(0x46); //y축 각속도
  g_z_h=twi_read(0x47); g_z_l=twi_read(0x48); //z축 각속도
}
//
void calibrate(){ //초기값 읽기
  int cal=10;
  for(int i=0i<cali++){ //평균
    get_raw_data();
    // mpu6050 초기값저장해서 캘리브레이션해주는역할
    temp=(a_x_h<<8)|a_x_la_x+=-temp-16383;
    temp=(a_y_h<<8)|a_y_la_y+=-temp;
    temp=(a_z_h<<8)|a_z_la_z+=temp;
    temp=(g_x_h<<8)|g_x_lg_x+=temp;
    temp=(g_y_h<<8)|g_y_lg_y+=temp;
    temp=(g_z_h<<8)|g_z_lg_z+=temp;
    _delay_ms(100);
  }
  a_x /=cala_y /=cala_z /=cal;
  g_x /=calg_y /=calg_z /=cal;
  bas_a_x=a_xbas_a_y=a_ybas_a_z=a_z//초기 값으로 저장
  bas_g_x=g_xbas_g_y=g_ybas_g_z=g_z;
}
//
void twi_write(unsigned char address,unsigned char data){
  TWCR=(1<<TWINT)|(1<<TWSTA)|(1<<TWEN); while(!(TWCR&(1<<TWINT))); while((TWSR&0xF8)!=0x08); //START 상태(08)기다림
  TWDR=0b11010000;                      //AD(1101000)+W(0)
  TWCR=(1<<TWINT)|(1<<TWEN);            while(!(TWCR&(1<<TWINT))); while((TWSR&0xF8)!=0x18); //SLA+W ACK 상태(18)기다림
  TWDR=address;                         //register address
  TWCR=(1<<TWINT)|(1<<TWEN);            while(!(TWCR&(1<<TWINT))); while((TWSR&0xF8)!=0x28); //Data ACK 상태(28)기다림
  TWDR=data;                            //data
  TWCR=(1<<TWINT)|(1<<TWEN);            while(!(TWCR&(1<<TWINT))); while((TWSR&0xF8)!=0x28);
  TWCR=(1<<TWINT)|(1<<TWSTO)|(1<<TWEN); //STOP
  _delay_us(1);
}
//
unsigned char twi_read(char address){
  unsigned char data;
  TWCR=(1<<TWINT)|(1<<TWSTA)|(1<<TWEN); while(!(TWCR&(1<<TWINT))); while((TWSR&0xF8)!=0x08); //START 상태(08)기다림
  TWDR=0b11010000;                      //AD(1101000)+W(0)
  TWCR=(1<<TWINT)|(1<<TWEN);            while(!(TWCR&(1<<TWINT))); while((TWSR&0xF8)!=0x18); //SLA+W ACK 상태(18)기다림
  TWDR=address;                         //register address
  TWCR=(1<<TWINT)|(1<<TWEN);            while(!(TWCR&(1<<TWINT))); while((TWSR&0xF8)!=0x28); //Data ACK 상태(28)기다림
  TWCR=(1<<TWINT)|(1<<TWSTA)|(1<<TWEN); while(!(TWCR&(1<<TWINT))); while((TWSR&0xF8)!=0x10); //Repeat START 상태(08)기다림
  TWDR=0b11010001;                      //AD(1101000)+R(1)
  TWCR=(1<<TWINT)|(1<<TWEN);            while(!(TWCR&(1<<TWINT))); while((TWSR&0xF8)!=0x40); //SLA+R ACK 상태(40)기다림
  TWCR=(1<<TWINT)|(1<<TWEN);            while(!(TWCR&(1<<TWINT))); while((TWSR&0xF8)!=0x58); //ACK 상태(58)기다림
  data=TWDR;
  TWCR=(1<<TWINT)|(1<<TWSTO)|(1<<TWEN); //STOP
  _delay_us(1);
  return data;
}
//
void USART_Transmit(unsigned char tx_data){ while(!(UCSR0A&(1<<UDRE0))); UDR0=tx_data; }
void USART_Transmit_init4(int data){
  int temp=0;
  if(data<0){ data=-dataUSART_Transmit('-'); }
  else      {             USART_Transmit(' '); }
  temp=data/10000;        USART_Transmit(temp+48);
  temp=(data%10000)/1000USART_Transmit(temp+48);
  temp=(data%1000)/100;   USART_Transmit(temp+48);
  temp=(data%100)/10;     USART_Transmit(temp+48);
  temp=data%10;           USART_Transmit(temp+48);
}
//
ISR(USART1_RX_vect){
  char data=UDR1;
  putch_uart1(data,0);
  USART_Transmit('\n'); USART_Transmit(data);
}
//
ISR(TIMER0_OVF_vect){ //0.002s
  TCNT0=256-125;
  dt+=0.002// 타이머 시간이 얼마만큼 지났는지 체크
}
//
int main(){
  int cnt=0;
  DDRB=0x0ff;
  UCSR0B=0x08UBRR0L=103//9600 //UART
  UCSR1B=0x98UBRR1L=103;
  fdevopen(putch_uart1,0);
  TWCR=(1<<TWEN); TWBR=12//400khz //TWI(I2C)
  TCCR0=(1<<CS02)|(1<<CS01); TCNT0=256-125TIMSK=(1<<TOIE0); //TIMER0 //256 분주 //125 번=>0.002s
  //MPU6050 init
  twi_write(0x6B,0x00); //sleep 끔
  twi_write(0x1A,0x05); //DLPF 10Hz
  calibrate();
  sei();
  while(1){
    if(head<bufCnt){
      if(buff[head]=='g'){
        while(true){
          if     ((PINA&6)==6){ go();    } // 모터 제어
          else if((PINA&6)==4){ right(); }
          else if((PINA&6)==2){ left();  }
          else if((PINA&6)==0){ PORTB=0; }
          //
          if((PINA&9)==9){
            if(cnt>50){ cnt=0break; }
          }
          elsecnt++; }
          printf("s%d\n",cnt);
        }
      }
      else if(buff[head]=='r'){ for(int i=0i<270i++)right(); }
      else if(buff[head]=='l'){ for(int i=0i<270i++)left();  }
      else if(buff[head]=='b'){ for(int i=0i<512i++)left();  }
      head++;
      head=head%128;
    }
    get_raw_data();
    las_angle_gx=rolllas_angle_gy=pitchlas_angle_gz=yaw//최근값 누적
    temp=(a_x_h<<8)|a_x_la_x=-temp-16383;
    temp=(a_y_h<<8)|a_y_la_y=-temp;
    temp=(a_z_h<<8)|a_z_la_z=temp;
    temp=(g_x_h<<8)|g_x_lg_x=temp;
    temp=(g_y_h<<8)|g_y_lg_y=temp;
    temp=(g_z_h<<8)|g_z_lg_z=temp;
    g_x=(g_x-bas_g_x)/FS_SEL;
    g_y=(g_y-bas_g_y)/FS_SEL;
    g_z=(g_z-bas_g_z)/FS_SEL;
    angle_ax=atan(-1.000*a_y/sqrt(pow(a_x,2)+pow(a_z,2)))*180/3.141592;
    angle_ay=atan(a_x/sqrt(pow(a_y,2)+pow(a_z,2)))*180/3.141592;
    angle_gx=g_x*dt+las_angle_gx;
    angle_gy=g_y*dt+las_angle_gy;
    angle_gz=g_z*dt+las_angle_gz;
    dt=0.000;
    alpha=0.96;
    roll =alpha*angle_gx+(1.000-alpha)*angle_ax;
    pitch=alpha*angle_gy+(1.000-alpha)*angle_ay;
    yaw=angle_gz;
    USART_Transmit_init4(roll);  USART_Transmit('\t');
    USART_Transmit_init4(pitch); USART_Transmit('\t');
    USART_Transmit_init4(yaw);   USART_Transmit('\n'); USART_Transmit('\r');
    printf("i%d\n",(int)yaw);
    _delay_ms(1);
  }
}

 

자이로,가속도 센서가 모터를 구동하는데 직접적으로 사용되고 있지는 않으며

단순히 센서값을 시리얼전송하고 있습니다.

 

PA0~PA3의 센서를 체크해서 모터 구동을 하고 있습니다.

 

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댓글 8

조회수 33,728

전기의아들님의 댓글

전기의아들 작성일

감사합니다. 죄송하지만 상수 변수 함수 다 세세하게 설명 가능하신지요? 필요하면 비용부담하겠습니다.
변수 상수 함수를 알아야지만 완벽하게 이해할 수 있을 것 같습니다.

master님의 댓글

master 댓글의 댓글 작성일

c언어 기초부터 공부하시려면 수개월이 걸릴 것 같은데요
c언어는 학원을 이용하시는 편이 훨씬 저렴합니다.
https://www.basic4mcu.com/bbs/board.php?bo_table=gesiyo13&wr_id=6
c언어를 공부한 후에는 I2C 인터페이스 공부와 MPU6050 공부를 병행해서 공부하셔야합니다.
이 부분은 난이도가 있기 때문에 학원에서 공부하는 것보다 전문가에게 배우는 것이 더 빨리 습득할 수 있고, 직접 만나서 지도를 받는 편이 좋지만 거리가 멀다면 쉽지 않겠죠

전기의아들님의 댓글

전기의아들 작성일

제가 avr프로그래밍에 익숙치않습니다.
C언어 기초는 알지만 생전 처음보는 변수들이 많아서
이해하는데 어려움을 겪고 있습니다. 각 변수들이라도 알려주시면 감사하겠습니다.

전기의아들님의 댓글

전기의아들 작성일

그러면 마지막으로 buf와 bufcnt와 head의 용도를 알 수 있을까요?

master님의 댓글

master 댓글의 댓글 작성일

질문 소스는 완벽한 소스가 아닐 것으로 추정합니다.
char    buff[128]={0,};
버퍼 선언은 0으로 하고 있지만
char    buff[128]="glrb..."};
등으로 모터 제어용 컴맨드가 들어있을 것으로 예상되기 때문이죠

솔직히 왜 저런식의 제어를 하는지 이해가 안갑니다.
원본 소스 출처를 적어보세요

전기의아들님의 댓글

전기의아들 작성일

스텝모터를 사용하였기 때문에 그런거 아닐까요?

master님의 댓글

master 댓글의 댓글 작성일

원본 소스 출처를 적어보세요

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