My Arduino vol 5 — 面向对象地编写“圆梦小车”程序 -电机 博客分类： Arduino

辞职得空，最近主要是看杂七杂八的书为主。前日看到“嵌入式之梦”的BOSS在微博上亮了一下。就想到了随车附送的那段arduino演示程序。我觉得大部分初学者应该都看的好痛苦吧= =。

既然arduino支持c++，我也就以我业余的c++水平写上一段小小的教程望抛砖引雨吧。

 

阅读本文需要的基本知识：H桥电路基本作用，Arduino开发的基本环境。

 

第一章 让马达动起来

基本电路及说明

小车的动力装置主要是两侧的两个大*，分别是用独立的H桥构建出来的。

分别引出3只脚：CT1,CT2,CT3

CT1：PWM信号输入脚，你可以认为这是油门。

CT2，CT3：两路高低输入，可以让电机正转反转和不转，你可以认为这是自动排挡。

我们枚举一下所有信号输入和其对应的行动状态。这里都只先考虑一侧电机的运动状态。

 

表1-控制电路输入值与电机工作状态

Ct1	Ct2	Ct3	状态
X	0	0	刹车
PWM	1	0	正转
PWM	0	1	反转
0	1	1	滑行
1	1	1	刹车

通过表格我们得出一侧电机的运动状态也只有4种，刹车，正转，反转，滑行，刹车。

 

建模及分析

面向对象中建模很重要的两个概念是“属性”和“行为”。通过上面的分析，现在的电机的属性只有3路输入电路，行为就是4种运动状态。

类名	Motor(马达）
属性	ct1,ct2,ct3
行为	forward stop backward neutral（滑行，空挡）

 

转换为C++的代码的类定义为：

/*
 * Motor.h
 *
 *  Created on: 2011-10-17
 *      Author: Akira Panda
 */
#ifndef MOTOR_H_
#define MOTOR_H_
class Motor {
public:
    Motor();
    Motor(int ct1, int ct2, int ct3);
    void init();
    void setSpeed(int speed);
    void forward();
    void stop();
    void backward();
    void neutral();
private:
    int _ct1;
    int _ct2;
    int _ct3;
};
#endif /* MOTOR_H_ */

 

 

代码里主要多了几个比较特殊的方法分别是：

•     Motor();
• Motor(int ct1, int ct2, int ct3);
   两种带参数和不带参数的构造方法。

    void setSpeed(int speed);

设定速度的方法，其实就是修改Ct1的值。这里只是我把速度和运行模式分开的。这种方式大概所有学过汽车的童鞋都很好理解，排挡、刹车、油门分离。

 

一些基本的C++语法我也不多解释了，都是可以google到的。

这里主要说一些构造init方法。

这个方法是用来做初始化的。主要是当初我被电机乱转的问题给难住了，最后发现如果在代码里没有明确的设定引脚的output模式就会导致不定期的放出高电压从而扰乱电机的运行状态。所以这个init方法相当于汽车发动转钥匙的作用：初始化所有的引脚。

 

代码与实现

我们一段段来实现这些代码。

起步

首先需要实现的是构造方法

•  Motor();
•  Motor(int ct1, int ct2, int ct3);

默认构造方法暂时不实现。 Motor(int ct1, int ct2, int ct3);为主要的构造方法，输入参数为三路控制电路的引脚值。

Motor::Motor(int ct1, int ct2, int ct3) {
//分别赋值
    this->_ct1 = ct1;
    this->_ct2 = ct2;
    this->_ct3 = ct3;
//调用init方法进行引脚的初始化
    this->init();
}
void Motor::init() {
    pinMode(this->_ct1, OUTPUT);
    pinMode(this->_ct2, OUTPUT);
    pinMode(this->_ct3, OUTPUT);
   //起步速度0，模式改为刹车（停止）
    this->setSpeed(0);
    this->stop();
}

 

这样电机可以正常的启动初始化了，只是现在他还不太明白什么叫前进，什么叫停止。

我们在一一实现所有的运行模式。

实现运行模式

void Motor::setSpeed(int speed) {
    analogWrite(this->_ct1, this->_speed);
}
void Motor::forward() {
    digitalWrite(this->_ct2, HIGH);
    digitalWrite(this->_ct3, LOW);
}
void Motor::backward() {
    digitalWrite(this->_ct2, LOW);
    digitalWrite(this->_ct3, HIGH);
}
void Motor::stop() {
    digitalWrite(this->_ct2, LOW);
    digitalWrite(this->_ct3, LOW);
}
void Motor::neutral() {
    digitalWrite(this->_ct1, LOW);
    digitalWrite(this->_ct2, HIGH);
    digitalWrite(this->_ct3, HIGH);
}

 

如何调用代码

现在关于电机的代码已经完成了。

让我们来看看如何在arduino中使用这些代码，首先需要把刚才的Motor.h和Motor.cpp作为库放入arduino的目录中，路径为{arduino目录}libraries\{自己起个名}\。

然后在编辑器里引入头文件<Motor.h>即可

 

#include <Motor.h>
//初始化马达
//这里使用的是9,8,7三个脚
const int L_CT1 = 9;
const int L_CT2 = 8;
const int L_CT3 = 7;
//通过构造函数初始化
Motor leftMotor(L_CT1, L_CT2, L_CT3);
void setup() {
}
void loop{
//模式改为前进，速度100
leftMotor.forward();
leftMotor.setSpeed(100);
delay(1000);
//模式改为停止
leftMotor.stop();
leftMotor.setSpeed(0);
//模式改为后退，速度为50
leftMotor.backward();
leftMotor.setSpeed(100);
delay(1000);
}

 

OK，基本上电机部分已经编码完成。虽然有些地方还可以继续修改。下一篇，我将会将两个电机作为整体来描述小车的动力部分编码。