两轮自平衡小车AVR程序

本文将深入探讨一个基于AVR单片机的两轮自平衡小车控制程序，该程序涉及了PID调节和滤波算法，并带有详细的注释，适合于有经验的开发者进行移植和调试。 自平衡小车的核心在于保持车辆在直立状态，这需要精确的传感器数据处理和实时控制。在这个程序中，使用了陀螺仪（gyro）来检测车辆的倾斜角度和角速度，以判断小车的动态平衡状态。`struct gyro_filter`结构体用于存储陀螺仪的数据，包括角度、偏置、角速度等信息，以及初始化标志`inited`，确保数据的准确性。 程序中定义了一系列变量，如`adc_current_samples`是一个二维数组，用于存储ADC（模拟数字转换器）采样的电流值，实现滤波功能。`pwm`变量用于控制电机的脉宽调制（PWM），以调整电机转速。`left_cof`和`right_cof`是左右电机的校正系数，以补偿可能存在的机械差异。`mode`变量定义了两种工作模式：0x00为平衡模式，0x01为辅助模式。 PID控制器是平衡小车的关键部分，它由比例（P）、积分（I）、微分（D）三个部分组成。在这个程序中，可以看到多个与PID相关的变量，如`p_gain`、`d_gain`、`p1_gain`、`d1_gain`、`p0_gain`和`d0_gain`，这些是PID控制器的参数，通过调整它们可以优化控制器的性能。`d_step`用于微调D项的增量，而`p_step`可能是P项的增量。`tp0`、`td0`、`tp1`、`td1`、`tp`和`td`则是PID算法中的时间参数。 滤波方面，程序中使用了简单的滑动平均滤波，例如`sample_conv`、`sample_conv1`、`sample_conv2`和`sample_conv3`，它们与ADC采样值和历史窗口大小有关，用于平滑传感器数据，减少噪声影响。此外，`check_mode`函数用于根据陀螺仪的角速度和转向旋钮的输入判断当前工作模式。 中断服务函数`T2_AD_isr(void)`可能是定时器2和ADC转换的中断处理，负责定期采集数据和更新控制变量。`InitEv`、`InitAdc`和`InitGpio`是初始化函数，分别用于设置事件处理器、配置ADC和初始化GPIO端口。 这个AVR单片机的两轮自平衡小车控制程序利用PID控制和滤波技术，实现了小车的稳定平衡。开发者需要对AVR单片机、PID控制算法、滤波理论以及嵌入式系统有深入理解，才能有效地移植和调试此程序。