自平衡机器人的控制系统设计
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3．2．2 扩展CAN通信电路
单片机与电机控制器采用CAN总线通信，CAN接口采用Philips公司的CAN物理层和链路层接口芯片SJA1000和PCA82C250。单片机直接控制SJA1000的AD0～AD7、ALE、INT引脚。SJA1000工作在Intel模式下，MODE脚接高电平，片选脚CS接地，始终处于选通状态。扩展CAN通信电路如图5所示。单片机对SJA1000的操作主要是对寄存器的操作：一方面，对SJA1000的模式寄存器、命令寄存器、状态寄存器、中断寄存器、中断允许寄存器、总线定时寄存器、输出控制寄存器、时钟分频计数器进行设置和检测；另一方面，对收发缓冲区进行读写，从而和CAN设备交换数据。
3．3 控制系统软件设计
自平衡机器人的控制系统需要实现以下功能：传感器信息处理和机器人姿态信息计算，电机控制PID算法实现和CAN口的数据处理。系统控制流程如图6所示。系统上电后从主函数开始执行。主函数负责初始化控制器的I／O口、CAN口、控制周期定时器、A／D转换器、各个中断接收数据和发送数据模块等。初始化完毕，控制周期定时器时间到后，传感器信息输入到A／D转换器中进行转换，计算机器人的倾倒角度和倾倒角速度；然后调用PID算法计算电机控制数据，并通过CAN口输出给电机驱动器。
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