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ライントレーサ制御

　IchigoJam体験会で使うライントレーサを動かしてみます。



　写真でわかるように、ラインセンサーとDCモータ２個で
　動きます。

　ラインセンサーは、３個のうち、中央の１個は未使用で
　左右の２個を利用。

　PIC12F1501を使うとして、ラインセンサーとDCモータ
　ドライバの接続を以下としました。

PORTA.5 左路面センサー
PORTA.4 右路面センサー
PORTA.1 左モータドライバ
PORTA.0 右モータドライバ

　ピンアサインを使いやすいように、マクロ定義。

#define RDRV PORTA.F0
#define LDRV PORTA.F1
#define MBIT PORTA.F2
#define RBIT PORTA.F4
#define LBIT PORTA.F5

　MBITは、マイコンが動いていることを点滅表示
　するために使います。

　ライントレーサを動かすためのシーケンスは
　以下としました。

直進用パターンをモータドライバに出力
路面センサーの状態値取得
直進用パターンと持続時間を設定
状態値が左にはみ出しなら、右旋回パターンと持続時間を設定
状態値が右にはみ出しなら、左旋回パターンと持続時間を設定
モータドライバに、走行パターンを出力
持続時間分だけ待つ
１にもどる

　これをC言語コードにすると、以下。

    /* straight */
    send_drv(0);
    /* get sensor */
    current = get_sensor() ;
    /* default */
    xdrv = 0 ;
    timcnt = 5 ;
    /* left over */
    if ( current == 2 ) {
      xdrv = 2 ;
      timcnt = 10 ;
    }
    /* right over */
    if ( current == 1 ) {
      xdrv = 1 ;
      timcnt = 12 ;
    }
    /* impress */
    send_drv( xdrv );
    /* delay */
    mydelay( timcnt );
    /* monitor */
    xbit = xcnt & ON ;
    MBIT = xbit ;
    /* update */
    xcnt = xcnt + 1 ;

　利用している２関数を定義していきます。

　モータドライバは、次のようになっています。



　論理値の'1'を与えると、モータが前方に回転します。
　これを踏まえて、モータドライバの関数を定義すると
　以下。

void  send_drv(UBYTE x)
{
  UBYTE xtmp ;
  /* default */
  RDRV = ON ;
  LDRV = ON ;
  /* judge left over */
  if ( x == 2 ) { RDRV = OFF ; }
  /* judge right over */
  if ( x == 1 ) { LDRV = OFF ; }
}

　呼出し側から、直進、右旋回、左旋回のパターンを
　整数値で貰い、左右のモータドライバを動かすのか
　止めるのかを指定。

　センサーは、白を検出すると論理値'0'を出力する
　ので、正論理で扱うようにします。

　センサーの状態から、次のように状態値を決定。

左右ともに'1'が出力されている　０を返す
右に'0'が出力されている　　　　１を返す
左に'0'が出力されている　　　　２を返す
PORTA.0 右モータドライバ

　仕様をきめたなら、関数を定義。

UBYTE get_sensor()
{
  UBYTE result ;
  /* default */
  result = 0 ;
  /* judge right */
  if ( RBIT == 0 ) { result = 1 ; }
  /* judge left */
  if ( LBIT == 0 ) { result = 2 ; }

  return result ;
}

　移動処理は、すでに書いたので、PIC12F1501の
　初期化を関数にまとめておきます。

void init_usr(void)
{
  /* 4MHz */
  OSCCON = (0x0d << 3) | 0x03 ;
  /* disable A/D converter */
  ADCON0.ADON = OFF ;
  ADCON2      = 0 ;
  /* disable D/A converter */
  DACCON0.DACEN = OFF ;
  /* disable compare module */
  CM1CON0.C1ON = OFF ;
  CM1CON0.C1OE = OFF ;
  /* I/O state */
  PORTA = 0x00 ;
  /* I/O directions */
  TRISA = 0xf8 ; /* bit0,1,2 as output , others as input */
  /* pull-up */
  WPUA = 0x30 ;
  /* others */
  xcnt = 0 ;
}

　内蔵発振器で4MHzを生成し、A/D変換器、D/A変換器
　アナログコンパレータは、使わないようにします。

　センサーを接続していないときには、論理値の'1'を
　検出して、直進となるように、入力ピンにプルアップ
　抵抗を入れました。

　まとめると、以下。

/* redefine data type */
typedef unsigned char  UBYTE ;
typedef unsigned short UWORD ;

#define OFF 0
#define ON  OFF+1

#define MASKF0 0xf0

#define RDRV PORTA.F0
#define LDRV PORTA.F1
#define MBIT PORTA.F2
#define RBIT PORTA.F4
#define LBIT PORTA.F5

volatile UBYTE current ;
volatile UBYTE xdrv ;
volatile UWORD timcnt ;
volatile UBYTE xcnt ;
volatile UBYTE xbit ;

/* function prototype */
void  init_usr(void);
UBYTE get_sensor(void);
void  send_drv(UBYTE x);
void  mydelay(UBYTE x);

void main(void)
{
  /* user initialize */
  init_usr();
  /* endless loop */
  while ( ON ) {
    /* straight */
    send_drv(0);
    /* get sensor */
    current = get_sensor() ;
    /* default */
    xdrv = 0 ;
    timcnt = 5 ;
    /* left over */
    if ( current == 2 ) {
      xdrv = 2 ;
      timcnt = 10 ;
    }
    /* right over */
    if ( current == 1 ) {
      xdrv = 1 ;
      timcnt = 12 ;
    }
    /* impress */
    send_drv( xdrv );
    /* delay */
    mydelay( timcnt );
    /* monitor */
    xbit = xcnt & ON ;
    MBIT = xbit ;
    /* update */
    xcnt = xcnt + 1 ;
  }
}

/* define function body */
void init_usr(void)
{
  /* 4MHz */
  OSCCON = (0x0d << 3) | 0x03 ;
  /* disable A/D converter */
  ADCON0.ADON = OFF ;
  ADCON2      = 0 ;
  /* disable D/A converter */
  DACCON0.DACEN = OFF ;
  /* disable compare module */
  CM1CON0.C1ON = OFF ;
  CM1CON0.C1OE = OFF ;
  /* I/O state */
  PORTA = 0x00 ;
  /* I/O directions */
  TRISA = 0xf8 ; /* bit0,1,2 as output , others as input */
  /* pull-up */
  WPUA = 0x30 ;
  /* others */
  xcnt = 0 ;
}

UBYTE get_sensor()
{
  UBYTE result ;
  /* default */
  result = 0 ;
  /* judge right */
  if ( RBIT == 0 ) { result = 1 ; }
  /* judge left */
  if ( LBIT == 0 ) { result = 2 ; }

  return result ;
}

void  send_drv(UBYTE x)
{
  UBYTE xtmp ;
  /* default */
  RDRV = ON ;
  LDRV = ON ;
  /* judge left over */
  if ( x == 2 ) { RDRV = OFF ; }
  /* judge right over */
  if ( x == 1 ) { LDRV = OFF ; }
}

void  mydelay(UBYTE x)
{
  UBYTE last ;
  UBYTE ii ;
  /* copy */
  last = x ;
  /* wait */
  for ( ii = 0 ; ii < last ; ii++ ) {
    delay_ms( 10 );
  }
}

　８ピンのPICでも、IchigoJamと同様にライン
　トレーサを動かせるとわかりました。

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