利用ATmega128设计的PID控制电机系统

好的，下面给出一个基本的利用ATmega128设计的PID控制电机系统的C语言代码。

首先，我们需要定义一些常量和变量：

#include <avr/io.h>
#define F_CPU 8000000UL
#include <util/delay.h>

#define MOTOR_PIN 0 // 电机的输出引脚
#define KP 10.0 // 比例常数
#define KI 0.1 // 积分常数
#define KD 0.01 // 微分常数
#define SETPOINT 512 // 设定的位置设定点
#define TOLERANCE 2 // 位置容差

uint16_t read_encoder(); // 读取编码器的函数
void set_motor_speed(int16_t speed); // 设置电机速度的函数

int main(void) {
  // 初始化
  DDRB |= (1 << MOTOR_PIN); // 设置电机引脚为输出
  TCCR1A |= (1 << WGM11); // 设置定时器1为16位PWM模式
  TCCR1B |= (1 << WGM12) | (1 << WGM13);
  TCCR1A |= (1 << COM1A1); // 设置OC1A引脚为非反转模式
  TCCR1B |= (1 << CS10); // 设置定时器1分频为1
  ICR1 = 1023; // 设置最大计数值为1023

  // PID控制
  int16_t error = 0;
  int16_t integral = 0;
  int16_t derivative = 0;
  int16_t last_error = 0;

  while (1) {
    // 读取编码器的值
    uint16_t encoder_value = read_encoder();

    // 计算误差
    error = SETPOINT - encoder_value;

    // 计算积分项
    integral += error;

    // 计算微分项
    derivative = error - last_error;
    last_error = error;

    // 计算PID输出
    int16_t pid_output = (int16_t)(KP * error + KI * integral + KD * derivative);

    // 限制PID输出范围
    if (pid_output > 255) {
      pid_output = 255;
    } else if (pid_output < -255) {
      pid_output = -255;
    }

    // 控制电机
    set_motor_speed(pid_output);

    _delay_ms(10); // 等待10毫秒
  }
}

uint16_t read_encoder() {
  // TODO: 读取编码器的值
}

void set_motor_speed(int16_t speed) {
  if (speed >= 0) {
    PORTB |= (1 << MOTOR_PIN); // 设置电机引脚为正向
    OCR1A = speed; // 设置PWM占空比
  } else {
    PORTB &= ~(1 << MOTOR_PIN); // 设置电机引脚为反向
    OCR1A = -speed; // 设置PWM占空比
  }
}

上面的代码中，我们使用PID控制算法来控制电机的位置，通过编码器读取电机当前的位置，并根据设定的位置设定点和容差来计算PID输出，最终控制电机的转动。需要注意的是，该代码中使用了AVR库函数和内联汇编，因此需要在编译时包含avr/io.h和util/delay.h头文件，并使用avr-gcc编译器进行编译。同时，需要将ATmega128的引脚连接好，使得电机的输出引脚连接到ATmega128的对应引脚上，同时需要连接编码器的引脚以读取电机的位置信息。