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将数据写入CG RAM或DD RAM
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读取CG RAM或DD RAM的数据
图 10-57 1602LCD 内部显示地址
例如第二行第一个字符的地址是 40H，那么是否直接写入 40H 就可以将光标定位在第二行，第一个字符的位置呢？这样不行，因为写入显示地址时要求最高位 D7恒定为高电平 1 所以实际写入的数据应该是 01000000B（40H）+10000000B(80H)=11000000B(C0H)。 在对液晶模块的初始化中要先设置其显示模式，在液晶模块显示字符时光标是自动右移的，无需人工干预。每次输入指令前都要判断液晶模块是否处于忙的状态。
1602 液晶模块内部的字符发生存储器（CGROM）已经存储了 160 个不同的点阵字符图形，如图 10-58 所示，这些字符有：阿拉伯数字、英文字母的大小写、常用的符号、和日文假名等，每一个字符都有一个固定的代码，比如大写的英文字母“A”的代码是 01000001B （41H），显示时模块把地址 41H中的点阵字符图形显示出来，我们就能看到字母“A”
实物图如下：
三 软件系统设计
1、设计思想
其主要是通过PID技术对小车的状态进行实时地跟踪及调整。现对PID算法作些介绍。
（1）PID技术
控制技术是运动控制的核心，各种先进控制技术的研究不断推动着运动控制的发展，比如自适应控制技术和以神经网络和模糊控制为代表的智能控制技术，但在实际生产实践中应用最普遍的还是各种以PID为代表的基本控制技术按照偏差的比例、积分和微分进行控制的调节器，简称为PD调节器，是连续系统中技术成熟且应用广泛的一种调节器。本节将对系统用到的PID控制技术做相应的介绍和研究，传感器将车体的角度和运动速度等信息传递给系统控制器，控制器经分析处理运用PID控制技术，将目标命令传递给电机驱动器来完成系统的闭环控制
（2）应用现状
在电机伺服系统的控制中，经典的PID控制具有其结构简单、鲁棒性强以及现场对Pro的广泛使用积累了丰富的经验等优点，在无刷直流电动机的控制方面一直占有很重要的地位。PID的引入保证了其系统响应的快速性，稳定了闭环控制器，补偿了由逆变器引起的控制误差[25][26]。
PID控制器就是将偏差的比例(Proportional)、积分(Integral)和微分(Differential)通过线性组合构成控制量，用这一控制量对被控对象进行控制。 PID算法是目前工业过程控制中应用最广泛的控制算法。PID算法应用如此广泛，是因为它具有如下优点:
(1)算法较为简单，易于实现；
(2)基于线性控制理论，具备许多成熟的稳定性分析方法，有较高的可靠性； (3)可以在很宽的操作条件内保持较好的鲁棒性，对于控制对象模型参数小
范变化不敏感；
(4)不要求了解控制对象的精确数学模型。利用许多成熟的参数整定方法，可以根据控制对象的实际响应曲线来计算PID控制器的参数；
(5)允许工程技术人员以一种简单直接的方式来调节控制系统，以达到希望得到的控制性能，如上升时间、最大超调量和稳态误差等。
当被控对象的结构和参数不能完全掌握，或得不到精确的数学模型时，系统 控制器的结构和参数必须依靠经验和现场调试来确定，这时应用PID控制技术最为方便。即当我们不完全了解一个系统和被控对象，或不能通过有效的测量手段来获得系统参数时，最适合用PID控制技术。
（3）PID调节规律
PID控制分为两大类，一个是模拟PID控制，一个是数字PM控制。在模拟控制系统中，PID是最常用的控制方法。图4.7所示为模拟PID控制系统原理框图。
r(t) c(t) + 比例系数Kp _ + + u(t) y(t) 被控对象 积分系数 Ki + 微分系数Kd 图4.7模拟PID控制系统原理框图
计算机控制系统中，使用的是数字PID控制器。将连续的模拟量进行离散化处理，则可得
kuk?k1ek?k2?ei?k3?ek?ek?1??u0i?0（4-20）
在数字PID控制中，采样周期相对于系统的时间常数来说一般是很短。因此其参数可按模拟PID控制器中的方法来选择。由于要保持动态的平衡，则小车的倾角在一定的范围内要求可控。故本文选择系统的小车的倾角作为输出量，利用PID技术对其进行分析。
由上述理论分析可以看出:其比例、积分、微分三者是彼此影响；同时要使其系统保持稳定，PID三参数必须满足上述关系；为了让系统能够实现其动态的
平衡，需要通过反复试凑的方法来解决，而且整定的参数多导致反复试凑的次数极大的增加，控制器的参数较难选取[27]。加之系统经过线性化处理，即使所选参数满足上述的关系式，仍需要根据系统的实际模型进行调整，这大大增加了调试的难度。鉴于此我们考虑采用其极点配置的方法来考察分析其系统的稳定性。
（４） 极点配置
所谓极点配置就是指利用状态反馈或输出反馈使闭环系统的极点位于所希望的极点位置。由于系统的性能和它的极点位置密切相关，因此极点配置问题在系统中是很重要的。
控制系统的各种特性及其各种品质指标很大程度上由闭环系统的零点和极点位置决定。零点和极点在复数平面中的分布状况决定了相应表达式中该函数前的系数大小。一组零点和极点的分布就对应了一个系统的响应。极点配置的问题，
就是通过选择反馈增益矩阵，将闭环系统的极点恰好配置在根平面上期望的位置，以获得所希望的动态性能。极点配置决定了控制系统的动态性能和稳定性
[28]
。
对于系统的极点配置，需要解决两个问题:一是建立极点可配置的条件；二
是确定其反馈增益矩阵。
（５） 极点配置条件
状态能控性、状态能观性及其稳定性都是控制系统的重要属性。要设计相应稳定的系统，必须先考察其能控性和能观性。
状态能控性问题只考察系统在u(t)作用下状态的转移情况，与输出量y(t)无
??Ax?Bu，关。对于线性连续定常系统x如果存在一个分段连续的输入u(t)，能在有限时间区间[t0，tf]内，使系统由某一初始状态x(t0)转移到指定的任一终端状态x(tf)，则该状态就是能控的。若系统的所有状态都是能控的，则称此系统是状态完全能控。
本文小车参数参考LEGO公司提供的主要机器人组建参数如下表：