两轮平衡小车制作保姆式教程（2-2）——软件模块：直流编码器电机的使用

2024-01-28 16:08:02
开发
43

✅作者简介：大家好我是：麦克斯科技，希望一起努力，一起进步！

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🔥系列专栏：两轮平衡小车制作保姆式教程
🏷️非常欢迎大家在评论区留言交流，互相学习！

提前声明：博客中给出的代码经过多个项目测试，实测能用，性能稳定，请大家放心使用！

前言

本系列博客将从硬件到软件详细介绍“如何制作一辆两轮自平衡小车”，笔者毫无保留，以最通俗易懂的语言，以最简单的实现方案，分享自己从0到1制作平衡小车的全过程，相信跟着我的教程，大家也能顺利制作一台属于自己的平衡车。系列专栏：🔥两轮平衡小车制作保姆式教程🔥

首先，给大家提前交个底，其实制作一台平衡小车并不难，用到的主要模块就是陀螺仪，而最主要的控制算法就是PID算法，而且平衡小车对陀螺仪与PID算法的掌握程度要求并不是很高，所以适合初学者来作为项目练手。

该系列教程一共分为4个板块，分为《硬件选型》、《软件模块》、《直立环、速度环、转向环》、《调参保姆级教程》，4个板块条理清晰，层次分明，简明扼要，请大家跟着我开始学习吧！

编码器和电机

编码器和电机的底层程序，其实就是STM32定时器编码器模式与TB6612的使用，非常简单，这里给出STM32F103的范例程序。

我的资源分配方案如下：
编码器1–PA0、PA1 TIM5 右
编码器2–PB6、PB7 TIM4 左
PWMA：B0
PWMB： B1
AIN1：PB12
AIN2：PB13
BIN1：PB14
BIN2：PB15

hal_encoder.c

//**********************编码器时钟初始化*********************
void Encoder_Count_RCC(void)
{
   
  RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA,ENABLE);
  RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB,ENABLE);
	RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM4,ENABLE);
	RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM5,ENABLE);
}
//**********************编码器引脚初始化*********************
void Encoder_Count_GPIO(void)
{
   
	GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;
	//**********TIM4,B6,B7****************
	GPIO_InitStruct.GPIO_Mode=GPIO_Mode_IPU;
	GPIO_InitStruct.GPIO_Pin=GPIO_Pin_6|GPIO_Pin_7;
	GPIO_InitStruct.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz;
	GPIO_Init(GPIOB,&GPIO_InitStruct);
	//**********TIM5,A0,A1****************
	GPIO_InitStruct.GPIO_Mode=GPIO_Mode_IPU;
	GPIO_InitStruct.GPIO_Pin=GPIO_Pin_0|GPIO_Pin_1;
	GPIO_InitStruct.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz;
	GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStruct);

}
//**********************编码器功能初始化*********************
void Encoder_Count_Configuration(void)
{
   
	TIM_ICInitTypeDef TIM_ICInitStruct;
	TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseInitStruct;
	//**********TIM4,B6,B7***********************************

	TIM_TimeBaseInitStruct.TIM_ClockDivision=TIM_CKD_DIV1;
	TIM_TimeBaseInitStruct.TIM_Period=65535;    //65536-1
	TIM_TimeBaseInitStruct.TIM_Prescaler=0;     //1-1
	TIM_TimeBaseInitStruct.TIM_RepetitionCounter=0;
	TIM_TimeBaseInit(TIM4,&TIM_TimeBaseInitStruct);	
	
	TIM_ICStructInit(&TIM_ICInitStruct);
	TIM_ICInitStruct.TIM_Channel=TIM_Channel_1;
	TIM_ICInitStruct.TIM_ICFilter=0xF;
	TIM_ICInitStruct.TIM_ICPolarity=TIM_ICPolarity_Rising;
	TIM_ICInit(TIM4, &TIM_ICInitStruct);
	TIM_ICInitStruct.TIM_Channel=TIM_Channel_2;
	TIM_ICInitStruct.TIM_ICFilter=0xF;
	TIM_ICInitStruct.TIM_ICPolarity=TIM_ICPolarity_Rising;
	TIM_ICInit(TIM4, &TIM_ICInitStruct);	
	TIM_EncoderInterfaceConfig(TIM4,TIM_EncoderMode_TI12,TIM_ICPolarity_Falling,TIM_ICPolarity_Rising);
	TIM_Cmd(TIM4,ENABLE);  
	//**********TIM5,A0,A1***********************************
	TIM_TimeBaseInitStruct.TIM_ClockDivision=TIM_CKD_DIV1;
	TIM_TimeBaseInitStruct.TIM_Period=65535;    //65536-1
	TIM_TimeBaseInitStruct.TIM_Prescaler=0;     //1-1
	TIM_TimeBaseInitStruct.TIM_RepetitionCounter=0;
	TIM_TimeBaseInit(TIM5,&TIM_TimeBaseInitStruct);	
	
	TIM_ICStructInit(&TIM_ICInitStruct);
	TIM_ICInitStruct.TIM_Channel=TIM_Channel_1;
	TIM_ICInitStruct.TIM_ICFilter=0xF;
	TIM_ICInitStruct.TIM_ICPolarity=TIM_ICPolarity_Rising;
	TIM_ICInit(TIM5, &TIM_ICInitStruct);
	TIM_ICInitStruct.TIM_Channel=TIM_Channel_2;
	TIM_ICInitStruct.TIM_ICFilter=0xF;
	TIM_ICInitStruct.TIM_ICPolarity=TIM_ICPolarity_Rising;
	TIM_ICInit(TIM5, &TIM_ICInitStruct);	
	TIM_EncoderInterfaceConfig(TIM5,TIM_EncoderMode_TI12,TIM_ICPolarity_Falling,TIM_ICPolarity_Rising);

	TIM_Cmd(TIM5,ENABLE);  
}
//**********************编码器初始化*********************
void Encoder_Count_Init(void)
{
   
  Encoder_Count_RCC();
	Encoder_Count_GPIO();
	Encoder_Count_Configuration();
}
//******************编码器数据读取********************************
int Encoder_Value(TIM_TypeDef* TIMx)
{
    
	int channal_val=0;
	
	channal_val = TIMx ->CNT;
	if(channal_val>>15)
	{
   			
		channal_val =  (channal_val&0x7FFF)-32767;
	}	
  return channal_val;
}
//****************编码器清零*************************************
void Encoder_Count_Clear(TIM_TypeDef* TIMx)
{
   
  TIMx ->CNT = 0;
}

hal_encoder.h

#ifndef _HAL_ENCODER_H
#define _HAL_ENCODER_H

#include "stm32f10x.h"
//**************************************************
void Encoder_Count_RCC(void);
void Encoder_Count_GPIO(void);
void Encoder_Count_Configuration(void);
void Encoder_Count_Init(void);
int Encoder_Value(TIM_TypeDef* TIMx);
void Encoder_Count_Clear(TIM_TypeDef* TIMx);

#endif

hal_pwm.c

/***
配置PWM通道 产生PWM 一个tb6612可以同时驱动两路电机
***/

//**********************配置系统时钟*********************************
void PWM_RCC(void)
{
    
	//使能GPIO外设(PWM引脚B0 B1 B4 B5 时钟配置)和AFIO复用功能模块时钟  B4 B5是JTDO下载引脚
	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB  | RCC_APB2Periph_AFIO, ENABLE);
	
	RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM3, ENABLE);     //打开time3的中断时钟
	GPIO_PinRemapConfig(GPIO_Remap_SWJ_JTAGDisable, ENABLE);
  
	GPIO_PinRemapConfig(GPIO_PartialRemap_TIM3, ENABLE); //Timer3部分重映射  TIM3_CH2->PB5   
}
//**********************配置GPIO管脚****************B0 B1 //B4 B5//***************
void PWM_GPIO(void)
{
   
  GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
	//PWM管脚PWM1配置
	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;
	GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);
	
	//PWM管脚PWM2配置
	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_1;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;
	GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);
	
		driver_pin_init();

}
//**********************时钟中断配置函数*********************************
void PWM_TIM3_Configuration(void)
{
    
  TIM_OCInitTypeDef  TIM_OCInitStructure;                      //定义结构体变量
  TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseStructure;  
	//GPIO_PinRemapConfig(GPIO_PartialRemap_TIM3,DISABLE);         //关闭映射功能   
  TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period=100;                       //计数100,PWM频率10KHz  
  TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler=72;                       //不分频
  TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision=0;                   //不滤波
  TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode=TIM_CounterMode_Up;    //向上计数模式
  TIM_TimeBaseInit(TIM3,&TIM_TimeBaseStructure);               //初始化
	TIM_Cmd(TIM3,ENABLE);                                        //打开定时器外设
//***配置PWM1**********	
//  TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM1;            //PWM模式1
//  TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState=TIM_OutputState_Enable;  //打开PWM使能
//  TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_Low;     //输出极性
//	TIM_OC1Init(TIM3, & TIM_OCInitStructure); 	                 //初始化  使用通道1
//	TIM_OC1PreloadConfig(TIM3,TIM_OCPreload_Enable);             //打开PWM中断使能，否则只能执行一次
	
	//***配置PWM2**********	
//  TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM1;            //PWM模式1
//  TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState=TIM_OutputState_Enable;  //打开PWM使能
//  TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_Low;     //输出极性
//	TIM_OC2Init(TIM3, & TIM_OCInitStructure); 	                 //初始化  使用通道2
//	TIM_OC2PreloadConfig(TIM3,TIM_OCPreload_Enable);             //打开PWM中断使能，否则只能执行一次
//	
	//***配置PWM3**********	
  TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM1;            //PWM模式1
  TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState=TIM_OutputState_Enable;  //打开PWM使能
  TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_High;     //输出极性
	TIM_OC3Init(TIM3, & TIM_OCInitStructure); 	                 //初始化  使用通道3
	TIM_OC3PreloadConfig(TIM3,TIM_OCPreload_Enable);             //打开PWM中断使能，否则只能执行一次
//	
//	//***配置PWM4**********	
  TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM1;            //PWM模式1
  TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState=TIM_OutputState_Enable;  //打开PWM使能
  TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_High;     //输出极性
	TIM_OC4Init(TIM3, & TIM_OCInitStructure); 	                 //初始化  使用通道4
	TIM_OC4PreloadConfig(TIM3,TIM_OCPreload_Enable);             //打开PWM中断使能，否则只能执行一次

}
//**************************配置优先级***********************************
void TIM3_NVIC_Configuration(void)
{
   
  NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;                        //为结构体定义结构体变量
  NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);             //对优先级进行分组
  NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel =TIM3_IRQn;              
	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0;   //抢占优先级为1
	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0;          //响应优先级为0         
  NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;             //使能
  NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);                             //初始化
}
//**********************PWM初始化函数*********************************
void PWM_Init(void)
{
   
  PWM_RCC();                  //PWM时钟配置   
  PWM_GPIO();                 //PWM管脚配置
  PWM_TIM3_Configuration();   //占空比时钟控制 
	TIM3_NVIC_Configuration();  //优先级配置
	
	TIM_SetCompare3(TIM3,0);    //防止上电就乱动  PB0
	TIM_SetCompare4(TIM3,0);    //防止上电就乱动  PB1
	NEncoder.left_motor_dir = 1;
	NEncoder.right_motor_dir = 1;

}
/***驱动引脚配置 PB12 13 14 15***/
void driver_pin_init(void)
{
   
	GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;	
	RCC_APB2PeriphClockCmd( RCC_APB2Periph_GPIOB,ENABLE); 						 
	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = AIN1_PIN | AIN2_PIN | BIN1_PIN | BIN2_PIN; 
	GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP; 
	GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);
	L_MOTOR_GO;	
	R_MOTOR_GO;
}

hal_pwm.h

#ifndef _HAL_PWM_H
#define _HAL_PWM_H
#include "stm32f10x.h"

#define AIN1_PIN GPIO_Pin_12
#define AIN2_PIN GPIO_Pin_13
#define BIN1_PIN GPIO_Pin_14
#define BIN2_PIN GPIO_Pin_15
//电机初始化相关函数
void PWM_RCC(void);                  //时钟配置   
void PWM_GPIO(void);                 //管脚配置
void PWM_TIM3_Configuration(void);   //占空比时钟控制
void TIM3_NVIC_Configuration(void);  //优先级
void PWM_Init(void);                 //初始化 
void driver_pin_init(void);

#endif

原文地址:https://blog.csdn.net/weixin_62261692/article/details/135879039 本文来自互联网用户投稿，该文观点仅代表作者本人，不代表本站立场。本站仅提供信息存储空间服务，不拥有所有权，不承担相关法律责任。如若转载，请注明出处：https://www.suanlizi.com/kf/1751517473070518272.html 如若内容造成侵权/违法违规/事实不符，请联系《酸梨子》网邮箱：1419361763@qq.com进行投诉反馈，一经查实，立即删除！

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