[STM32F1] 步进电机编码器适配的分享（步进电机闭环准备）

/**



  * 函数功能: 驱动器定时器初始化



  * 输入参数: 无



  * 返 回 值: 无



  * 说    明: 无



  */



void STEPMOTOR_TIMx_Init(void)



{



  TIM_ClockConfigTypeDef sClockSourceConfig;             // 定时器时钟



  TIM_MasterConfigTypeDef sMasterConfig;                 // 定时器主模式配置



  TIM_BreakDeadTimeConfigTypeDef sBreakDeadTimeConfig;   // 刹车和死区时间配置



  TIM_OC_InitTypeDef sConfigOC;                          // 定时器通道比较输出



  



  /* 定时器基本环境配置 */



  htimx_STEPMOTOR.Instance = STEPMOTOR_TIMx;                                 // 定时器编号



  htimx_STEPMOTOR.Init.Prescaler = STEPMOTOR_TIM_PRESCALER;                  // 定时器预分频器



  htimx_STEPMOTOR.Init.CounterMode = TIM_COUNTERMODE_UP;                     // 计数方向：向上计数



  htimx_STEPMOTOR.Init.Period = STEPMOTOR_TIM_PERIOD;                        // 定时器周期



  htimx_STEPMOTOR.Init.ClockDivision=TIM_CLOCKDIVISION_DIV1;                 // 时钟分频



  htimx_STEPMOTOR.Init.RepetitionCounter = STEPMOTOR_TIM_REPETITIONCOUNTER;  // 重复计数器



  HAL_TIM_Base_Init(&htimx_STEPMOTOR);







  /* 定时器时钟源配置 */



  sClockSourceConfig.ClockSource = TIM_CLOCKSOURCE_INTERNAL;                 // 使用内部时钟源



  HAL_TIM_ConfigClockSource(&htimx_STEPMOTOR, &sClockSourceConfig);







  /* 初始化定时器比较输出环境 */



  HAL_TIM_OC_Init(&htimx_STEPMOTOR);



  



  /* 定时器主输出模式 */



  sMasterConfig.MasterOutputTrigger = TIM_TRGO_RESET;



  sMasterConfig.MasterSlaveMode = TIM_MASTERSLAVEMODE_DISABLE;



  HAL_TIMEx_MasterConfigSynchronization(&htimx_STEPMOTOR, &sMasterConfig);



  



  /* 刹车和死区时间配置 */



  sBreakDeadTimeConfig.OffStateRunMode = TIM_OSSR_DISABLE;



  sBreakDeadTimeConfig.OffStateIDLEMode = TIM_OSSI_DISABLE;



  sBreakDeadTimeConfig.LockLevel = TIM_LOCKLEVEL_OFF;



  sBreakDeadTimeConfig.DeadTime = 0;



  sBreakDeadTimeConfig.BreakState = TIM_BREAK_DISABLE;



  sBreakDeadTimeConfig.BreakPolarity = TIM_BREAKPOLARITY_HIGH;



  sBreakDeadTimeConfig.AutomaticOutput = TIM_AUTOMATICOUTPUT_DISABLE;



  HAL_TIMEx_ConfigBreakDeadTime(&htimx_STEPMOTOR, &sBreakDeadTimeConfig);







  /* 定时器比较输出配置 */



  sConfigOC.OCMode = TIM_OCMODE_TOGGLE;                // 比较输出模式：反转输出



  sConfigOC.Pulse = Toggle_Pulse;                      // 脉冲数



  sConfigOC.OCPolarity = TIM_OCPOLARITY_HIGH;          // 输出极性



  sConfigOC.OCNPolarity = TIM_OCNPOLARITY_LOW;         // 互补通道输出极性



  sConfigOC.OCFastMode = TIM_OCFAST_DISABLE;           // 快速模式



  sConfigOC.OCIdleState = TIM_OCIDLESTATE_RESET;       // 空闲电平



  sConfigOC.OCNIdleState = TIM_OCNIDLESTATE_RESET;     // 互补通道空闲电平



  HAL_TIM_OC_ConfigChannel(&htimx_STEPMOTOR, &sConfigOC, STEPMOTOR_TIM_CHANNEL_x);







  /* STEPMOTOR相关GPIO初始化配置 */



  STEPMOTOR_GPIO_Init();



  



  /* 配置定时器中断优先级并使能 */



  HAL_NVIC_SetPriority(STEPMOTOR_TIMx_IRQn, 0, 0);



  HAL_NVIC_EnableIRQ(STEPMOTOR_TIMx_IRQn);







}









/**



  * 函数功能: 步进电机运动控制



  * 输入参数: Dir:步进电机运动方向 0:反转 1正转



  *           Speed:步进电机速度  



  * 返 回 值: void



  * 说    明: 无



  */



void STEPMOTOR_Motion_Ctrl(uint8_t Dir , uint16_t Speed)



{



  uint16_t Step_Delay;  //步进延时







  if(Speed == 0)



    STEPMOTOR_OUTPUT_DISABLE();



  else



  {



    if(Dir==CCW)



    {



      STEPMOTOR_DIR_REVERSAL();



    }



    else STEPMOTOR_DIR_FORWARD();//方向控制



    



    //步进电机在丝杠上的单步距离



    //x = (MPR*α)/2π;  MPR:单圈距离 α:步距角



    //单步距离的周期



    //T = C/Ft;  C:定时器计数周期 Ft:定时器频率



    //∴ V = x/T =(MPR*α*Ft)/(2π*C);



    //得 C = (MPR*α*Ft)/(2π*V);



    //其中 α = (2π)/spr;     spr:步进电机旋转一圈需要的脉冲数



    //∴ C= (MPR*Ft)/(spr*V);



    //Step_Delay = C/2; 步进电机脉宽



    Step_Delay = (uint16_t)((MPR_FREQ_SPR_X_10/Speed)>>1);



    



    STEPMOTOR_OUTPUT_ENABLE();



    Toggle_Pulse = Step_Delay;



  }



}



 

/**



  * 函数功能: 基本定时器硬件初始化配置



  * 输入参数: htim_base：基本定时器句柄类型指针



  * 返 回 值: 无



  * 说    明: 该函数被HAL库内部调用



  */



void HAL_TIM_Encoder_MspInit(TIM_HandleTypeDef* htim_base)



{



  GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;



  if(htim_base->Instance==ENCODER_TIMx)



  {



    /* 基本定时器外设时钟使能 */



    ENCODER_TIM_RCC_CLK_ENABLE();



    ENCODER_TIM_GPIO_CLK_ENABLE();







    /* 定时器通道1功能引脚IO初始化 */



    GPIO_InitStruct.Pin = ENCODER_TIM_CH1_PIN;



    GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_AF_PP;



    GPIO_InitStruct.Pull=GPIO_PULLUP;



    GPIO_InitStruct.Alternate = GPIO_CH1_AFx_TIMx;



    HAL_GPIO_Init(ENCODER_TIM_CH1_GPIO, &GPIO_InitStruct);



    



    /* 定时器通道2功能引脚IO初始化 */



    GPIO_InitStruct.Pin = ENCODER_TIM_CH2_PIN;



    GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_AF_PP;



    GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_PULLUP;



    GPIO_InitStruct.Alternate = GPIO_CH2_AFx_TIMx;



    HAL_GPIO_Init(ENCODER_TIM_CH2_GPIO, &GPIO_InitStruct);



  }



}



      // 采样和控制周期为20ms



    if(Time_Flag & SAMPLING)



    {



      // 获得编码器的脉冲值



      CaptureNumber = OverflowCount*65535 + __HAL_TIM_GET_COUNTER(&htimx_Encoder);







      // M法 测速度 M法是测量单位时间内的脉数，然后换算成频率，这里不算频率



      MSF = CaptureNumber  - Last_CaptureNumber;



      Last_CaptureNumber = CaptureNumber;



      // 对速度进行累计,得到1s内的脉冲数



      MSF = abs(MSF);



      SUM_Pulse += MSF;



      MMPS = MSF*SPEED_CONSTANT;// 由脉冲数转换为 mm/s, MMPS = (MSF*(TXDCYCLE/SAMPLING_PERIOD))/PSPM;







      if(Speed >= MAX_SPEED)    // 限制最大速度



        Speed = MAX_SPEED;



      if(Speed <= MIN_SPEED)



        Speed = MIN_SPEED;



    



      STEPMOTOR_Motion_Ctrl(CW,Speed);



      Time_Flag &= ~SAMPLING; 



    }



//    数据发送周期为1s



    if(Time_Flag & TXD)



    {





      //printf("OverflowCount:%d \n",OverflowCount);







      sprintf((char *)aTxBuffer,"捕获值: %d -- 速度: %.2f mm/s\n",CaptureNumber,(float)MMPS);



      sprintf((char *)aTxBuffer+strlen((const char*)aTxBuffer),"1s内编码器计数值: %5d \n",SUM_Pulse);



      HAL_USART_Transmit_DMA(&husartx,aTxBuffer,strlen((const char*)aTxBuffer));



      SUM_Pulse = 0;



      Time_Flag &= ~TXD;



    }