HAL库 PWM控制电机转速与编码器读取

只看该作者 · 2021-6-8 10:48

1、硬件准备

（1）所需硬件

芯片：STM32F103RCT6
驱动：电机驱动板或TB6612（电机驱动芯片）
电池：12V Libo电池
电机：带编码器电机
轮子：我用的是麦克纳姆轮
（2）硬件连接：

PA8 —— 电机驱动板PWM1
GND —— 电机驱动板PWM2
（这里若要反转则PWM1接地，PWM2接PA8；如果在小车中两者都需接PWM引脚，正转：PWM1给一定占空比，PWM2占空比为0）
PA9(USART1_RX) —— 接串口TX
PA10(USART1_TX) —— 接串口RX
PB6 —— 编码器A
PB7 —— 编码器B

只看该作者 · 2021-6-8 10:50

2、STM32CubeMX配置：

1.1 所用工具：

芯片：STM32F103RCT6
IDE：MDK-Keil软件
STM32F1xxHAL库
1.2 知识概括：

STM32CubeMX创建TIMx、USART例程
Keil软件程序编写
1.3 工程创建
1、芯片选择
芯片：STM32F103RCT6（根据自己的板子来进行选择）

只看该作者 · 2021-6-8 10:50

2、设置RCC
设置高速外部时钟HSE 选择外部时钟源

只看该作者 · 2021-6-8 10:51

3、LED1配置
我使用的板子LED1引脚为PD2，初始电平为高电平，目的是通过观察小灯的亮灭判断是否进入定时器中断

只看该作者 · 2021-6-8 10:52

4、USART1配置
异步收发，波特率默认：115200 Bit/s

只看该作者 · 2021-6-8 10:53

5、PWM配置
使用定时器1通道1和通道4（TIM1_CH1和TIM1_CH4），频率10KHz

只看该作者 · 2021-6-8 10:54

6、定时器中断配置
使用定时器2（TIM2），周期设为10ms，即10ms进一次定时器中断

打开更新定时器中断

只看该作者 · 2021-6-8 10:55

7、编码器配置
STM32自带编码器配置，使用定时器4（TIM4_CH1和TIM4_CH2），打开更新定时器中断

只看该作者 · 2021-6-8 10:56

8、中断优先级配置
因为编码器中断要发生在定时10ms中断内，故编码器中断的抢占优先级要大于定时10ms

只看该作者 · 2021-6-8 10:57

9、配置时钟
F1系列芯片系统时钟为72MHzs

只看该作者 · 2021-6-8 10:58

10、项目创建最后步骤

设置项目名称
选择所用IDE

只看该作者 · 2021-6-8 10:59

11、输出文件

②处：复制所用文件的.c和.h
③处：每个功能生产独立的.c和.h文件

只看该作者 · 2021-6-8 11:01

12、创建工程文件
点击GENERATE CODE 创建工程

13、配置下载工具
这里我们需要勾选上下载后直接运行，然后进行一次编译

只看该作者 · 2021-6-8 11:10

3、STM32源代码：

（1）下面的代码之前有用过hal库的小伙伴应该都很容易理解，小政就不过多解释，有不懂的地方欢迎在评论区下方提问。在main.c加上：

/* USER CODE BEGIN Includes */
#include "stdio.h"
#include "math.h"
/* USER CODE END Includes */

/* USER CODE BEGIN PV */
unsigned int MotorSpeed;  // 电机当前速度数值，从编码器中获取
int MotorOutput;    // 电机输出
/* USER CODE END PV */

/* USER CODE BEGIN 0 */
int fputc(int ch, FILE *p)
{
while(!(USART1->SR & (1<<7)));
USART1->DR = ch;

return ch;
}
/* USER CODE END 0 */

  /* USER CODE BEGIN 2 */
  HAL_TIM_PWM_Start(&htim1, TIM_CHANNEL_1);       // TIM1_CH1(pwm)
  HAL_TIM_Encoder_Start(&htim4, TIM_CHANNEL_1); // 开启编码器A
  HAL_TIM_Encoder_Start(&htim4, TIM_CHANNEL_2); // 开启编码器B
  HAL_TIM_Base_Start_IT(&htim2);             // 使能定时器2中断
  /* USER CODE END 2 */

/* USER CODE BEGIN 4 */
void HAL_TIM_PeriodElapsedCallback(TIM_HandleTypeDef *htim)
{
static unsigned char i = 0;
if (htim == (&htim2))
{
      //1.获取电机速度
      MotorSpeed = (short)(__HAL_TIM_GET_COUNTER(&htim4)/18);
      // TIM4计数器获得电机脉冲，该电机在10ms采样的脉冲/18则为实际转速的rpm
      __HAL_TIM_SET_COUNTER(&htim4,0);  // 计数器清零

      //2.将占空比导入至电机控制函数
      MotorOutput=3600; // 3600即为50%的占空比
      __HAL_TIM_SET_COMPARE(&htim1, TIM_CHANNEL_1, MotorOutput);
      MotorOutput=MotorOutput*100/7200;
      // 占空比（按最高100%计算，串口打印）
      i++;
      if(i>100)
      {
      // 通过观察小灯亮灭来判断是否正确进入定时器中断
      HAL_GPIO_TogglePin(GPIOD, GPIO_PIN_2);
      // 打印定时器4的计数值，short（-32768——32767）
      printf("Encoder = %d moto = %d \r\n",MotorSpeed,MotorOutput);
      i=0;
      }
}
}
/* USER CODE END 4 */

只看该作者 · 2021-6-8 11:11

[size=3font]（2）烧入STM32中，串口展示：

只看该作者 · 2021-6-8 11:12

[size=3font]（3）实物展示：