• 二轮平衡小车1：舵机与电机的基本控制

    今日开始使用STM32F103 C8T6尝试做一个二轮平衡小车，从电机舵机控制开始，小车也是在三个小时的自主设计下框架结构与引脚安排都做好了。

    本文主要贴代码，之前的文章都有原理，代码中相应初始化驱动部分也有注释~~

    文章提供源码，解释以及工程下载，测试效果视频。

    目录

    电机与舵机控制基础原理：

    初始化TIM1为通用定时器：

    初始化定时器TIM2为PWM输出控制电机：

    TB6612电机正反转控制引脚的初始化：

    编写函数封装电机控制：

    初始化定时器TIM4为舵机控制：

    如此以后我们将这些动作加入主函数

    测试效果：

    测试工程下载：

    电机与舵机控制基础原理：

    原理方面其余文章都有讲到：

    使用模块分别为：TB6612带稳压模块、MG996R舵机、JGB-520电机 。

    STM32 F103C8T6学习笔记5：定时器输出不同占空比PWM驱动舵机旋转角度_NULL指向我的博客-CSDN博客

    【MSP432电机驱动学习—上篇】TB6612带稳压电机驱动模块、MG310电机、霍尔编码器_tb6612fng电机驱动模块_NULL指向我的博客-CSDN博客

    初始化TIM1为通用定时器：

    这里我选择了TIM1为通用定时器，因为它与定时器TIM2、3、4不同，

    1、它是高级定时器，拥有带死区控制，但我们不需要，

    2、它的部分初始化内容也与TIM2、3、4不同，因此这里初始化一下TIM1,巩固一下，

    3、它占用的引脚有俩个是串口1的PA9\PA10，为了使得串口1能正常使用，因此不使用TIM1的通道，来控制舵机电机了

    直接贴代码，这里初始化TIM1为通用定时器，都是周期1ms：

    1. void TIM1_init(void)
    2. {
    3. 	  // 定时器初始化结构体定义
    4. 	  TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseStructure;   
    5.     // 定时器中断向量配置
    6.     NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;    
    7. 	
    8.     // 使能定时器1时钟
    9.     RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_TIM1, ENABLE);    
    10.     // 定时器时钟分频系数设置为72-1
    11.     TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler = 72 - 1;    
    12.     // 定时器重载值设置为1000-1，即定时器溢出时间为1ms
    13.     TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = 1000 - 1;    
    14.     // 定时器计数模式设置为向上计数
    15.     TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;    
    16.     // 定时器时钟分频因子设置为1
    17.     TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision =TIM_CKD_DIV1;  
    18. 	  //高级计数器需要，不需要用到的直接给0就好
    19. 	  TIM_TimeBaseStructure.TIM_RepetitionCounter = 0;
    20.   
    21.     // 应用定时器初始化配置
    22.     TIM_TimeBaseInit(TIM1, &TIM_TimeBaseStructure);    
    23.     // 清除定时器中断标志位
    24.     TIM_ClearFlag(TIM1, TIM_FLAG_Update);   
    25.     // 使能定时器中断
    26.     TIM_ITConfig(TIM1, TIM_IT_Update, ENABLE);    
    27.  
    28.     // 中断优先级设置为最低
    29.     NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 3;
    30.    
    31.     // 中断子优先级设置为最低
    32.     NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 3;    
    33.     // 使能中断
    34.     NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;  
    35.     // 应用中断配置
    36.     NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = TIM1_UP_IRQn;
    37.     NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);
    38.     // 启动定时器1
    39.     TIM_Cmd(TIM1, ENABLE);
    40. }
    41.

     中断服务函数：

    1. //通用定时器 定时器1 中断服务函数
    2. void TIM1_UP_IRQHandler(void)
    3. {
    4. 	if (TIM_GetITStatus(TIM1, TIM_IT_Update) == SET)
    5. 	{	
    6. //		if(++t==1000)		
    7. //		{
    8. //			T++;t=0;
    9. //			printf("%d\r\n",T);
    10. //		}
    11. 		TIM_ClearITPendingBit(TIM1, TIM_IT_Update);//清出中断寄存器标志位，用于退出中断
    12. 	}
    13. }

    初始化定时器TIM2为PWM输出控制电机：

    1. TIM2_init();              //定时器2初始化为电机PWM （频率 18K HZ，重载值 1000）
    2.  
    3. void TIM2_init(void)
    4. {
    5.   TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseInitStructure;//定义初始化参数结构体
    6. 	TIM_OCInitTypeDef TIM_OCInitStructure;//结构体变量需要赋值
    7. 	GPIO_InitTypeDef GPIO_Initstructure;  //引脚结构体
    8. 	
    9.   RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM2,ENABLE);//开启TIM2的时钟
    10. 	TIM_InternalClockConfig(TIM2);//开启定时器2的时钟源作为内部时钟源
    11. 	
    12. 	TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_ClockDivision=TIM_CKD_DIV1; //设置时钟分割:TDTS = Tck_tim，这里是不分频
    13. 	TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_CounterMode=TIM_CounterMode_Up;//TIM向上计数模式
    14. 	TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Period=1000- 1;       //ARR
    15. 	TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Prescaler=4 - 1;      //PSC
    16. 	TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_RepetitionCounter=0;;//定时器的倍率，如果定时1秒，参数是1，那就是1+1=2倍
    17. 	TIM_TimeBaseInit(TIM2,&TIM_TimeBaseInitStructure); //根据TIM_TimeBaseInitStruct中指定的参数初始化TIMx的时间基数单位
    18. 	
    19. 	//	TIM_ClearFlag(TIM2,TIM_FLAG_Update);//中断清除
    20. 	TIM_ITConfig(TIM2,TIM_IT_Update,ENABLE);//开启中断
    21. 	
    22. 	TIM_OCStructInit(&TIM_OCInitStructure);//结构体赋初始值的函数
    23. 	TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode=TIM_OCMode_PWM1;//输出比较模式
    24.  
    25. 	TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity=TIM_OCPolarity_High;//输出比较的极性
    26. 	TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState=TIM_OutputState_Enable;//输出比较的使能
    27.  
    28. 	TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse =0;//设置CCR的
    29.  
    30. 	TIM_OC1Init(TIM2,&TIM_OCInitStructure);//初始化TIM2_CH1
    31. 	TIM_OC1PreloadConfig(TIM2, TIM_OCPreload_Enable);//使能预装载寄存器
    32. 	
    33. 	TIM_OC2Init(TIM2,&TIM_OCInitStructure);//初始化TIM2_CH2
    34. 	TIM_OC2PreloadConfig(TIM2, TIM_OCPreload_Enable);//使能预装载寄存器
    35. 	
    36. 	//	用结构体初始化输出比较单元，不同函数不同的GPIO（A0）
    37. 	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA,ENABLE);
    38. 	//这里的注释部分是展示开启定时器相应通道管脚的重映射
    39. 	//RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_AFIO,ENABLE);//开启AFIO的时钟
    40. 	//GPIO_PinRemapConfig(GPIO_PartialRemap1_TIM2,ENABLE);//部分重映射
    41. 	//GPIO_PinRemapConfig(GPIO_Remap_SWJ_JTAGDisable,ENABLE);//关闭调试端口的复用
    42. 	
    43. 	
    44. 	GPIO_Initstructure.GPIO_Mode= GPIO_Mode_AF_PP;//复用推挽输出
    45. 	GPIO_Initstructure.GPIO_Pin= GPIO_Pin_0;
    46. 	GPIO_Initstructure.GPIO_Speed= GPIO_Speed_50MHz;
    47. 	GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_Initstructure);
    48. 	
    49. 	GPIO_Initstructure.GPIO_Mode= GPIO_Mode_AF_PP;//复用推挽输出
    50. 	GPIO_Initstructure.GPIO_Pin= GPIO_Pin_1;
    51. 	GPIO_Initstructure.GPIO_Speed= GPIO_Speed_50MHz;
    52. 	GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_Initstructure);
    53. 	
    54. 	//	GPIO_SetBits(GPIOA,GPIO_Pin_0);
    55. 	TIM_Cmd(TIM2,ENABLE);
    56.  
    57. 	
    58. }
    59.  
    60.  
    61. //void PWM_SetCompare1(uint16_t Compare1)
    62. //{
    63. //	TIM_SetCompare1(TIM2,Compare1);//TIM2通道1,改变比较值CCRx，达到不同的占空比效果
    64. //}

    TB6612电机正反转控制引脚的初始化：

    控制速度的PWM在上面已经初始化了，现在还需要初始化启用几个类似于点灯的，可以输出1和0逻辑的几个引脚，用于控制电机正反转：

    1. //电机正反转控制引脚初始化：
    2. void TB6612_init(void)
    3. {
    4. 	//初始化BIN2 (PB9) 和 BIN1 (PB10)
    5. 	
    6. 		/*定义一个GPIO_InitTypeDef类型的结构体*/
    7. 		GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure0;	
    8. 		/*开启LED相关的GPIO外设时钟*/
    9. 		RCC_APB2PeriphClockCmd( RCC_APB2Periph_GPIOB,ENABLE);
    10. 		/*选择要控制的GPIO引脚*/
    11. 		GPIO_InitStructure0.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9;	
    12. 		/*设置引脚模式为通用推挽输出*/
    13. 		GPIO_InitStructure0.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;   
    14. 		/*设置引脚速率为50MHz */   
    15. 		GPIO_InitStructure0.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; 
    16. 		/*调用库函数，初始化GPIO*/
    17. 		GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure0);		
    18. 		
    19. 		/*开启LED相关的GPIO外设时钟*/
    20. 		RCC_APB2PeriphClockCmd( RCC_APB2Periph_GPIOB,ENABLE);
    21. 		/*选择要控制的GPIO引脚*/
    22. 		GPIO_InitStructure0.GPIO_Pin = GPIO_Pin_10;	
    23. 		/*设置引脚模式为通用推挽输出*/
    24. 		GPIO_InitStructure0.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;   
    25. 		/*设置引脚速率为50MHz */   
    26. 		GPIO_InitStructure0.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; 
    27. 		/*调用库函数，初始化GPIO*/
    28. 		GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure0);			
    29. 		
    30. 		
    31. 	//初始化AIN2 (PA8) 和 AIN1 (PA11)		
    32. 		/*开启LED相关的GPIO外设时钟*/
    33. 		RCC_APB2PeriphClockCmd( RCC_APB2Periph_GPIOA,ENABLE);	
    34. 		/*选择要控制的GPIO引脚*/
    35. 		GPIO_InitStructure0.GPIO_Pin = GPIO_Pin_8;	
    36. 		/*设置引脚模式为通用推挽输出*/
    37. 		GPIO_InitStructure0.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;   
    38. 		/*设置引脚速率为50MHz */   
    39. 		GPIO_InitStructure0.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; 
    40. 		/*调用库函数，初始化GPIO*/
    41. 		GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure0);			
    42. 		
    43. 		/*开启LED相关的GPIO外设时钟*/
    44. 		RCC_APB2PeriphClockCmd( RCC_APB2Periph_GPIOA,ENABLE);	
    45. 		/*选择要控制的GPIO引脚*/
    46. 		GPIO_InitStructure0.GPIO_Pin = GPIO_Pin_4;	
    47. 		/*设置引脚模式为通用推挽输出*/
    48. 		GPIO_InitStructure0.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;   
    49. 		/*设置引脚速率为50MHz */   
    50. 		GPIO_InitStructure0.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; 
    51. 		/*调用库函数，初始化GPIO*/
    52. 		GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure0);			
    53. 		
    54. 		//初始化完先都置0，不转
    55. 		GPIO_ResetBits(GPIOA,GPIO_Pin_8);  //AIN1
    56. 		GPIO_ResetBits(GPIOA,GPIO_Pin_4); //AIN2
    57. 		GPIO_ResetBits(GPIOB,GPIO_Pin_10); //BIN1 
    58. 		GPIO_ResetBits(GPIOB,GPIO_Pin_9);	 //BIN2	 
    59. }

    编写函数封装电机控制：

    1. //设置轮子速度，方向
    2. //PWMA PWMB分别设置 左PWMA 右PWMB 电机 
    3. void set_wheels(uint16_t PWMA,uint16_t PWMB,uint16_t DIRA,uint16_t DIRB)
    4. {
    5. 	TIM_SetCompare1(TIM2,PWMB);//TIM2通道1,改变比较值CCRx，达到不同的占空比效果
    6. 	TIM_SetCompare2(TIM2,PWMA);//TIM2通道1,改变比较值CCRx，达到不同的占空比效果
    7. 	if(DIRA==0)  //反转
    8. 	{
    9. 		GPIO_SetBits(GPIOA,GPIO_Pin_8);  //AIN1
    10. 		GPIO_ResetBits(GPIOA,GPIO_Pin_4);//AIN2
    11. 	}
    12. 	else if(DIRA==1)  //正转
    13. 	{
    14. 		GPIO_SetBits(GPIOA,GPIO_Pin_4);  //AIN1
    15. 		GPIO_ResetBits(GPIOA,GPIO_Pin_8);//AIN2		
    16. 	}
    17. 	
    18. 	if(DIRB==0)  //反转
    19. 	{
    20. 	  GPIO_SetBits(GPIOB,GPIO_Pin_10); //BIN1 
    21. 		GPIO_ResetBits(GPIOB,GPIO_Pin_9);//BIN2	 
    22. 	}
    23. 	else if(DIRB==1)  //正转
    24. 	{
    25. 	  GPIO_SetBits(GPIOB,GPIO_Pin_9);   //BIN1 
    26. 		GPIO_ResetBits(GPIOB,GPIO_Pin_10);//BIN2	 		
    27. 	}
    28. }
    29.

    初始化定时器TIM4为舵机控制：

    1. void TIM4_init(void)
    2. {
    3. 	GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
    4. 	TIM_TimeBaseInitTypeDef  TIM_TimeBaseStructure;
    5. 	TIM_OCInitTypeDef  TIM_OCInitStructure;	
    6. 	
    7. //   //开时钟	
    8. 	RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM4, ENABLE);	
    9.  	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB, ENABLE);   
    10. 	
    11. //  //PWM输出管脚配置 
    12. 	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_8; 
    13. 	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP; 
    14. 	GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
    15. 	GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);	
    16. 	
    17. 	TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = 3000; 
    18. 	TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler =71; 
    19. 	TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = 0; 
    20. 	TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;  
    21. 	TIM_TimeBaseInit(TIM4, &TIM_TimeBaseStructure); 	
    22. 	
    23. //	//PWM模式配置
    24. 	TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode=TIM_OCMode_PWM1;
    25. 	TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity=TIM_OCPolarity_High;
    26. 	TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState=TIM_OutputState_Enable;
    27. 	
    28. 	TIM_OC3Init(TIM4,&TIM_OCInitStructure); 
    29. 	TIM_OC3PreloadConfig(TIM4,TIM_OCPreload_Enable); 
    30. 	
    31. 	TIM_Cmd(TIM4,ENABLE); 	
    32. 	
    33. //TIM_SetCompare3(TIM4,psc);	   //设置舵机占空比，控制舵机转动	
    34. }
    1. //	TIM_SetCompare3(TIM4,350); // 0度
    2. //	TIM_SetCompare3(TIM4,2600);  //180度
    3. //	TIM_SetCompare3(TIM4,1475);  //90度

    如此以后我们将这些动作加入主函数

    1.  
    2.  
    3. uint16_t T,t;
    4.  
    5. int main(void)
    6. {	
    7. 	init_ALL();     //初始化所有函数
    8. 	TIM_SetCompare3(TIM4,350); // 0度
    9. 	delay_ms(5000);
    10. 	set_wheels(555,555,1,1);
    11. 	delay_ms(1000);
    12. 	set_wheels(0,0,0,0);
    13. 	delay_ms(1000);
    14. 	set_wheels(555,555,0,0);
    15. 	delay_ms(1000);
    16. 	set_wheels(0,0,0,0);
    17. 	
    18.   while(1)
    19. 	{	
    20.  
    21. 	}
    22. }
    23.  
    24.  
    25. //初始化所有函数：
    26. void init_ALL(void)
    27. {
    28. 	SysTick_Init(72);         //初始化滴答计时器
    29. 	Usart1_Init(115200);      //串口1初始化
    30. //	i2c_GPIO_Config();	      //IIC初始化
    31. //	Usart2_Init(115200);      //串口2初始化
    32. //	Usart3_Init(115200);      //串口3初始化
    33. //	OLED_Init();              //初始化OLED屏幕
    34. //	OLED_Clear();             //清空屏幕数据
    35. //	RTC_init();               //初始化RTC实时时钟
    36. 	TIM1_init();              //定时器1初始化为通用定时器 （周期1ms）
    37. 	TIM2_init();              //定时器2初始化为电机PWM （频率 18K HZ，重载值 1000）
    38. 	TIM4_init();              //定时器4初始化为舵机PWM （频率333 hz ，重载值3000）
    39. 	TB6612_init();  	        //电机正反转控制引脚初始化：
    40. 	
    41. 	printf("HELLO");            //开机测试 串口1
    42.  
    43. //	TIM_SetCompare3(TIM4,350); // 0度
    44. //	TIM_SetCompare3(TIM4,2600);  //180度
    45. //	TIM_SetCompare3(TIM4,1475);  //90度	
    46. }

    测试效果：

    今日就做到这吧，明日在接着做下面的东西......

    二轮平衡小车：舵机与电机的基本控制与编码器信号捕获

    测试工程下载：

    https://download.csdn.net/download/qq_64257614/88286409?spm=1001.2014.3001.5503

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  • 原文地址：https://blog.csdn.net/qq_64257614/article/details/132625740