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STM32F103RCT6双轮PID闭环小车（L298N）_l298n电机驱动使用

作者：Cpp五条 | 2024-06-09 16:47:58

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l298n电机驱动使用

一、电机驱动L298N

        L298N是一个常用的双H桥电机驱动器模块，用于控制直流电机或步进电机的方向和速度。它适用于许多电机控制应用，如机器人、小车、舵机等。

       l298n的使用方法有好几种，我所使用的是最简单的一种，使用方法如下：

        输出A： 通道A输出 ，连接1电机的正负
        输出B: 通道B输出 ，连接2电机正反
        12V供电： 主电源正极输入
        供电GND: 主电源正负极极输入
        5V输出： 5v电压输出端，可用于给MCU单片机供电
        ENA: 通道A使能 （插上跳线帽）
        ENB: 通道B使能 （插上跳线帽）
        IN1~IN4: 逻辑输入IN1 ~ IN2控制通道A，逻辑输入IN3~IN4控制通道B（分别接入4路PWM）
        板载5V跳线帽： 接上后板载5V输出有效

详细的L298N的使用方法

二、MPU6050陀螺仪

      MPU6050是一款常用的六轴陀螺仪和加速度计传感器模块，广泛用于嵌入式系统、机器人、飞行器、运动控制等应用。它集成了三轴陀螺仪和三轴加速度计，能够提供精确的姿态和运动数据，通常称为六轴运动陀螺仪。

        陀螺仪的三个角度：

                Pitch:俯仰角（抬头低头）
                Roll:滚转角（翻身）
                Yaw：偏航角（转弯）

        MPU6050是使用IIC通信协议与单片机进行通信，以此来获取陀螺仪的角度和角加速度数据。

VCC:电源正
GND:地
SCL: I2C串行时 钟线/SPI串行时钟端口
SDA: I2C串行 数据线/SPI串行数据输入
XDA:连接其他I2C设备的主机数据口（不需要接单片机）
XCL:给I2C设备提供主时钟（不需要接单片机）
ADO:I2C器件地址选择位,地址管脚（不需要接单片机）
INT:中断引脚（接单片机的引脚组成外部中断或者不接使用其他中断）

  1. // MPU6050 IIC PB8 PB9
  2. //初始化
  3. void IIC_Init(void)
  4. {			
  5.  
  6.   GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
  7.   RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB, ENABLE); //使能PB端口时钟
  8.   GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_8|GPIO_Pin_9;	//端口配置
  9.   GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;      //推挽输出
  10.   GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;     //50M
  11.   GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);					      //根据设定参数初始化GPIOB 
  12. 	
  13. }
  14.  
  15.  
  16. //获取mpu6050角度值
  17. void Get_Angle(void)
  18. { 
  19. 			Read_DMP();                      //===读取加速度、角速度、倾角
  20. 			Angle_Balance=Pitch;             //===更新平衡倾角
  21. 	         Angle_Turn=Yaw;
  22. 			Gyro_Balance=gyro[1];            //===更新平衡角速度
  23. 		    Gyro_Turn=gyro[2];                 //更新转向角速度
  24. 	
  25. 	      Acceleration_Z=accel[2];         //===更新Z轴加速度计
  26. 	Gyro_Z=(I2C_ReadOneByte(devAddr,MPU6050_RA_GYRO_ZOUT_H)<<8)+I2C_ReadOneByte(devAddr,MPU6050_RA_GYRO_ZOUT_L);    //读取Z轴陀螺仪
  27. }

三、霍尔编码电机

        霍尔编码电机是一种具有霍尔传感器的电机，通常用于测量电机的转速和位置。霍尔传感器是一种用于检测磁场的传感器，可以用来测量电机转子的位置和速度。这种编码方式常用于电机控制和位置反馈系统中。

  1. 原理：霍尔编码电机通常集成了霍尔传感器，这些传感器可以检测电机的转子上的永磁磁极。通过检测磁场的变化，霍尔传感器可以确定电机转子的位置和速度。

  2. 位置反馈：霍尔编码电机提供了位置反馈，可以告诉你电机的当前位置。这对于需要精确控制电机的应用非常重要，如机器人、CNC机床和自动化系统。

  3. 速度反馈：除了位置反馈，霍尔编码电机还可以提供速度反馈。通过测量位置变化的速度，你可以获得电机的实时速度信息。

  4. 闭环控制：霍尔编码电机通常与闭环控制系统一起使用。闭环控制可以根据实际的位置和速度反馈调整电机的控制信号，以实现精确的位置和速度控制。

  5. 编码方式：霍尔编码电机通常使用不同的霍尔编码方式，如单通道霍尔编码、双通道霍尔编码和四通道霍尔编码。这些编码方式提供不同的精度和分辨率。

  6. 应用：霍尔编码电机广泛用于需要精确控制的应用，包括工业自动化、机器人、医疗设备、自动门、摄像机云台等

引脚说明：

1、M1电机动力线1 ( 12V)（接l298n的输出端）
2、GND编码器电源-
3、C1编码器A相（接单片机定时器捕获引脚）
4、C2编码器B相（接单片机定时器捕获引脚）
5、3V3编码器电源+ ( 5V）
6、M2电机动力线2 ( 12V )（接l298n的输出端）

 ①定时器捕获编码器脉冲：

  1. #include "encoder.h"
  2. #include "stm32f10x_gpio.h"
  3.  
  4.  //TIM3 CH1 PA6 
  5.  //TIM3 CH2 PA7
  6. void Encoder_Init_TIM3(void)  
  7. {
  8. 	TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseStructure;  
  9.   TIM_ICInitTypeDef TIM_ICInitStructure;  
  10.   GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
  11.   RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM3, ENABLE);//使能定时器4的时钟
  12.   RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);//使能PB端口时钟
  13. 	
  14.   GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_6|GPIO_Pin_7;	//端口配置
  15.   GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING; //浮空输入
  16.   GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);					      //根据设定参数初始化GPIOB
  17.   
  18.   TIM_TimeBaseStructInit(&TIM_TimeBaseStructure);
  19.   TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler = 0x00; // 预分频器 
  20.   TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = 65535; //设定计数器自动重装值
  21.   TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1;//选择时钟分频：不分频
  22.   TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;TIM向上计数  
  23.   TIM_TimeBaseInit(TIM3, &TIM_TimeBaseStructure);
  24.   TIM_EncoderInterfaceConfig(TIM3, TIM_EncoderMode_TI12, TIM_ICPolarity_Rising, TIM_ICPolarity_Rising);//使用编码器模式3
  25.   TIM_ICStructInit(&TIM_ICInitStructure);
  26.   TIM_ICInitStructure.TIM_ICFilter = 10;
  27.   TIM_ICInit(TIM3, &TIM_ICInitStructure);
  28.   TIM_ClearFlag(TIM3, TIM_FLAG_Update);//清除TIM的更新标志位
  29.   TIM_ITConfig(TIM3, TIM_IT_Update, ENABLE);
  30.   //Reset counter
  31.   TIM_SetCounter(TIM3,0);
  32.   TIM_Cmd(TIM3, ENABLE); 
  33. }
  34.  
  35.  //TIM4 CH1 PB6 
  36.  //TIM4 CH2 PB7
  37.  
  38. void Encoder_Init_TIM4(void)
  39. {
  40. 	TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseStructure;  
  41.   TIM_ICInitTypeDef TIM_ICInitStructure;  
  42.   GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
  43.   RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM4, ENABLE);//使能定时器4的时钟
  44.   RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB, ENABLE);//使能PB端口时钟
  45. 	
  46.   GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_6|GPIO_Pin_7;	//端口配置
  47.   GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING; //浮空输入
  48.   GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);					      //根据设定参数初始化GPIOB
  49.   
  50.   TIM_TimeBaseStructInit(&TIM_TimeBaseStructure);
  51.   TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler = 0x0; // 预分频器 
  52.   TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = 65535; //设定计数器自动重装值
  53.   TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1;//选择时钟分频：不分频
  54.   TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;TIM向上计数  
  55.   TIM_TimeBaseInit(TIM4, &TIM_TimeBaseStructure);
  56.   TIM_EncoderInterfaceConfig(TIM4, TIM_EncoderMode_TI12, TIM_ICPolarity_Rising, TIM_ICPolarity_Rising);//使用编码器模式3
  57.   TIM_ICStructInit(&TIM_ICInitStructure);
  58.   TIM_ICInitStructure.TIM_ICFilter = 10;
  59.   TIM_ICInit(TIM4, &TIM_ICInitStructure);
  60.   TIM_ClearFlag(TIM4, TIM_FLAG_Update);//清除TIM的更新标志位
  61.   TIM_ITConfig(TIM4, TIM_IT_Update, ENABLE);
  62.   //Reset counter
  63.   TIM_SetCounter(TIM4,0);
  64.   TIM_Cmd(TIM4, ENABLE); 
  65. }
  66.  
  67.  
  68.  
  69. int Read_Encoder(u8 TIMX)
  70. {
  71.     int Encoder_TIM;    
  72.    switch(TIMX)
  73. 	 {
  74. 	   case 3:  Encoder_TIM= (short)TIM3 -> CNT;  TIM3 -> CNT=0;break;
  75. 	   case 4:  Encoder_TIM= (short)TIM4 -> CNT;  TIM4 -> CNT=0;break;	
  76. 	   default: Encoder_TIM=0;
  77. 	 }
  78. 		return Encoder_TIM;
  79. }
  80.  
  81.  
  82.  
  83. void TIM4_IRQHandler(void)
  84. { 		    		  			    
  85. 	if(TIM4->SR&0X0001)//溢出中断
  86. 	{    				   				     	    	
  87. 	}				   
  88. 	TIM4->SR&=~(1<<0);//清除中断标志位 	    
  89. }
  90.  
  91.  
  92. void TIM3_IRQHandler(void)
  93. { 		    		  			    
  94. 	if(TIM3->SR&0X0001)//溢出中断
  95. 	{    				   				     	    	
  96. 	}				   
  97. 	TIM3->SR&=~(1<<0);//清除中断标志位 	    
  98. }
  99.  
  100.

②定时器PWM的产生（定时器TIM8是高级定时器，配置时需要注意）

  1. #include "motor.h"
  2. // TIM5 PA2 PA3
  3. // TIM8 PC6 PC7
  4.  
  5. void TIM5_PWM_Init(u16 arr,u16 psc){
  6.  
  7. 	GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
  8. 	TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseStructure;
  9. 	TIM_OCInitTypeDef TIM_OCInitStructure;
  10. 	
  11. 	RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM5, ENABLE);
  12.  	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA , ENABLE); 
  13. 	
  14. 	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_2|GPIO_Pin_3; //TIM5_CH3 //TIM_CH4
  15. 	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;  //复用推挽输出
  16. 	GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
  17. 	GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
  18. 	
  19. 	TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period=arr;
  20. 	TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler=psc;
  21. 	TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision=0;
  22. 	TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode=TIM_CounterMode_Up;
  23. 	
  24. 	TIM_TimeBaseInit(TIM5, &TIM_TimeBaseStructure);
  25. 	
  26. 	TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode=TIM_OCMode_PWM1;
  27. 	TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState=TIM_OutputState_Enable;
  28. 	TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse=0;
  29. 	TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity=TIM_OCPolarity_High;
  30. 	
  31. 	TIM_OC3Init(TIM5, &TIM_OCInitStructure);  
  32. 	TIM_OC4Init(TIM5, &TIM_OCInitStructure);  
  33. 	
  34. 	TIM_CtrlPWMOutputs(TIM5,ENABLE);	//MOE 主输出使能	
  35.  
  36. 	TIM_OC3PreloadConfig(TIM5, TIM_OCPreload_Enable);  //CH3预装载使能	 
  37. 	TIM_OC4PreloadConfig(TIM5, TIM_OCPreload_Enable);  //CH4预装载使能	 
  38. 	
  39. 	TIM_ARRPreloadConfig(TIM5, ENABLE); //使能TIM5在ARR上的预装载寄存器
  40. 	
  41. 	TIM_Cmd(TIM5, ENABLE);  //使能TIM5
  42. 	
  43. }
  44. void TIM8_PWM_Init(u16 arr,u16 psc){
  45. 	
  46.     GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
  47. 	TIM_TimeBaseInitTypeDef  TIM_TimeBaseStructure;
  48. 	TIM_OCInitTypeDef TIM_OCInitstruct;
  49. 	
  50.     RCC_APB2PeriphClockCmd( RCC_APB2Periph_TIM8 ,ENABLE);
  51. 	RCC_APB2PeriphClockCmd( RCC_APB2Periph_GPIOC, ENABLE); //时钟使能
  52.  
  53. 	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_AF_PP;
  54. 	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin=GPIO_Pin_6 | GPIO_Pin_7;
  55. 	GPIO_InitStructure.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz;
  56. 	
  57. 	GPIO_Init(GPIOC,&GPIO_InitStructure);
  58. 	
  59. 	TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = arr; 
  60. 	TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler =psc; 
  61. 	TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision =TIM_CKD_DIV1; 
  62. 	TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;  
  63. 	TIM_TimeBaseInit(TIM8, &TIM_TimeBaseStructure); 
  64.  
  65. 	TIM_OCInitstruct.TIM_OCMode=TIM_OCMode_PWM1;
  66. 	TIM_OCInitstruct.TIM_OCNPolarity=TIM_OCNPolarity_High;
  67. 	TIM_OCInitstruct.TIM_OCPolarity=TIM_OCPolarity_High;
  68. 	TIM_OCInitstruct.TIM_OutputState=TIM_OutputState_Enable;
  69. 	TIM_OCInitstruct.TIM_OCIdleState = TIM_OCIdleState_Set;
  70. 	TIM_OCInitstruct.TIM_OCNIdleState=TIM_OCNIdleState_Reset;
  71.  
  72. 	TIM_OC1Init(TIM8,&TIM_OCInitstruct);
  73. 	TIM_OC2Init(TIM8,&TIM_OCInitstruct);
  74. 	
  75. 	TIM_OC1PreloadConfig(TIM8,TIM_OCPreload_Enable);
  76. 	TIM_OC2PreloadConfig(TIM8,TIM_OCPreload_Enable);
  77. 	
  78. 	TIM_CtrlPWMOutputs(TIM8,ENABLE);	//MOE 主输出使能	 
  79. 	
  80. 	TIM_ARRPreloadConfig(TIM8, ENABLE); //使能TIM3在ARR上的预装载寄存器
  81. 	
  82. 	TIM_Cmd(TIM8, ENABLE);  //使能TIM3
  83. 	TIM_CtrlPWMOutputs(TIM8, ENABLE);// 主输出使能，当使用的是通用定时器时，这句不需要 s
  84. 	
  85. }

四、0.96寸OLED的使用（增加人机交互，可更好实时观察数据）

        0.96寸OLED（Organic Light Emitting Diode）显示屏是一种小尺寸的有机发光二极管显示屏，通常用于嵌入式系统、小型电子设备和Arduino项目中。它提供了高亮度、高对比度、低功耗以及较宽的视角，非常适合小型信息显示和用户界面设计。

        OLED通常有2种，第一种是IIC通讯，第二种是SPI通讯。IIC协议更加简单，使用起来方便，但是性能没有SPI强，但是在OLED上使用IIC是完全足够了。这里就不详细讲解IIC和SPI的区别了，有兴趣的同学可以去下面的网站看看大佬写的文章。

        平衡车使用OLED的主要目的是用来观察一下数据，比如：编码器的数据、陀螺仪角度数据、使用按键调PID参数时的参数数据等等。

IIC和SPI简介

  1. //初始化OLED				    
  2. void OLED_Init(void)
  3. { 	
  4. 	
  5. 	GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
  6. 	RCC_APB2PeriphClockCmd(	RCC_APB2Periph_GPIOC, ENABLE );	//使能GPIOC时钟
  7. 	   
  8. 	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_12|GPIO_Pin_11;
  9. 	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP ;   //推挽输出
  10. 	GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
  11. 	GPIO_Init(GPIOC, &GPIO_InitStructure);
  12. 	GPIO_SetBits(GPIOC,GPIO_Pin_12|GPIO_Pin_11); 	 
  13. 	
  14. 	delay_ms(200);
  15.  
  16. 	OLED_WR_Byte(0xAE,OLED_CMD);//--display off
  17. 	OLED_WR_Byte(0x00,OLED_CMD);//---set low column address
  18. 	OLED_WR_Byte(0x10,OLED_CMD);//---set high column address
  19. 	OLED_WR_Byte(0x40,OLED_CMD);//--set start line address  
  20. 	OLED_WR_Byte(0xB0,OLED_CMD);//--set page address
  21. 	OLED_WR_Byte(0x81,OLED_CMD); // contract control
  22. 	OLED_WR_Byte(0xFF,OLED_CMD);//--128   
  23. 	OLED_WR_Byte(0xA1,OLED_CMD);//set segment remap 
  24. 	OLED_WR_Byte(0xA6,OLED_CMD);//--normal / reverse
  25. 	OLED_WR_Byte(0xA8,OLED_CMD);//--set multiplex ratio(1 to 64)
  26. 	OLED_WR_Byte(0x3F,OLED_CMD);//--1/32 duty
  27. 	OLED_WR_Byte(0xC8,OLED_CMD);//Com scan direction
  28. 	OLED_WR_Byte(0xD3,OLED_CMD);//-set display offset
  29. 	OLED_WR_Byte(0x00,OLED_CMD);//
  30. 	
  31. 	OLED_WR_Byte(0xD5,OLED_CMD);//set osc division
  32. 	OLED_WR_Byte(0x80,OLED_CMD);//
  33. 	
  34. 	OLED_WR_Byte(0xD8,OLED_CMD);//set area color mode off
  35. 	OLED_WR_Byte(0x05,OLED_CMD);//
  36. 	
  37. 	OLED_WR_Byte(0xD9,OLED_CMD);//Set Pre-Charge Period
  38. 	OLED_WR_Byte(0xF1,OLED_CMD);//
  39. 	
  40. 	OLED_WR_Byte(0xDA,OLED_CMD);//set com pin configuartion
  41. 	OLED_WR_Byte(0x12,OLED_CMD);//
  42. 	
  43. 	OLED_WR_Byte(0xDB,OLED_CMD);//set Vcomh
  44. 	OLED_WR_Byte(0x30,OLED_CMD);//
  45. 	
  46. 	OLED_WR_Byte(0x8D,OLED_CMD);//set charge pump enable
  47. 	OLED_WR_Byte(0x14,OLED_CMD);//
  48. 	
  49. 	OLED_WR_Byte(0xAF,OLED_CMD);//--turn on oled panel
  50. }  
  51.

五、HC06蓝牙模块

        HC-06是一种常见的蓝牙串口模块，通常被用于将串口设备（如Arduino或其他微控制器）与蓝牙无线通信连接起来。以下是一些关于HC-06蓝牙模块的重要信息：

  1. 功能：HC-06蓝牙模块是一个串口蓝牙模块，可通过UART串口与其他设备通信。它可以用作透明串口传输，将串口数据通过蓝牙连接传输到其他设备，也可以用于构建蓝牙串口通信的应用程序。

  2. 通信距离：通常，HC-06模块的通信距离在10米左右，但这取决于环境条件和障碍物。

  3. 配对：HC-06通常以主从设备的方式工作，其中一个设备（通常是手机或电脑）充当主机，而HC-06模块充当从设备。在首次使用时，通常需要将HC-06模块与主机设备进行蓝牙配对。

  4. 配置：HC-06模块通常有一个AT命令模式，您可以使用这些命令来配置模块的参数，如蓝牙名称、波特率等。要进入AT命令模式，通常需要将模块上的特定引脚连接到地，并重启模块。

  5. 电源：HC-06通常需要3.3V或5V电源供电，具体的电源要求可以查看模块的规格。

  6. 应用：HC-06模块广泛用于各种项目，例如蓝牙遥控器、传感器数据传输、蓝牙串口通信等。它是一个经济实惠的解决方案，用于在项目中添加蓝牙功能。

  7. 注意事项：使用HC-06模块时需要小心处理电源和引脚连接，以免损坏模块。还需要注意模块的默认配置，例如波特率和配对密码。

  1. #include "hc06.h"
  2.  
  3.  
  4. u8 res;  				  //设置全局变量
  5. void HC06_Init(u16 arr)  
  6. {  
  7.     GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStrue;  
  8.     USART_InitTypeDef USART_InitStrue;  
  9.     NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStrue;  
  10.       
  11.     RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB,ENABLE); //GPIO端口使能   
  12.     RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_USART3,ENABLE); //串口端口使能  
  13.       
  14.     GPIO_InitStrue.GPIO_Mode=GPIO_Mode_AF_PP;  
  15.     GPIO_InitStrue.GPIO_Pin=GPIO_Pin_10;  
  16.     GPIO_InitStrue.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz;  
  17.     GPIO_Init(GPIOB,&GPIO_InitStrue);  
  18.       
  19.     GPIO_InitStrue.GPIO_Mode=GPIO_Mode_IN_FLOATING;  
  20.     GPIO_InitStrue.GPIO_Pin=GPIO_Pin_11;  
  21.     GPIO_InitStrue.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz;  
  22.     GPIO_Init(GPIOB,&GPIO_InitStrue);  
  23.       
  24.     USART_InitStrue.USART_BaudRate=arr;  
  25.     USART_InitStrue.USART_HardwareFlowControl=USART_HardwareFlowControl_None;  
  26.     USART_InitStrue.USART_Mode=USART_Mode_Tx|USART_Mode_Rx;  
  27.     USART_InitStrue.USART_Parity=USART_Parity_No;  
  28.     USART_InitStrue.USART_StopBits=USART_StopBits_1;  
  29.     USART_InitStrue.USART_WordLength=USART_WordLength_8b;  
  30.       
  31.     USART_Init(USART3,&USART_InitStrue);
  32.       
  33.     USART_Cmd(USART3,ENABLE);					//ʹ�ܴ���2  
  34.       
  35.     USART_ITConfig(USART3,USART_IT_RXNE,ENABLE);//���������ж�  
  36.       
  37.     NVIC_InitStrue.NVIC_IRQChannel=USART3_IRQn;  
  38.     NVIC_InitStrue.NVIC_IRQChannelCmd=ENABLE;  
  39.     NVIC_InitStrue.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority=0;  
  40.     NVIC_InitStrue.NVIC_IRQChannelSubPriority=1;  
  41.     NVIC_Init(&NVIC_InitStrue);  
  42.       
  43. }  
  44.   
  45. void USART3_IRQHandler(void)  
  46. {  
  47.  
  48.      if(USART_GetITStatus(USART3,USART_IT_RXNE)!=RESET)  
  49.  {  
  50.      res= USART_ReceiveData(USART3); 	 
  51.      USART_SendData(USART3,res);    //串口3发送数据给蓝牙模块接收，也就是手机app接收到的数据
  52.   }  
  53. }

六、PID算法

        PID（Proportional-Integral-Derivative）控制算法是一种用于控制系统的反馈控制算法。它通过比较实际输出与期望目标值之间的差异（误差），来调整控制器的输出，以使系统保持在期望的状态。PID控制算法由三个主要组成部分组成，分别是比例（Proportional）、积分（Integral）和微分（Derivative）。

以下是每个部分的解释以及PID控制的工作原理：

  1. 比例（Proportional）部分：比例部分的作用是根据当前误差的大小来调整控制输出。它与误差成正比，如果误差增大，比例部分的输出也增大，反之亦然。这个部分的作用是快速减小误差，但它单独使用时可能导致系统出现震荡。

  2. 积分（Integral）部分：积分部分的作用是积累误差并进行修正，以减小静态误差。它根据误差的积累来调整控制输出，通常用于减小比例控制导致的静态误差。积分部分的存在可以确保系统最终收敛到期望值，即使存在系统参数变化或外部干扰。

  3. 微分（Derivative）部分：微分部分的作用是预测误差的未来变化趋势，以减小控制输出的突变。它对误差的变化率进行调整，有助于防止系统在接近期望值时出现过冲或震荡。微分部分可以提高系统的稳定性。

PID控制算法的总输出是这三个部分的加权和，通常表示为：

Output=Kp​⋅P+Ki​⋅I+Kd​⋅D

        其中，P 是比例部分的输出，I 是积分部分的输出，D 是微分部分的输出，而 Kp​、Ki​ 和 Kd​ 则是控制器的参数，通过调整这些参数可以实现不同的控制效果。

        PID控制算法在自动化控制系统中广泛应用，如温度控制、电机控制、飞行控制等。通过适当调整参数，PID控制器可以实现系统快速响应、减小静态误差和维持系统稳定性。

PID控制详解

平衡车PID调参

  1. //直立环（比例p、微分d）
  2. int balance(float Angle,float Gyro){
  3. 	static float Bias;
  4. 	int balance;
  5. 	Bias=Angle-ZHONGZHI;
  6. 	balance=Bias*Kzp+Gyro*Kzd;
  7. 	return balance;
  8. 	
  9. }
  10.  
  11. //速度环（比例p、积分i）
  12. int velocity(int Encoder_left,int Encoder_right){
  13. 	static float Velocity, Encoder_Least, Encoder;
  14. 	static float Encoder_Integral;
  15.  
  16. 	Ksi=Ksp/200;
  17. 	
  18. 	Encoder_Least = (Encoder_Left+Encoder_Right)-0;
  19. 	Encoder=Encoder*0.7+Encoder_Least*0.3;
  20. 	Encoder_Integral=Encoder_Integral+Encoder;                      
  21. 	Encoder_Integral=Encoder_Integral-Target_Velocity; //改变Target_Velocity就是控制小车前进后退              
  22. 	if(Encoder_Integral>15000)  	Encoder_Integral=15000;        
  23. 	if(Encoder_Integral<-15000) 	Encoder_Integral=-15000; 
  24.   	
  25. 	Velocity=Encoder*Ksp+Encoder_Integral*Ksi;           
  26. 	return Velocity;
  27. 	
  28. 	
  29. }
  30. //转向环（比例p、微分d）
  31. int Turn(float yaw,float Gyro)
  32. {
  33. 	  float Turn;     
  34. 	  float Bias;//目标角度	  
  35.       Ktd=Ktp/100;
  36. 	  Bias=yaw-0;
  37. 	  Turn=Bias*Ktp+Gyro*Ktd;
  38. 	  return Turn;
  39. }

平衡小车

平衡小车之家资料

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本人自制平衡车代码

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