【STM32+HAL】直流电机PID控制_stm32 hal库电机控制

一、准备工作：

有关CUBEMX的初始化配置，参见我的另一篇blog：【STM32+HAL】CUBEMX初始化配置

 有关LCD的初始化配置，参见我的另一篇blog：【STM32+HAL】LCD显示及触摸初始化配置​​​​​​

二、所用工具：

1、芯片： STM32F407ZGT6

2、STM32CubeMx软件

3、显示屏：正点原子4.3寸TFT LCD MCU电阻屏 480*800

4、驱动器：L298N

5、电机：MG310电机（GMR编码器）

三、实现功能：

实现对直流减速电机的PID控制及转速显示

四、HAL配置步骤：

1、定时器配置

2、编码器配置

编码器用于读取电机转速，原理详见下附链接

3、PWM配置

4、中断配置

至此，HAL库配置完成

五、硬件连接：

根据芯片原理图，

L298N：PA7（PWM输出IO口）接L298N的IN1，IN2接地，12V供电接输入电压源正极，电压源负极接单片机GND，GND接单片机GND，输出A接电机正负极

编码器：PA6，PC7（编码器IO口）分别接编码器A、B相

六、KEIL填写代码：

1、初始化

    HAL_TIM_Encoder_Start(&htim3, TIM_CHANNEL_ALL);//开启编码器
	HAL_TIM_Base_Start_IT(&htim3);//开启编码器中断
	HAL_TIM_Base_Start_IT(&htim2);//开启定时器中断
	HAL_TIM_PWM_Start(&htim14,TIM_CHANNEL_1);//开启PWM波
    HAL_UART_Receive_IT(&huart1, (uint8_t *)&aRxBuffer, 1);//串口接收初始化
 
 
    LCD_Init();           			
	POINT_COLOR=RED;     			//LCD显示初始化
	LCD_Clear(WHITE);
	tp_dev.init();                //LCD触摸初始化

2、PWM波生成模块

void Generate(void) 
{
	if(flag_pwm){  //PWM开关
		if(Bias<-3||Bias>3)//偏差过小时不开启改变
			Cnt+=Bias;
		Cnt=(Cnt>9992)?9992:Cnt;//防溢出
		TIM14->CCR1=Cnt;
	}
}

3、读取电机速度模块

void HAL_TIM_PeriodElapsedCallback(TIM_HandleTypeDef *htim) 
{
  UNUSED(htim);
	if(htim->Instance==TIM2){
		Encode = (short)(__HAL_TIM_GET_COUNTER(&htim3));
		__HAL_TIM_SET_COUNTER(&htim3,0);
		Bias=PID(Encode,SetSpeed);
	}
}

4、PID偏差计算模块

int PID(int current,int target)  //PID速度控制
{
	static int      LastError;				//Error[-1]
	static int      PrevError; 			    //Error[-2]
	int iError,Outpid;						//当前误差
	target=target/0.15;						//将速度值转换为编码值
 
	iError=target-current;		 			//增量计算
	Outpid=(Proportion * iError)  			//E[k]项
			  -(Integral * LastError) 		//E[k-1]项
			  +(Derivative * PrevError);	//E[k-2]项
 
	PrevError=LastError; 					//存储误差，用于下次计算
	LastError=iError;
	return Outpid;
}

七、原理讲解

L298N、电机、单片机的线路连接(51、stm32程序)

STM32Cube HAL库——霍尔编码器测速（电机转速测量）

HAL库版STM32双轮自平衡车(一) ———代码思路和PID基础精讲

八、源码提供

【STM32+HAL】直流电机PID控制

九、更多细节

1、编码器检测电机正反转：

dir = __HAL_TIM_IS_TIM_COUNTING_DOWN(&htim3);

2、L298N正反转：

需配置两路PWM输入IN1，IN2

void PWM_Select(int x)
{
	if(x==0) 	PWMA=0,PWMB=0;
	else if(x==1)	PWMA=Moto,PWMB=0;
	else if(x==2)	PWMA=0,PWMB=Moto;
}