视觉巡线小车——STM32+OpenMV（一）_openmv与stm32的循迹小车

目录

前言 

一、CubeMX配置

1、系统及时钟配置

２、配置GPIO

3、定时器配置

4、生成MDK工程

二、Keil编辑代码

1.初始化代码

2.电机控制代码

3、电机测速代码

4、控制示例

总结

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前言 

利用STM32CubeMX新建减速电机驱动工程，并且通过减速电机自带的霍尔编码器采集速度。

重点：

        1、配置定时器生成PWM——控制TB6612输出；

        2、配置定时器产生10ms中断——电机控制周期；

        3、配置定时器为正交编码模式——采集电机转速；

       ４、配置GPIO——控制电机方向

系列文章请查看：视觉巡线小车——STM32+OpenMV系列文章

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一、CubeMX配置

1、系统及时钟配置

２、配置GPIO

3、定时器配置

配置定时器TIM１生成PWM：

        PSC = 0；

        ARR = 7199；

由于系统时钟为72M，所以ＰＷＭ频率为：10ｋＨｚ。

占空比为：D＝Pulse／ARR * 100%。

配置定时器TIM2产生10ms中断：

        PSC = 72-1；

        ARR = 10000-1；

 同时 需要开启定时器中断，中断优先级自己设置。

配置定时器TIM3、TIM4为正交编码模式：

定时器TIM3和TIM4操作一样，如果有需要可以自行开启定时器更新中断。

4、生成MDK工程

 其中工程名字和路径都不能有中文，必须用标准Ｃ的标识符命名。

二、Keil编辑代码

1.初始化代码

通过ＣｕｂｅＭＸ配置生成的工程还需要加入一些初始化代码：

HAL_TIM_Encoder_Start(&htim3, TIM_CHANNEL_ALL);
HAL_TIM_Encoder_Start(&htim4, TIM_CHANNEL_ALL);
     
 HAL_TIM_Base_Start_IT(&htim2); 
 
 HAL_TIM_PWM_Start(&htim1,TIM_CHANNEL_1);
 HAL_TIM_PWM_Start(&htim1,TIM_CHANNEL_4);
 __HAL_TIM_SetCompare(&htim1,TIM_CHANNEL_1,0);
 __HAL_TIM_SetCompare(&htim1,TIM_CHANNEL_4,0);

2.电机控制代码

这里主要采用TB6612来驱动减速电机：

motor.h文件代码如下

#ifndef  _MOTOR_H_
#define  _MOTOR_H_	 
 
#include "stm32f1xx_hal.h"
#include "tim.h"
 
 
/*******直流减速电机机械参数*********/
#define ENCODE_X 500 //编码器线数
#define JIANSUBI 30		//减速比
#define BEIPIN 4			//倍频
#define SAMPLE_TIME 0.01  //采样时间10ms
#define C (ENCODE_X*JIANSUBI*BEIPIN*SAMPLE_TIME)
 
#define PI 3.1415
#define R  6.5   //车轮直径cm 
 
#define BIN2(n)  HAL_GPIO_WritePin(GPIOB,GPIO_PIN_13 , (GPIO_PinState)n)
#define BIN1(n)  HAL_GPIO_WritePin(GPIOB,GPIO_PIN_12 , (GPIO_PinState)n)
#define AIN2(n)  HAL_GPIO_WritePin(GPIOB,GPIO_PIN_15 , (GPIO_PinState)n)
#define AIN1(n)  HAL_GPIO_WritePin(GPIOB,GPIO_PIN_14 , (GPIO_PinState)n)
 
typedef struct
{
    float speed;
    int S;
    int Target_Speed;
    int out;
}MOTOR_t;    
extern MOTOR_t motorA,motorB;
 
#define LIMIT(x,min,max) (x)=(((x)<=(min))?(min):(((x)>=(max))?(max):(x)))  //限幅定义
int abs(int p);
void Load(int motorA,int motorB);
 
 
#endif

 其中电机以及轮子的参数自己修改。

motor.c文件代码如下

#include "motor.h"
 
MOTOR_t motorA = {0},motorB = {0};
 
int abs(int p)
{
	int q;
	q=p>0?p:(-p);
	return q;
}
 
void Load(int motorA,int motorB)
{
    LIMIT(motorA,-7199,7199);
    LIMIT(motorB,-7199,7199);  
	if(motorA>0)	
		AIN1(1),AIN2(0);//正转
	else 				
		AIN1(0),AIN2(1);//正转
 
	__HAL_TIM_SetCompare(&htim1, TIM_CHANNEL_1, abs(motorA)); 
	
	if(motorB>0)	
		BIN1(1),BIN2(0);
	else 		
		BIN1(0),BIN2(1);
	__HAL_TIM_SetCompare(&htim1, TIM_CHANNEL_4,  abs(motorB)); 
 
}

3、电机测速代码

//根据电机头文件中的参数，可得计算出的速度的单位为：cm/s
float get_speed_motorA()
{
 
    short Encoder_TIM = 0;
    float Speed = 0.0;
    Encoder_TIM = (short)__HAL_TIM_GetCounter(&htim3);       //获取编码器定时器中的计数值
    __HAL_TIM_SetCounter(&htim3, 0);
 
    if(htim3.Instance->CR1 & 0X10) //判断计数器的计数方向，逻辑1则是减计数
    {
        Encoder_TIM = -65536 + Encoder_TIM;
    }
//    Encoder_TIM = Encoder_TIM+Encoder3_Overflow_Count*65536;
    Speed = (float)Encoder_TIM / (C) * PI * R;
    return Speed;
}
 
float get_speed_motorB()
{
    short Encoder_TIM = 0;
    float Speed = 0.0;
    Encoder_TIM = (short)__HAL_TIM_GetCounter(&htim4);       //获取编码器定时器中的计数值
    __HAL_TIM_SetCounter(&htim4, 0);
 
    if(htim4.Instance->CR1 & 0X10) //判断计数器的计数方向，逻辑1则是减计数
    {
        Encoder_TIM = -65536 + Encoder_TIM;
    }
//    Encoder_TIM = Encoder_TIM+Encoder3_Overflow_Count*65536;
    Speed = -(float)Encoder_TIM / (C) * PI * R;
    return Speed;
}

在定时器中断里， 每10毫秒对定时器TIM3和TIM4的计数值进行处理，得到电机速度，方便后续进行速度闭环控制。

4、控制示例

int main(void)
{
  /* USER CODE BEGIN 1 */
 
  /* USER CODE END 1 */
 
  /* MCU Configuration--------------------------------------------------------*/
 
  /* Reset of all peripherals, Initializes the Flash interface and the Systick. */
  HAL_Init();
 
  /* USER CODE BEGIN Init */
 
  /* USER CODE END Init */
 
  /* Configure the system clock */
  SystemClock_Config();
 
  /* USER CODE BEGIN SysInit */
 
  /* USER CODE END SysInit */
 
  /* Initialize all configured peripherals */
  MX_GPIO_Init();
  MX_TIM1_Init();
  MX_TIM2_Init();
  MX_TIM3_Init();
  MX_TIM4_Init();
  /* USER CODE BEGIN 2 */
    HAL_TIM_Encoder_Start(&htim3, TIM_CHANNEL_ALL);
    HAL_TIM_Encoder_Start(&htim4, TIM_CHANNEL_ALL);
  
    HAL_TIM_Base_Start_IT(&htim2);
    
    HAL_TIM_PWM_Start(&htim1,TIM_CHANNEL_1);
    HAL_TIM_PWM_Start(&htim1,TIM_CHANNEL_4);
    __HAL_TIM_SetCompare(&htim1,TIM_CHANNEL_1,0);
    __HAL_TIM_SetCompare(&htim1,TIM_CHANNEL_4,0);
  /* USER CODE END 2 */
 
  /* Infinite loop */
  /* USER CODE BEGIN WHILE */
  while (1)
  {
    /* USER CODE END WHILE */
 
    /* USER CODE BEGIN 3 */
            motorA.out =  7200*0.2;//以最大输出的百分之二十进行测试
            motorB.out = -7200*0.2;//以最大输出的百分之二十进行测试
  }
  /* USER CODE END 3 */
}
 
void HAL_TIM_PeriodElapsedCallback(TIM_HandleTypeDef *htim)
{   
/*******电机控制周期，每10ms对电机控制一次*********/
    if(htim->Instance == TIM2 )
    {
            motorA.speed = get_speed_motorA();
            motorB.speed = get_speed_motorB(); 
            motorA.S += motorA.speed;//简单的路程计算
            motorB.S += motorB.speed;
 
        Load(motorA.out, motorB.out);
    }
 
}

总结

通过本文，就可以对减速电机进行简单的控制，以及速度的采集了。

同时可以自行加入OLED等显示屏，显示所采集的速度，也可以通过配置串口进行打印观察。