前言

主控板STM32F302R8+驱动板X-NUCLEO-IHM07M1+直流减速电机37GB3530（带HALL编码器），实现电机的测速。

一、编码器测速原理

HALL编码器：利用霍尔效应，将位移转换成计数脉冲，用脉冲的个数计算位移和速度。

直流有刷电机HALL编码器有A、B两相，会输出两个相位差为90°的脉冲信号。当电机正转时，A相脉冲在前；当电机反转时，B相脉冲在前。
常用的测速方法有：M法测速；T法测速；M/T法测速
本次试验采用M法测速，即在一定时间内测取旋转编码器输出的脉冲个数，用以计算这段时间内的转速。

二、STM32F302R8+X-NUCLEO-IHM07M1直流电机编码器测速

2.1.功能需求

直流减速电机37GB3530测速

2.2.硬件设计

控制板：STM32F302R8
驱动板：X-NUCLEO-IHM07M1
直流电机：37GB3530，额定功率10W，额定电压12V，额定电流0.3A，带HALL编码器

2.3.软件设计

2.3.1.底层配置

1、RCC设置为外部时钟，72MHz
2、PC13设置为输入，无上下拉电阻；PC10，PC11设置为输出，无上下拉电阻，高速，初值为0；PB13设置为输出，下拉电阻，高速，初值为0
3、PA8设置为TIM1_CH1，PA9设置为TIM1_CH2；TIM1时钟源设置为内部时钟，两通道均设置为PWM输出；TIM1时钟分频值设置为36-1，向上计数，ARR设置为100-1，PWM输出的周期为1/（72000000/36）100=510^-5s，也即20KHz，其余值保持默认即可
4、PA15设置为TIM2_CH1，PB3设置为TIM2_CH2；TIM2设置为编码器模式，TIM2时钟不分频，向上计数，ARR值为65536-1；编码器模式设置为TI1 and TI2；使能TIM2中断，中断优先级设置为2,0
5、TIM6激活，TIM6时钟分频值设置为72-1，向上计数，ARR设置为1000-1，计数周期为(1/(72000000/72))*1000=0.001s=1ms；使能TIM6中断，中断优先级设置为1,0
6、USART2设置为异步；波特率115200，8位数据位，1位停止位，无奇偶检验位
7、IDE设置为Keil，在Keil环境中进行应用层编程

2.3.2.应用层开发

按键扫描函数：

uint8_t KEY_Scany(GPIO_TypeDef* GPIOx, uint16_t GPIO_Pin)
{if(HAL_GPIO_ReadPin(GPIOx, GPIO_Pin)==0){while(HAL_GPIO_ReadPin(GPIOx, GPIO_Pin)==0);return 1;}elsereturn 0;
}

主函数：

int main(void)
{/* USER CODE BEGIN 1 */uint8_t count=0;/* 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_TIM6_Init();MX_USART2_UART_Init();/* USER CODE BEGIN 2 *///使能桥臂1和桥臂2HAL_GPIO_WritePin(GPIOC, EN1_Pin, GPIO_PIN_SET);HAL_GPIO_WritePin(GPIOC, EN2_Pin, GPIO_PIN_SET);//使能TIM1_CH1和TIM1_CH2两通道PWM输出，输出占空比默认为0//PWM2输出0，控制PWM1输出的占空比，即可实现开环调速HAL_TIM_PWM_Start(&htim1,TIM_CHANNEL_1);HAL_TIM_PWM_Start(&htim1,TIM_CHANNEL_2);//使能TIM2_CH1和TIM2_CH2编码器HAL_TIM_Encoder_Start(&htim2,TIM_CHANNEL_1);HAL_TIM_Encoder_Start(&htim2,TIM_CHANNEL_2);//使能更新中断，清除中断标志位__HAL_TIM_ENABLE_IT(&htim2,TIM_IT_UPDATE);__HAL_TIM_CLEAR_FLAG(&htim2,TIM_IT_UPDATE);//使能TIM6中断，清除中断标志位HAL_TIM_Base_Start_IT(&htim6);__HAL_TIM_CLEAR_IT(&htim6,TIM_IT_UPDATE);debug_init();/* USER CODE END 2 *//* Infinite loop *//* USER CODE BEGIN WHILE */while (1){/* USER CODE END WHILE *//* USER CODE BEGIN 3 */if(KEY_Scany(KEY_GPIO_Port,KEY_Pin)==1){Duty+=5;if(Duty>=100)Duty=100;TIM1->CCR1=Duty;}HAL_Delay(10);if(count%50==0)  {HAL_GPIO_TogglePin(LED_GPIO_Port, LED_Pin);  //0.5s程序运行指示灯debug_send_wave_data(1,Motor_Speed);         //发送数据到上位机debug_send_wave_data(2,Motor_Direction);debug_send_wave_data(3,Duty);count=0;}count++;}/* USER CODE END 3 */
}

中断处理函数：

/* USER CODE BEGIN 1 */
void HAL_TIM_PeriodElapsedCallback(TIM_HandleTypeDef *htim)
{int Encode_now;if(htim->Instance==TIM2)  //TIM2更新中断{if(__HAL_TIM_IS_TIM_COUNTING_DOWN(&htim2))   //记录溢出次数，向下计数减1，向上计数加1{Encode_Count--;}else{Encode_Count++;} }else if(htim->Instance==TIM6){Motor_Direction=__HAL_TIM_IS_TIM_COUNTING_DOWN(&htim2);  //电机方向Encode_now=Get_Encode();  //获取当前脉冲计数总值Speed_Computer(Encode_now,50);  //50ms更新一次速度}
}
/* USER CODE END 1 */

Get_Encode函数，该函数获得当前编码器计数总值：

int Get_Encode(void)
{return (int32_t) __HAL_TIM_GET_COUNTER(&htim2)+Encode_Count*65536; //计数总值=当前计数值+溢出次数*65536
}

速度计算函数，采用M法测速：
注：此处借鉴正点原子参考程序，引入冒泡排序及一阶滤波

void Speed_Computer(int32_t Encode_now,uint8_t time)  //采用M法测速
{uint8_t i=0,j=0;float temp=0.0;static uint8_t sp_count=0,k=0;static float speed_arr[10]={0.0};if(sp_count==time)  //50ms计算一次速度{g_encode.encode_now=Encode_now;  //获取当前编码器计数总值g_encode.speed=(g_encode.encode_now-g_encode.encode_old);  //计算50ms内编码器计数的变化量speed_arr[k++]=(float)(g_encode.speed*((1000/time)*60)/(uint16_t)(16*4*30));  //M法测速计算电机转速,累计10次转速g_encode.encode_old=g_encode.encode_now;  //保存当前计数值if(k>=10)  //冒泡排序{for(i=10;i>=1;i--){for(j=0;j<(i-1);j++){if(speed_arr[j]>speed_arr[j+1]){temp=speed_arr[j];speed_arr[j]=speed_arr[j+1];speed_arr[j+1]=temp;}}}temp=0.0;for(i=2;i<8;i++)  //去掉一个最大和最小值，取平均{temp+=speed_arr[i];}temp=(float)temp/6;Motor_Speed=(float)((Motor_Speed*(float)0.52)+((float)0.48*temp)); //一阶滤波k=0;}sp_count=0;}sp_count++;
}

上位机采用正点原子上位机，观察测速波形。

2.4.下载验证

编译下载到控制器，观察实验现象

总结

主控板STM32F302R8+驱动板X-NUCLEO-IHM07M1+直流减速电机37GB3530，实现了直流电机的编码器测速，为后续章节的分析奠定基础

直流有刷电机编码器测速基于STM32F302R8+X-NUCLEO-IHM07M1相关推荐

直流有刷电机闭环调速基于STM32F302R8+X-NUCLEO-IHM07M1
文章目录前言一.PID算法二.STM32F302R8+X-NUCLEO-IHM07M1直流电机的闭环调速 2.1.功能需求 2.2.硬件设计 2.3.软件设计 2.3.1.底层配置 2.3.2. ...
直流有刷电机开环调速基于STM32F302R8+X-NUCLEO-IHM07M1（一）
提示:文章写完后,目录可以自动生成,如何生成可参考右边的帮助文档文章目录前言一.STM32F302R8+X-NUCLEO-IHM07M1直流电机的开环调速 1.1.功能需求 1.2.硬件设计 1 ...
直流有刷电机开环调速基于STM32F302R8+X-NUCLEO-IHM07M1（二）
提示:文章写完后,目录可以自动生成,如何生成可参考右边的帮助文档文章目录前言一.STM32F302R8+X-NUCLEO-IHM07M1直流电机的开环调速 1.1.功能需求 1.2.硬件设计 1 ...
直流无刷电机开环调速基于STM32F302R8+X-NUCLEO-IHM07M1（一）
文章目录前言一.直流无刷电机开环调速原理二.STM32F302R8+X-NUCLEO-IHM07M1直流无刷电机的开环调速 2.1.功能需求 2.2.硬件设计 2.3.软件设计 2.3.1.ST ...
单片机c语言计数器测速,基于51单片机的光电编码器测速.doc
课程设计报告课程名称: 微机原理课程设计题目: 基于51单片机的光电编码器测速摘要光电编码器是高精度位置控制系统常用的一种位移检测传感器.在位置控制系统中,由于电机既可能正转,也可能反转,所 ...
51单片机电机测速程序c语言,基于51单片机光电编码器测速.doc
基于51单片机光电编码器测速 PAGE PAGE 2 课程设计报告课程名称: 微机原理课程设计题目: 基于51单片机的光电编码器测速摘要光电编码器是高精度位置控制系统常用的一种位移检测传感器 ...
一种基于STM32F1 MCU的增量型编码器测速的方法
遇到的问题 1. 编码器信号,用来计量长度,如果需要同时测量当前实时速度,在不增加接口的情况下,实现较为准确实时的测速 2. 简单的M法速度,对于低速信号,测量精度较差,实时性也不高. 测速方法之前 ...
smb测速工具_编码器测速例子
编码器测速例子各位好,我现在要用 CPU226 通过编码器测电机转速,看了许多手册编的程序总是测不出来, 编码器用的是 A/B 两相的,那位能给发个简单的例子啊, 转自网上的回答, 我也正在学习这个 ...
旋转编码器测速c语言程序,官方例程中编码器测速程序高低速怎么区分
如下是官方编码器测速的程序: //**** High Speed Calculation using QEP Position counter ****// // Check unit Time ou ...

直流有刷电机编码器测速基于STM32F302R8+X-NUCLEO-IHM07M1

文章目录

前言