主要内容

基于被我鸽了的电控作业
主控 STM32F429IGT6 电机TT小黄模拟小车所以两路编码器
前置知识包括 PID PWM 定时器 LM2596 L298N等

前置知识

PID可以看我之前的这一篇PID简单算法
PWM可以看我之前的这一篇PWM
LM2596可调的降压模块网上资料蛮多也比较好用拿表笔对着测一下转一下旋钮就行注意不要接反否则直接击穿就不能再用了
简单介绍一下L298N电机驱动模块原理图如图
1脚接入12V及以下电压 3脚就能输出5V电压给单片机供电 5 6由单片机接入PWM波 8 9端接电机就能按照需要的或者调好的转速控制电机了
下图为真值表通过信号接入也可以控制正反转

当然TB6612也行性能可能更佳但我用过的时候有一点bug 还烧过一次钽电容用单独模块和降压电路安全电压下直接芯片烧了后来画PCB集成之后好了 TB6612一块要十几块钱 L298N也就几块钱性能也没什么差别再带一块LM2596一样的效果

CubeMX配置

在单片机控制的时候注意用定时器1和2 开编码器模式由于输出量是路程所以需要单开两个基础定时器6 7做计时一个用来求转速一个用来调PID 后续代码处可以看到有一个电机结构体把算好的速度作为结构体变量之一赋值
新建CubeMX工程开时钟 TIM1和TIM2开编码器模式 TIM3开四路PWM TIM6和TIM7开计时并且根据自己设定的频率算出来需要的定时器周期（PSC&ARR）并且开TIM6和TIM7中断设置抢占优先级为1 如果6.5.x及以上的CubeMX记得调Systick优先级为0

（按照上述步骤开就行这个图里还有别的引脚被别的功能用了除了定时器开启状态外不具有参考性）
一个小tip：当你自己画板子或者你拿到的板子有些引脚没引出来可以在搜索栏搜对应功能一般都有别的引脚一样的功能（复用）改到那个引脚就好

代码

新建PID文件，Motor电机文件 adv底盘文件名字不重要
PID的看前面那篇文章就有结构体啥的基本不变我就不多写了
motor.h:

typedef  struct
{int16_t Angle;int32_t LastAngle;float Speed;int16_t TargetSpeed;int32_t TargetAngle;int32_t TotalAngle;    PID SpeedPID;CascadePID AnglePID;
}Motor;

一些类似于#ifndef #endif的C语言背景知识这里就不多介绍了少bug操作而已
motor.c:

//统计马达的角度和速度
void Motor_Cal(Motor *motor)
{int32_t dAngle=0;if(motor->Angle-motor->LastAngle<-30000) //越界处理dAngle=motor->Angle+(65535-motor->LastAngle);else if(motor->Angle-motor->LastAngle>30000)dAngle=-motor->LastAngle-(65535-motor->Angle);elsedAngle=motor->Angle-motor->LastAngle;//将角度增量加入计数器motor->TotalAngle+=dAngle;//计算速度motor->Speed = (float)dAngle/(4*13*48)*50*60;//rpm   *50*60与定时器频率匹配//倍频 刻度 减速比 定时器中断周期 换算成分钟//记录角度motor->LastAngle=motor->Angle;
}

前面if里面是对角度的越界处理比如你的LastAngle有点大一步跨到ARR之外了就自动从0开始了所以做这个判断
速度的计算公式因为用了AB相相当于四倍频电机用的TT 13个刻度减速比1:48 因电机而异定时器周期前面设置的对应值 *60换成分钟

//设置马达pwm
void Motor_SetPWM(float PWM1,float PWM2)
{if(PWM1>0){__HAL_TIM_SetCompare(&htim3, TIM_CHANNEL_1, PWM1);__HAL_TIM_SetCompare(&htim3, TIM_CHANNEL_2, 0);}else {__HAL_TIM_SetCompare(&htim3, TIM_CHANNEL_1, 0);__HAL_TIM_SetCompare(&htim3, TIM_CHANNEL_2,ABS(PWM1));//正反转}if(PWM2>0){__HAL_TIM_SetCompare(&htim3, TIM_CHANNEL_3, PWM2);__HAL_TIM_SetCompare(&htim3, TIM_CHANNEL_4, 0);}else{__HAL_TIM_SetCompare(&htim3, TIM_CHANNEL_3, 0);__HAL_TIM_SetCompare(&htim3, TIM_CHANNEL_4, ABS(PWM2));}
}

通过你设置的PWM来规定正反转写到对应通道用上面L298N的真值表对应
adv.h

typedef  struct
{uint8_t mode;   //底盘模式float averge;Motor motors[2];  //电机结构体}ADV;

void Adv_init()
{HAL_TIM_Base_Start_IT(&htim6);                  HAL_TIM_Base_Start_IT(&htim7);HAL_TIM_PWM_Start(&htim3,TIM_CHANNEL_1);         //电机pwmHAL_TIM_PWM_Start(&htim3,TIM_CHANNEL_2);HAL_TIM_PWM_Start(&htim3,TIM_CHANNEL_3);HAL_TIM_PWM_Start(&htim3,TIM_CHANNEL_4);HAL_TIM_Encoder_Start(&htim1,TIM_CHANNEL_ALL);   //电机编码器HAL_TIM_Encoder_Start(&htim2,TIM_CHANNEL_ALL);Adv_PIDInit();
}
/***************内部函数********************/
//PID初始化
void Adv_PIDInit()
{PID_Init(&chassis.motor[0].SpeedPID,200,0.005,0,10000,10000);PID_Init(&chassis.motor[1].SpeedPID,200,0.006,1,10000,10000);PID_Init(&chassis.motor[0].AnglePID.inner,200,0.005,0,10000,10000);PID_Init(&chassis.motor[1].AnglePID.inner,200,0.006,1,10000,10000);PID_Init(&chassis.motor[0].AnglePID.outer,0.2,0,0.5,40,40);PID_Init(&chassis.motor[1].AnglePID.outer,0.2,0,0.5,40,40);
}   void HAL_TIM_PeriodElapsedCallback(TIM_HandleTypeDef*htim)
{if(htim==&htim6){Adv.motor[0].Angle=__HAL_TIM_GET_COUNTER(&htim1);Adv.motor[1].Angle=__HAL_TIM_GET_COUNTER(&htim2);Motor_Cal(&Adv.motor[0]);Motor_Cal(&Adv.motor[1]);}if(htim==&htim7){for(uint8_t i=0;i<2;i++){PID_SingleCalc(&Adv.motor[i].SpeedPID,Adv.motor[i].TargetSpeed,Adv.motor[i].Speed);}Motor_SetPWM(Adv.motor[0].SpeedPID.output,Adv.motor[1].SpeedPID.output);}
}

在回调函数里面分别实现这两个功能按设定的周期走的
主函数都不用动除了调用底盘函数

/* USER CODE BEGIN 2 */Adv_init();/* USER CODE END 2 */

如果后续还有功能要加比如巡线等等直接在底盘里面修改就行

出现的问题

没啥问题改了几个参数自己又跑了一遍效果挺好就是F4有点大材小用用F1C8T6最小系统就能实现

参考文献

github暂时不太好使后续补完整工程
1.野火零基础教程&电机教程野火论坛或者资料下载中心可以下载东西可太全了百度一搜就行
2.吉甲电控yyds 学到不少东西可惜上岁数了打不了rm寄

2022.7.16 加个广告欢迎各位来看新写的文章关于简单控制GM6020电机上硬件实测好用
RM_EE_Note 1

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