例程下载：
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（硬石YS-F1Pro开发板HAL库例程持续更新\5. 软件设计之电机控制(HAL库版本)\有刷直流电机.zip）
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  ******************************************************************************
  *                           硬石YS-F1Pro开发板例程功能说明
  *
  *  例程名称: YSF1_HAL_MOTOR-045. 单轴25GA370直流电机增量式PID旋转控制(L298N驱动)
  *   
  ******************************************************************************
  * 说明：
  * 本例程配套硬石stm32开发板YS-F1Pro使用。
  *
  * 淘宝：
  * 论坛：硬石电子社区
  * 版权归硬石嵌入式开发团队所有，请勿商用。
  ******************************************************************************
  */

【1】例程简介
【2】跳线帽情况
【3】操作及现象
/******************* (C) COPYRIGHT 2015-2020 硬石嵌入式开发团队 *****END OF FILE****/

main.c文件内容

1. /* 私有类型定义 --------------------------------------------------------------*/
   
2. //定义PID结构体
   
3. typedef struct
   
4. {
   
5.    __IO int      SetPoint;                                 //设定目标 Desired Value
   
6.    __IO double   Proportion;                               //比例常数 Proportional Const
   
7.    __IO double   Integral;                                 //积分常数 Integral Const
   
8.    __IO double   Derivative;                               //微分常数 Derivative Const
   
9.    __IO int      LastError;                                //Error[-1]
   
10.    __IO int      PrevError;                                //Error[-2]
    
11. }PID;
    
12. 
    
13. /* 私有宏定义 ----------------------------------------------------------------*/
    
14. /*************************************/
    
15. //定义PID相关宏
    
16. // 这三个参数设定对电机运行影响非常大
    
17. /*************************************/
    
18. #define  P_DATA      3.2                                 //P参数
    
19. #define  I_DATA      1.1                                //I参数
    
20. #define  D_DATA      -0.15                              //D参数
    
21. 
    
22. /* 私有变量 ------------------------------------------------------------------*/
    
23. __IO uint16_t time_count=0;        // 时间计数，每1ms增加一(与滴定时器频率有关)
    
24. __IO uint32_t CaptureNumber=0;     // 输入捕获数
    
25. __IO uint8_t  start_flag=0;
    
26. __IO double encoder_speed=0;
    
27. static PID sPID;
    
28. static PID *sptr = &sPID;
    
29. 
    
30. int main(void)
    
31. {
    
32.   /* 复位所有外设，初始化Flash接口和系统滴答定时器 */
    
33.   HAL_Init();
    
34.   /* 配置系统时钟 */
    
35.   SystemClock_Config();
    
36. 
    
37.   KEY_GPIO_Init();
    
38.   MX_DEBUG_USART_Init();
    
39.   
    
40.   IncPIDInit();
    
41.   
    
42.   ENCODER_TIMx_Init();
    
43.   HAL_TIM_Base_Start(&htimx_ENCODER);  
    
44.   
    
45.   /* 高级控制定时器初始化并配置PWM输出功能 */
    
46.   L298N_TIMx_Init();
    
47.   /* 启动定时器 */
    
48.   HAL_TIM_Base_Start(&htimx_L298N);
    
49.   
    
50.   HAL_TIM_IC_Start_IT(&htimx_ENCODER,ENCODER_TIM_CHANNELx);
    
51.   
    
52.   /* 启动定时器通道和互补通道PWM输出 */
    
53.   L298N_DCMOTOR_Contrl(1,2,0);
    
54.   start_flag=1;
    
55.   
    
56.   printf("增量式PID算法控制电机旋转\n");
    
57.   /* 无限循环 */
    
58.   while (1)
    
59.   {
    
60.     if(KEY1_StateRead()==KEY_DOWN)  // 增速
    
61.     {
    
62.       /* 设置目标速度 */
    
63.       sptr->SetPoint =50;   
    
64.     }
    
65.     if(KEY2_StateRead()==KEY_DOWN)  // 减速
    
66.     {
    
67.       /* 设置目标速度 */
    
68.       sptr->SetPoint =300;
    
69.     }   
    
70.   }
    
71. }
    
72. 
    
73. void HAL_SYSTICK_Callback(void)
    
74. {
    
75.   if(start_flag) // 等待脉冲输出后才开始计时
    
76.   {
    
77.     time_count++;         // 每1ms自动增一
    
78.     if(time_count==200)
    
79.     {
    
80.       __IO uint32_t count;
    
81.       __IO int para;
    
82.       __IO double cal;
    
83.       
    
84.       /* 得到编码器计数值，数值越大说明速度越大 */
    
85.       count=CaptureNumber;
    
86.       CaptureNumber=0;    // 清零，从零开始计数
    
87.       
    
88.       /* 计数得到增量式PID的增量数值 */
    
89.       para=IncPIDCalc(count);
    
90.       
    
91.       /* 根据增量数值调整当前电机速度 */
    
92.       if((para<-3)||(para>3)) // 不做 PID 调整，避免误差较小时频繁调节引起震荡。
    
93.       {
    
94.         PWM_Duty +=para;  
    
95.       }        
    
96.       if(PWM_Duty>899)PWM_Duty=899;  
    
97.       
    
98.       
    
99.       // 11：编码器线数(转速一圈输出脉冲数)
    
100.       // 34：电机减数比，内部电机转动圈数与电机输出轴转动圈数比，即减速齿轮比      
     
101.       cal=sptr->SetPoint;
     
102.       printf("\n设定目标速度 -> 编码器在%ds时间计数%d个脉冲\n",time_count,sptr->SetPoint);      
     
103.       printf("                相当于实际目标速度为：%0.2f圈/s\n",cal*(1000/time_count)/11/34);
     
104.       
     
105.       cal=count;
     
106.       printf("当前电机速度-> 编码器在%ds时间计数%d个脉冲\n",time_count,count);
     
107.       printf("                相当于当前实际速度为：%0.2f圈/s\n",cal*(1000/time_count)/11/34);
     
108.       
     
109.       printf("增量式PID算法计数结果值：%d   设置新的占空比为：%d\n",para,PWM_Duty);
     
110.       
     
111.       L298N_DCMOTOR_Contrl(1,2,PWM_Duty);
     
112.       time_count=0;      
     
113.     }
     
114.   }
     
115. }
     
116. 
     
117. /**************PID参数初始化********************************/
     
118. void IncPIDInit(void)
     
119. {
     
120.     sptr->LastError=0;            //Error[-1]
     
121.     sptr->PrevError=0;            //Error[-2]
     
122.     sptr->Proportion=P_DATA;      //比例常数 Proportional Const
     
123.     sptr->Integral=I_DATA;        //积分常数  Integral Const
     
124.     sptr->Derivative=D_DATA;      //微分常数 Derivative Const
     
125.     sptr->SetPoint=100;           //设定目标Desired Value
     
126. }
     
127. /********************增量式PID控制设计************************************/
     
128. int IncPIDCalc(int NextPoint)
     
129. {
     
130.   int iError,iIncpid;                                 //当前误差
     
131.   iError=sptr->SetPoint-NextPoint;                    //增量计算
     
132.   iIncpid=(sptr->Proportion * iError)                 //E[k]项
     
133.               -(sptr->Integral * sptr->LastError)     //E[k-1]项
     
134.               +(sptr->Derivative * sptr->PrevError);  //E[k-2]项
     
135.               
     
136.   sptr->PrevError=sptr->LastError;                    //存储误差，用于下次计算
     
137.   sptr->LastError=iError;
     
138.   return(iIncpid);                                    //返回增量值
     
139. }
     
140. /******************* (C) COPYRIGHT 2015-2020 硬石嵌入式开发团队 *****END OF FILE****/
     

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