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）
/**
  ******************************************************************************
  *                           硬石YS-F1Pro开发板例程功能说明
  *
  *  例程名称: YSF1_HAL_MOTOR-046. 单轴25GA370直流电机位置式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 long     SumError;                                 //误差累计
   
7.   __IO double   Proportion;                               //比例常数 Proportional Const
   
8.   __IO double   Integral;                                 //积分常数 Integral Const
   
9.   __IO double   Derivative;                               //微分常数 Derivative Const
   
10.   __IO int      LastError;                                //Error[-1]
    
11.   __IO int      PrevError;                                //Error[-2]
    
12. }PID;
    
13. 
    
14. /* 私有宏定义 ----------------------------------------------------------------*/
    
15. /*************************************/
    
16. //定义PID相关宏
    
17. // 这三个参数设定对电机运行影响非常大
    
18. /*************************************/
    
19. #define  P_DATA      3.2                                 //P参数
    
20. #define  I_DATA      1.1                                //I参数
    
21. #define  D_DATA      -0.15                              //D参数
    
22. 
    
23. 
    
24. /* 私有变量 ------------------------------------------------------------------*/
    
25. __IO uint16_t time_count=0;        // 时间计数，每1ms增加一(与滴定时器频率有关)
    
26. __IO uint32_t CaptureNumber=0;     // 输入捕获数
    
27. __IO uint8_t  start_flag=0;
    
28. __IO double encoder_speed=0;
    
29. static PID sPID;
    
30. static PID *sptr = &sPID;
    
31. 
    
32. /* 扩展变量 ------------------------------------------------------------------*/
    
33. /* 私有函数原形 --------------------------------------------------------------*/
    
34. void IncPIDInit(void);
    
35. int IncPIDCalc(int NextPoint);
    
36. unsigned int LocPIDCalc(int NextPoint);
    
37. 
    
38. /* 函数体 --------------------------------------------------------------------*/
    
39. 
    
40. 
    
41. /**
    
42.   * 函数功能: 主函数.
    
43.   * 输入参数: 无
    
44.   * 返 回 值: 无
    
45.   * 说    明: 无
    
46.   */
    
47. int main(void)
    
48. {
    
49.   /* 复位所有外设，初始化Flash接口和系统滴答定时器 */
    
50.   HAL_Init();
    
51.   /* 配置系统时钟 */
    
52.   SystemClock_Config();
    
53. 
    
54.   KEY_GPIO_Init();
    
55.   MX_DEBUG_USART_Init();
    
56.   
    
57.   IncPIDInit();
    
58.   
    
59.   ENCODER_TIMx_Init();
    
60.   HAL_TIM_Base_Start(&htimx_ENCODER);  
    
61.   
    
62.   /* 高级控制定时器初始化并配置PWM输出功能 */
    
63.   L298N_TIMx_Init();
    
64.   /* 启动定时器 */
    
65.   HAL_TIM_Base_Start(&htimx_L298N);
    
66.   
    
67.   HAL_TIM_IC_Start_IT(&htimx_ENCODER,ENCODER_TIM_CHANNELx);
    
68.   
    
69.   /* 启动定时器通道和互补通道PWM输出 */
    
70.   L298N_DCMOTOR_Contrl(1,2,0);
    
71.   start_flag=1;
    
72.   
    
73.   printf("增量式PID算法控制电机旋转\n");
    
74.   /* 无限循环 */
    
75.   while (1)
    
76.   {
    
77.     if(KEY1_StateRead()==KEY_DOWN)  // 增速
    
78.     {
    
79.       /* 设置目标速度 */
    
80.       sptr->SetPoint =50;   
    
81.     }
    
82.     if(KEY2_StateRead()==KEY_DOWN)  // 减速
    
83.     {
    
84.       /* 设置目标速度 */
    
85.       sptr->SetPoint =300;
    
86.     }   
    
87.   }
    
88. }
    
89. 
    
90. /**
    
91.   * 函数功能: 系统滴答定时器中断回调函数
    
92.   * 输入参数: 无
    
93.   * 返 回 值: 无
    
94.   * 说    明: 每发生一次滴答定时器中断进入该回调函数一次
    
95.   */
    
96. void HAL_SYSTICK_Callback(void)
    
97. {
    
98.   if(start_flag) // 等待脉冲输出后才开始计时
    
99.   {
    
100.     time_count++;         // 每1ms自动增一
     
101.     if(time_count==200)
     
102.     {
     
103.       __IO uint32_t count;
     
104.       __IO double cal;
     
105.       
     
106.       /* 得到编码器计数值，数值越大说明速度越大 */
     
107.       count=CaptureNumber;
     
108.       CaptureNumber=0;    // 清零，从零开始计数
     
109.       
     
110.       /* 计数得到位置式PID的位置数值 */
     
111.       PWM_Duty=LocPIDCalc(count);      
     
112.       if(PWM_Duty>899)PWM_Duty=899;        
     
113.       
     
114.       // 11：编码器线数(转速一圈输出脉冲数)
     
115.       // 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      
     
116.       cal=sptr->SetPoint;
     
117.       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);      
     
118.       printf("                相当于实际目标速度为：%0.2f圈/s\n",cal*(1000/time_count)/11/34);
     
119.       
     
120.       cal=count;
     
121.       printf("当前电机速度-> 编码器在%ds时间计数%d个脉冲\n",time_count,count);
     
122.       printf("                相当于当前实际速度为：%0.2f圈/s\n",cal*(1000/time_count)/11/34);
     
123.       
     
124.       printf("设置新的占空比为：%d\n",PWM_Duty);
     
125.       
     
126.       L298N_DCMOTOR_Contrl(1,2,PWM_Duty);
     
127.       time_count=0;      
     
128.     }
     
129.   }
     
130. }
     
131. 
     
132. /**
     
133.   * 函数功能: 定时器输入捕获中断回调函数
     
134.   * 输入参数: htim：定时器句柄
     
135.   * 返 回 值: 无
     
136.   * 说    明: 无
     
137.   */
     
138. void HAL_TIM_IC_CaptureCallback(TIM_HandleTypeDef *htim)
     
139. {
     
140.   CaptureNumber++;
     
141. }
     
142. 
     
143. 
     
144. /**************PID参数初始化********************************/
     
145. void IncPIDInit(void)
     
146. {
     
147.     sptr->LastError=0;            //Error[-1]
     
148.     sptr->PrevError=0;            //Error[-2]
     
149.     sptr->Proportion=P_DATA;      //比例常数 Proportional Const
     
150.     sptr->Integral=I_DATA;        //积分常数  Integral Const
     
151.     sptr->Derivative=D_DATA;      //微分常数 Derivative Const
     
152.     sptr->SetPoint=100;           //设定目标Desired Value
     
153. }
     
154. /********************增量式PID控制设计************************************/
     
155. int IncPIDCalc(int NextPoint)
     
156. {
     
157.   int iError,iIncpid;                                 //当前误差
     
158.   iError=sptr->SetPoint-NextPoint;                    //增量计算
     
159.   iIncpid=(sptr->Proportion * iError)                 //E[k]项
     
160.               -(sptr->Integral * sptr->LastError)     //E[k-1]项
     
161.               +(sptr->Derivative * sptr->PrevError);  //E[k-2]项
     
162.               
     
163.   sptr->PrevError=sptr->LastError;                    //存储误差，用于下次计算
     
164.   sptr->LastError=iError;
     
165.   return(iIncpid);                                    //返回增量值
     
166. }
     
167. 
     
168. /********************位置式 PID 控制设计************************************/
     
169. unsigned int LocPIDCalc(int NextPoint)
     
170. {
     
171.   int iError,dError;
     
172.   iError = sptr->SetPoint - NextPoint; //偏差
     
173.   sptr->SumError += iError; //积分
     
174.   dError = iError - sptr->LastError; //微分
     
175.   sptr->LastError = iError;
     
176.   return(sptr->Proportion * iError //比例项
     
177.   + sptr->Integral * sptr->SumError //积分项
     
178.   + sptr->Derivative * dError); //微分项
     
179. }
     
180. /******************* (C) COPYRIGHT 2015-2020 硬石嵌入式开发团队 *****END OF FILE****/
     

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