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基于STM32的自动跟踪小车

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STMCU小助手 发布时间:2021-8-5 11:01
概述$ \; D8 `( [5 n. I, \4 Y6 ~8 B
小车外形:" c: \+ a- ~; P2 @) }) ^
1.png 7 x3 r  ]+ J  K6 A! w3 U) H

3 U; a7 K) {5 B, O  v' S
% L* `& s7 s3 d- @; R
功能简介
4 G$ p8 o/ ]: }+ h8 L利用摄像头识别前车尾部的AprilTag,得到前车位置,传回stm32主控板处理,使两车在行驶时保持恒定距离,实现自动跟车。
1 G5 Q. S0 A0 ^  G/ a* F" x2 _8 o& y

' o8 C& @. o' X) d8 A* l( Y8 i
% T+ X# Y! C* u9 w/ @
3 n1 L* R% A7 [& r# m* g) y
openMV4摄像头$ h8 V0 T# j  k/ {+ J5 L5 O% e
1.1 Apriltag识别与串口传输6 y8 e, ]0 P8 k. m& u7 R: m9 i

/ ?+ A; v" J/ `  k6 d. h, c$ A
5 p& q6 a4 r: V6 s6 I* @: N, q" z! N
AprilTag是一个视觉基准库,在AR,机器人,相机校准领域广泛使用。通过特定的标志(与二维码相似,但是降低了复杂度以满足实时性要求),可以快速地检测标志,并计算相对位置。, ?4 t/ T! [" C* i
5 L* m$ @1 s6 x* @, @3 s3 I' q
% U% u: J1 Y# \+ ?
Apriltag示例:
6 z8 D) H. G4 D0 h 2.png . f1 M  ^$ i1 Z0 X% L  s
通过识别Apriltag,可以得到x,y,z三个方向的距离以及偏移角度。这里只需要三维的距离即可,通过串口传回stm32.# l& a; O; L& y7 d
  1. <font face="微软雅黑" size="3">
    5 h) W# L& q+ O3 Y+ p# S
  2. import sensor, image, time, math,pyb
    2 ]1 N2 k* ^- ~; s4 |. e
  3. from pyb import UART
    0 Q0 C  }( P, q8 `

  4. ) m# B$ Q# K. ]: A
  5. sensor.reset()
    0 |' [  B! Q, I. |
  6. sensor.set_pixformat(sensor.RGB565)
    % p! q$ W$ b' g5 ]5 p# S4 b& P
  7. sensor.set_framesize(sensor.QQVGA) # we run out of memory if the resolution is much bigger...
    ) O" T" `2 D2 z+ G) z1 r0 n, Q
  8. sensor.skip_frames(time = 2000). j4 }) v$ `6 t9 T: _% V' C
  9. sensor.set_auto_gain(False)  # must turn this off to prevent image washout...0 _" T" h; V: m5 ?! k
  10. sensor.set_auto_whitebal(False)  # must turn this off to prevent image washout...# ~4 J+ a8 D% ~5 K& p$ ]
  11. clock = time.clock()
    $ r: J0 W5 \, r' n) q$ ?4 M8 l# ^
  12. uart = UART(3, 115200)#串口波特率/ P  T. j, w: N; r- H& h: w# ~
  13. $ }9 W; d4 i( d3 q! Z. d/ X% _
  14. f_x = (2.8 / 3.984) * 160 # find_apriltags defaults to this if not set; {# X4 M, x; \
  15. f_y = (2.8 / 2.952) * 120 # find_apriltags defaults to this if not set
    0 h- a4 K1 l5 p, w  ^
  16. c_x = 160 * 0.5 # find_apriltags defaults to this if not set (the image.w * 0.5)3 s* G! E+ L' ?9 ]3 |
  17. c_y = 120 * 0.5 # find_apriltags defaults to this if not set (the image.h * 0.5)6 N  [% J1 g" h6 T. U2 v
  18. 5 a! V: G& o5 d7 l5 ]" {  T
  19. def degrees(radians):
    5 s. i9 Y! U% D' ^2 y
  20.     return (180 * radians) / math.pi
    1 j% e  Q$ m. M2 L( t, Q

  21. & Z$ |2 `  p: ~  R2 p5 Y+ b$ I' |
  22. while(True):/ ^8 y& D* O& K. K) }7 P
  23.     clock.tick()
    6 \  L! e3 ~1 I# h. \# |; Q& t
  24.     img = sensor.snapshot()" G1 z: ?  @+ F  Z* N" K* O# x
  25.     for tag in img.find_apriltags(fx=f_x, fy=f_y, cx=c_x, cy=c_y): # defaults to TAG36H11+ |" s; Q  x* O5 N
  26.         img.draw_rectangle(tag.rect(), color = (255, 0, 0))
    $ O9 G- c0 k' m" i# P7 v
  27.         img.draw_cross(tag.cx(), tag.cy(), color = (0, 255, 0)); F2 B: Q# a! M. X0 k# `4 z/ f
  28.         print_args = (tag.x_translation(), tag.y_translation(), tag.z_translation())
    ; |0 x2 D( K! N$ P/ b# J
  29.             #degrees(tag.x_rotation()), degrees(tag.y_rotation()), degrees(tag.z_rotation()))0 J* j9 {' \8 }: X7 t1 _2 H2 L
  30.         # Translation units are unknown. Rotation units are in degrees.
    4 g8 ^) ?) |- |/ E9 W$ r5 v
  31.        # print("Tx %f, Ty %f, Tz %f" % print_args)
    2 ]3 r- D) V: f- h
  32.         uart.write("A%.2f,B%.2f,C%.2f," % print_args+'\r\n')#设置特定格式,以便于stm32分割取得数据
    / R  `) [( Q8 r& ~
  33.         #pyb.delay(500)
    * h8 V9 z% F! H7 Z# n! P% N
  34.    # print(clock.fps())</font>
复制代码
STM32主控板(型号为F407)
) N* c5 e" Z  G3 ~8 z0 [# ^6 k- o' e5 |( x* R% Q

4 L* I( f( n( Q6 a; E' ]% M2.1 时钟与中断配置' z; y, b/ e. V, z

: W) H8 E( i6 N2 c- T0 ^; Y- s0 m) y" y

2 \9 A+ ?; r3 l2 B- f: K% t附上stm32时钟示意图:
# E) u! z0 |  |% i- t; I7 ~ 3.png , l* \) }8 a" V: O$ E# ^) G
定时器示意图:
+ }" P% v1 T, s3 ]' I( C1 e/ A4 w 4.png
4 s% A; R  \/ }. V" a% R$ `7 S4 a定时器分配:
, J0 X. F0 w$ N; ?( e" x& t  V 5.png
/ A) j% ?0 z1 S" t% j9 v4 f2 a6 Q' U所有时钟初始化的函数:(每个函数的详细内容在后面)( ?5 Z$ |2 g0 |" |; ~( h: ?, V
  1. <font face="微软雅黑" size="3">$ v7 U+ ?& j. K1 ]$ F
  2. TIM8_PWM_Init(400-1,20-1);  //用于控制电机,168M/20=8.4Mhz的计数频率,重装载值400,所以PWM频率为 8.4M/400=21Khz. - z! d; t$ A' }# q/ \
  3.   TIM3_PWM_Init(200-1,8400-1);//用于控制舵机,50HZ
    % I! V: q8 b# ]% T. x
  4.   TIM2_Int_Init(400-1,20-1);//定时中断,21KHZ  ]& T& F* k# b& Z5 B1 [; v$ `9 h
  5.   TIM7_Int_Init(500-1,8400-1);//用于编码器计数,20HZ,50ms中断一次
    , J6 ~1 o+ _  t/ C) I
  6.   uart_init(115200);  //初始化串口1波特率为115200
    6 I4 @, M; |5 o6 W* q( N: d
  7.   Encoder_Init_TIM4();//编码器接口初始化</font>
复制代码
2.2 串口收发与数据处理  S: Z& A; x; }4 M
9 t  W+ h. Z# e! m
. h* P+ E$ _+ [$ m. v. D# X; {
串口中断:USART1,USART20 E! ]5 L+ ?  A% i  M, A
串口初始化函数(以USART1为例):; b! ]. {/ h8 D4 _. @
  1. <font face="微软雅黑" size="3">7 D4 W* ~3 o& x
  2. void uart_init(u32 bound){
    9 I  r8 G  {4 ]. |% j
  3.    //GPIO端口设置7 L9 h4 T0 ?  C  F$ m6 `1 H
  4.   GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;' J  e8 `* ~4 r: r' Y3 L7 J1 U2 R
  5.   USART_InitTypeDef USART_InitStructure;" s# O+ y7 w. f' p5 Q# T! R
  6.   NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;- y5 ]$ E; [" l' r9 T
  7.     z, r7 r$ g' r: Q' s0 S4 D
  8.   RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOA,ENABLE); //使能GPIOA时钟: p, M8 ^* p$ I4 ^" @& Z7 k/ O  Q' I
  9.   RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USART1,ENABLE);//使能USART1时钟
    ) t3 X& U' F( F8 e/ `

  10. ! k  x; g5 V' R  o
  11.   //串口1对应引脚复用映射: a0 {7 z7 s# s6 F1 K5 t) H- r
  12.   GPIO_PinAFConfig(GPIOA,GPIO_PinSource9,GPIO_AF_USART1); //GPIOA9复用为USART1' Z- I( X2 L' @+ Q7 _/ P4 G1 D
  13.   GPIO_PinAFConfig(GPIOA,GPIO_PinSource10,GPIO_AF_USART1); //GPIOA10复用为USART1
    7 Q6 i7 e, m, C: ~
  14.   8 _, s7 [1 d$ Z
  15.   //USART1端口配置
    % d: q) }( b) y, u, j
  16.   GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9 | GPIO_Pin_10; //GPIOA9与GPIOA10
    " T4 e9 I% s& v/ \, `/ Y9 j
  17.   GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF;//复用功能
    8 G1 s) {7 Y& P, ~6 m
  18.   GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;  //速度50MHz. W: j; Q% u, H
  19.   GPIO_InitStructure.GPIO_OType = GPIO_OType_PP; //推挽复用输出  E- h+ R9 }+ h( ?$ B- h( v
  20.   GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_UP; //上拉; R3 _. Q/ i& w! t8 c
  21.   GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStructure); //初始化PA9,PA10
    : p2 T, W; @5 r6 _% }

  22. 0 L( ^; f; c1 G) T- [$ _
  23.    //USART1 初始化设置9 u7 [. e) a! L3 X+ M
  24.   USART_InitStructure.USART_BaudRate = bound;//波特率设置5 ~; j  L. c5 H* K
  25.   USART_InitStructure.USART_WordLength = USART_WordLength_8b;//字长为8位数据格式! r9 ~5 F9 z( J7 }9 R3 Z, {
  26.   USART_InitStructure.USART_StopBits = USART_StopBits_1;//一个停止位
    % x5 C& x  G3 w" e: N  p& @; M; U
  27.   USART_InitStructure.USART_Parity = USART_Parity_No;//无奇偶校验位
    & q$ `; B9 h" }, x' C$ V' P, v) t
  28.   USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None;//无硬件数据流控制7 }4 ~1 v/ l) i  y! B
  29.   USART_InitStructure.USART_Mode = USART_Mode_Rx | USART_Mode_Tx;  //收发模式+ W+ G; Z1 t! H5 r& z: x
  30.   USART_Init(USART1, &USART_InitStructure); //初始化串口1
    , t- o/ E$ ~6 j" U3 H
  31.     @8 O- |; q) P7 }
  32.   USART_Cmd(USART1, ENABLE);  //使能串口1 2 i  a5 ?% E$ ]; k0 {
  33.     Z$ g) X0 s" B; d$ F/ I! ]
  34.   USART_ClearFlag(USART1, USART_FLAG_TC);
    5 R5 [+ n8 u" L" J
  35.   / }9 F  M( }3 ^" O6 U: p& N
  36. #if EN_USART1_RX  
    ' @; |+ |3 U7 y9 [+ V9 ?
  37.   USART_ITConfig(USART1, USART_IT_RXNE, ENABLE);//开启相关中断
    4 y/ [6 [. ]# X' U0 q
  38. 5 B/ Q) l4 H* l- `5 m- D  `/ M
  39.   //Usart1 NVIC 配置( ?$ p  k5 Y# b
  40.   NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = USART1_IRQn;//串口1中断通道8 R4 u7 m# T. j* w& i/ ]
  41.   NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority=3;//抢占优先级3" W4 D. [  |3 S, |+ J, a& t7 R
  42.   NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority =3;    //子优先级3
      H% W' x1 z2 J! ~
  43.   NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;      //IRQ通道使能
    3 }) m! Q8 i2 i& d5 a! \
  44.   NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);  //根据指定的参数初始化VIC寄存器、
      v; l/ E- a* p0 _: u' w, k: o

  45. 6 `; U- z" T' E2 e3 c$ C
  46. #endif
    5 H3 ]2 R9 P+ z8 ~7 x6 s
  47.   
    ! S! q( T& H: m0 t6 c. p5 q
  48. }</font>
复制代码
串口中断处理函数:9 H9 r4 L% b" W  O" ^
  1. <font face="微软雅黑" size="3">9 N6 ?: e2 S+ W& y. Y: o2 L* M3 V
  2. void USART1_IRQHandler(void)                  //串口1中断服务程序
    ( W" R& \1 _8 p  w
  3. {
    " u# Q& o2 d5 n2 [
  4.   u8 Res;
    7 p# v; C# @2 A! d2 X2 [
  5. #ifdef OS_TICKS_PER_SEC     //如果时钟节拍数定义了,说明要使用ucosII了.$ R! X# K0 K& K
  6.   OSIntEnter();   
    0 a- ]4 P" m& H- K7 ?- @/ [! g
  7. #endif
    , a1 u8 j$ E8 U  T) z: G) b* |
  8.   if(USART_GetITStatus(USART1, USART_IT_RXNE) != RESET)  //接收中断(接收到的数据必须是0x0d 0x0a结尾)
    / D  P8 N4 y2 P/ M8 Y
  9.   {
    . N4 L/ c! b' U8 x, o+ F
  10.     Res =USART_ReceiveData(USART1);//(USART1->DR);  //读取接收到的数据
    $ v4 v4 c8 J0 ^* C) n
  11.    
    ) P- e9 c+ j$ {8 u" M- g4 B
  12.     if((USART_RX_STA&0x8000)==0)//接收未完成" `, o( @, g9 v0 l
  13.     {; f& t; Y0 I: \
  14.       if(USART_RX_STA&0x4000)//接收到了0x0d. X+ }2 {0 ?* u0 B
  15.       {7 A2 M0 D5 ]9 e% t1 |6 ?4 f
  16.         if(Res!=0x0a)USART_RX_STA=0;//接收错误,重新开始- l3 c6 J1 @1 V% J8 \. J3 u; V" ~
  17.         else USART_RX_STA|=0x8000;  //接收完成了 + m# R8 W" d6 P  K
  18.       }. \7 }# F% `; h7 G" G4 Y2 ]  K
  19.       else //还没收到0X0D  q$ J) P! p* L
  20.       {  3 A: Z5 a9 R- z. a% `$ p& {
  21.         if(Res==0x0d)USART_RX_STA|=0x4000;& c& ^. e8 _5 E& f* k
  22.         else
    " G; }/ e3 w* h) c
  23.         {& m' A! e) e. H, L$ ]. I% q. {
  24.           USART_RX_BUF[USART_RX_STA&0X3FFF]=Res ;0 |* N2 Y& I# m  v6 m5 d# A; Q
  25.           USART_RX_STA++;
    1 F9 _7 a+ o% T. g
  26.           if(USART_RX_STA>(USART_REC_LEN-1))USART_RX_STA=0;//接收数据错误,重新开始接收    6 j* y: `; I  _3 M: i
  27.         }     
    5 N, O/ _! \7 \0 J
  28.       }0 ?% G0 b) P" c( m' i3 O
  29.     }        7 ^) E. u; b! [. J; Y8 R
  30.   }
    $ D4 r- J% h8 c8 p1 Z7 E  n
  31. #ifdef OS_TICKS_PER_SEC     //如果时钟节拍数定义了,说明要使用ucosII了.
    5 ^7 {1 J1 V6 x. ^' y! ]6 f7 [
  32.   OSIntExit();                         ' b7 r! ^' K7 c
  33. #endif
    & H6 V; I$ e4 M) L3 Q: M: |
  34. } , D  h" |, i- R$ ~' T
  35. #endif  </font>
复制代码
字符串接收与处理(从openMV接收到的数据):1 N) r/ `! t. l( h, W
  1. <font face="微软雅黑" size="3">/*涉及到的全局变量
    9 Y( ^! B/ M: ]8 x
  2. float data[3];//x,y,z方向的距离,浮点数形式0 I- `0 n: y* |' u  @$ e% r4 b5 z
  3. unsigned char data_string[3][7];//x,y,z方向的距离,字符串形式$ F3 I- M  v7 R2 G' z+ f
  4. */
    6 V# C4 J+ Y9 d: t( `  u6 t, s
  5. if(USART_RX_STA&0x8000)
    , R8 d& W0 H' p7 V8 F/ p+ S: p
  6.     {  7 S* C$ A+ l% I5 G9 y; x
  7.       //清空字符串
    # V* w: c0 l/ f; l  Z' r
  8.       for(i=0;i<2;i++)- C+ R; T7 I1 \0 F, I8 S- T2 J
  9.       {* R5 O7 {! @8 t' R/ {4 \
  10.         for(j=0;j<6;j++)8 F6 ?- F& z6 r3 E
  11.         {
    * B# \' Z" t$ r8 Y. O! H/ M% G, y+ c
  12.           data_string[i][j]=' ';2 p; P3 ~/ h- W' A
  13.         }
    & ]" v  f( w. D5 x
  14.       }. u9 @3 X" p6 R3 f: n/ R1 [
  15.       len=USART_RX_STA&0x3fff;//得到此次接收到的数据长度
    + }4 p/ L* L! @$ Z" V) \
  16.       for(t=0,j=0;t<len;t++)9 X) F& c/ U: [$ K# X; u) f
  17.       {5 `) j$ M- O7 `1 ^4 M, e# g6 G
  18.         j=0;
    " c3 f0 S' v/ o  M
  19.         if(USART_RX_BUF[t]=='A')
    + F1 i0 |0 X4 @; x6 T4 H
  20.         {
    , |% i) D5 c1 ^- j' J+ g. {
  21.           t++;//去掉首字母
    , D$ a$ d3 _5 d8 I. T
  22.           while(USART_RX_BUF[t]!=',')
    , K! @0 ~' V* A
  23.           {
    9 ?6 F9 ^( z2 }3 |/ z, J& y4 z: R, t
  24.             data_string[0][j]=USART_RX_BUF[t];
    * R8 ~: {' _4 e5 q% Z
  25.             t++;
    * {9 E5 _+ H4 o( v
  26.             j++;( N: ?9 y3 m  }
  27.           }- \; V7 @5 }( H, V
  28.         }4 a! ]1 L0 c+ c4 s- L" M+ R
  29.         if(USART_RX_BUF[t]=='B')
    $ n$ k, t5 H. H& g
  30.         {
    1 _) H4 }4 V% W8 y0 L+ E
  31.           t++;//去掉首字母
    8 M/ ^2 G% w5 z7 K0 i
  32.           while(USART_RX_BUF[t]!=',')
    7 i. ?; f, \: P! i$ y* R/ W
  33.           {) t/ N3 r7 x& Y1 K% ~# n. e  m. G
  34.             data_string[1][j]=USART_RX_BUF[t];
    ; \5 U% D! G3 D2 U+ T
  35.             t++;
    0 p& ]0 i4 z/ h* \1 V
  36.             j++;0 U5 |: Q$ t: c( \0 ?7 x' p7 S
  37.           }
    7 N; F# J, t6 S- {8 r0 A& H! |
  38.         }: b5 v7 _2 `2 [- y) X0 y% D1 f
  39.         if(USART_RX_BUF[t]=='C')
    " ]0 ~8 p4 Z, t- ?
  40.         {7 O1 }  s5 S1 _- G
  41.           t++;//去掉首字母
    . N( Z. @0 x7 g( `( e; I4 g
  42.           while(USART_RX_BUF[t]!=','): M7 C  t: g7 Q  A
  43.           {
    7 C8 f2 z1 @- s. M& E( x. w
  44.             data_string[2][j]=USART_RX_BUF[t];
    , t; ^8 o7 d( s/ ~% p
  45.             t++;
    3 p" R& w# w, p
  46.             j++;
    4 Y% `$ W2 S  W6 ~' ]9 S6 W  _* X
  47.           }( i, e! h2 h: R4 S9 X* _' c
  48.         }
    " D6 \3 n1 z+ }1 v" ?0 y. w
  49.       }4 c5 s! }& V2 i( z0 }
  50.       //把字符串转化为浮点数; Z$ T$ t0 ^$ `5 S, i  s
  51.       data[0]=myatof(data_string[0])/100.0;//x3 J5 z/ g! J+ q( L( _. \
  52.       data[1]=myatof(data_string[1])/100.0;//y
    6 H# S% @- L4 ^
  53.       data[2]=myatof(data_string[2])*(-1)/100.0;//z,输入是负数,转换为正
    " o5 B; q7 o. L/ g* Z2 T
  54.         //USART2发送数据
    6 L. Q/ C' P) l* ]" e1 s
  55. //        Usart_SendString( RS232_USART, (uint8_t *)USART_RX_BUF );4 _5 Y' g8 F" d3 U; n
  56.         
    8 q6 \; n/ F/ [9 w
  57.       //LCD更新显示
    . g, `* w1 K! a4 r
  58.       //显示xyz: s. }7 l1 U* s/ k/ H" R# F
  59. //        CLEAR(10);
    # M3 x# {' L  `, `8 n+ J
  60. //        Gui_DrawFont_GBK16(30,0,BLACK,WHITE,clear);  |+ R9 b- e8 c) `1 g. y8 }8 D
  61. //        Gui_DrawFont_GBK16(30,0,BLACK,WHITE,data_string[0]);
      x; P: t7 X2 m$ z! v
  62. //        Gui_DrawFont_GBK16(30,20,BLACK,WHITE,clear);
    7 K& P! b% _- e1 M3 ~  q
  63. //        Gui_DrawFont_GBK16(30,20,BLACK,WHITE,data_string[1]);1 x( ~8 a  _. N
  64. //        Gui_DrawFont_GBK16(30,40,BLACK,WHITE,clear);. f  m! T' |6 {
  65. //        Gui_DrawFont_GBK16(30,40,BLACK,WHITE,data_string[2]);
    , E$ r( |3 |/ ?+ U! @' i2 u: D$ F
  66.         / C! w4 V$ B3 I2 o1 C$ `- J. G
  67.         USART_RX_STA=0;//清除标志位. B# R3 ]1 k" g1 D/ L) A
  68.     }
    3 M0 I6 E$ z3 U  E; R: ]  s/ j
  69. }' i2 ~1 o7 J1 `9 o0 W
  70. </font>
复制代码
字符串转化为两位小数浮点数(用于后续PID控制):
  m. m2 W, l: z$ B9 L4 D# F% K6 W, M2 @5 M: c9 H
  1. <font face="微软雅黑" size="3">int myatof(const char *str)//此函数仅适用于两位小数的浮点数,返回的是乘100后的int值,因float返回有错误! g* r: O9 R6 Z: Z6 x8 y( P0 O, U
  2. {
    / k& I2 o5 a( B( t$ `* Z) \
  3.   int flag = 1;//表示正数  S3 x! K) H5 T- z
  4.   int res =0;
    / M: D+ l! B+ K1 _" g6 z- T1 w3 d' a
  5.   u8 i=1; //小数点后两位6 q1 d/ n- S, B5 K1 [
  6.   while(*str != '\0')
      i* g2 z4 [* `
  7.     {- S) b5 }; }: p  F$ R8 o7 p8 ]
  8.       if( !(*str >= '0' && *str <= '9'))//找到字符串中的第一个数字( x0 E9 D: P. s5 E8 x8 w! f! n. T6 h* J
  9.       {- |# H% M9 a! k* m) [% s
  10.         str++;6 r7 p! y5 s6 H* z/ I  U# M; g8 d
  11.         continue;* u; B7 S: s: g& O* p
  12.       }
    ( [3 E7 Y2 [9 e4 B. f: N
  13.       if(*(str-1) == '-')5 \; X3 \' Z8 L' [$ `, Y1 a2 }
  14.       {
    * y3 n" i3 k+ [' f/ S1 m3 L
  15.         flag=-1;//表示是一个负数2 K! g. H! f8 g, V% C( _! ?( ?
  16.       }  }' _6 ?/ k( G; T. D

  17. " w% p: d. v  S' h! X/ ]2 [
  18.     while(*str >= '0' && *str <= '9')
    + k$ Z' [2 [5 c7 G
  19.     {7 C4 U& b8 N9 S1 n
  20.       res = res *10 + (*str - '0');
    5 {$ _3 n; `' d% V0 c  f. [
  21.       str++;
    4 O7 L2 D# ^# z" j+ l; }. t$ f1 C+ z
  22.     }3 B5 P* P" l( p0 z" ]
  23.     if(*str == '.')
    1 W3 ?! k' i" Z
  24.     {
    8 \: D1 [+ j; m" r4 A
  25.       str++;% W8 n1 m! O) z, ?& o$ \- `) a1 h
  26.       res = res *10 + (*str - '0');
    ) v. f* p2 d5 U1 P; Z+ H
  27.       str++;4 a+ c# {) v: u1 _4 V* [
  28.       res = res *10 + (*str - '0');//保留两位,故加两次
    ! \# c/ M- A) M
  29.       return res*flag;
    : s7 a7 x0 ~$ z2 |6 B# p( l$ ?
  30.     }
      c9 `' \. _3 h* C. p5 H
  31.     }+ k0 j  |5 c. j& p! {/ W4 i
  32. }3 |/ H, s% V$ D3 [: b3 ^* J; N  ?/ ^
  33. : H/ ]. U* n0 w, D

  34.   ]' m; l2 G7 f
  35. 2.3 LCD显示模块
    % Q) a' p3 }" q* o
  36. " r3 o. a* a5 b- r
  37. LCD模块用于调试时观察数据,调试完成可以删去,因为显示屏很耗时,使处理速度变慢
    2 B0 p0 E$ H8 E6 i
  38. 驱动函数总览:2 g1 Z2 p5 [( u2 z, h* P* j/ V

  39. $ D6 H; d/ }9 G$ q% u6 s. R8 z
  40. / A+ r+ q- u( |7 n7 U8 p: t, e
  41. 4 w( I0 N% Z& B. x6 B6 t$ X
  42. void LCD_GPIO_Init(void);
    . J) p* z- L$ c: z& B: e
  43. void Lcd_WriteIndex(u8 Index);* l8 n& K$ D- [: S( l' i
  44. void Lcd_WriteData(u8 Data);
    # r- g5 F' B0 u( u6 Z' u* Y; ~1 D
  45. void Lcd_WriteReg(u8 Index,u8 Data);
    + [" i# o" z0 ?. ]  A3 c
  46. u16 Lcd_ReadReg(u8 LCD_Reg);
    4 `3 F- J& E1 z+ Y5 R+ ?" K2 y
  47. void Lcd_Reset(void);
    ) t" j  z; e3 }: a% V
  48. void Lcd_Init(void);' U3 b2 X+ a' @: w5 @- C
  49. void Lcd_Clear(u16 Color);
    3 L2 o' z. F- M& {' U4 H# M4 u) b
  50. void Lcd_SetXY(u16 x,u16 y);: o! l5 e6 k+ f+ L6 ]" _: T
  51. void Gui_DrawPoint(u16 x,u16 y,u16 Data);
    ( M  p. {" Z- ]! t
  52. unsigned int Lcd_ReadPoint(u16 x,u16 y);5 w, X) y1 ?9 j2 F
  53. void Lcd_SetRegion(u16 x_start,u16 y_start,u16 x_end,u16 y_end);
    & o- f5 O' Z: B2 T' |' x; W& m
  54. void LCD_WriteData_16Bit(u16 Data);</font>
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, B& F; l6 p/ W

+ m/ ~" A3 e: |! g  yTFT屏幕初始化:9 F  B- z+ `) a& O. s- _

7 I+ l& [' B9 W1 j9 }
  1. <font face="微软雅黑" size="3">void TFT_Init_Show(void)
    # ^) k& G- J8 F: Z2 I! |0 h
  2. {
    ( U7 [( g/ N+ W5 I; E6 r
  3.   Lcd_Clear(WHITE);" j% d9 A4 b$ T% c  C
  4.   Gui_DrawFont_GBK16(16,70,BLACK,WHITE,"by WILL CHAN");
    , k1 L0 B) y. H
  5.   delay_ms(1000);3 @4 z1 b+ y, M
  6.   Lcd_Clear(WHITE);
    , @# s; z! K! B4 _
  7.   Gui_DrawFont_GBK16(3,0,RED,WHITE,"X:");$ u& L; M1 ~. o8 U+ V/ L# B0 E" e
  8.   Gui_DrawFont_GBK16(3,20,RED,WHITE,"Y:");% e( H0 b6 f- @/ j! ^
  9.   Gui_DrawFont_GBK16(3,40,RED,WHITE,"Z:");, Z) w: v* i" \) x  l+ t
  10.   Gui_DrawFont_GBK16(3,60,RED,WHITE,"speed:");: y0 n6 ]! s, u8 e( K3 x0 Z& t. c5 |
  11. }</font>
复制代码
字符串显示函数;; V; ?+ y  q+ n1 g6 z+ b) q& X
  1. <font face="微软雅黑" size="3">
    3 m& k; O, F- _8 I# V7 N& t
  2. void Gui_DrawFont_GBK16(u16 x, u16 y, u16 fc, u16 bc, u8 *s)* V+ @$ `( @3 y2 A1 j  v* V
  3. {% V! j9 g& c0 a  k' p0 N' P
  4.   unsigned char i,j;, a: w3 Q) _$ |- G' ]' C; P& C& X
  5.   unsigned short k,x0;
    : W! j) d, f# u0 ~
  6.   x0=x;
    - p% B! y. j& j# H( l& M+ H
  7. 8 q1 Q5 H5 v) g2 S8 `* `0 B
  8.   while(*s) 7 d9 M9 w# i  |  ]" n
  9.   {  # X( {) I; w. H8 g, S
  10.     if((*s) < 128) 5 w- @) X) C1 {: C) V6 Z, q
  11.     {- a, s! V" H) v& Z: y  K
  12.       k=*s;
    3 a& o/ Y- M% \3 b; l4 P& ~2 `# K
  13.       if (k==13) 0 ~7 Y+ P5 @9 C( |, t
  14.       {, n4 d; F, N. c6 C+ g+ x
  15.         x=x0;* ]9 f+ F! J. Y! K1 k! C
  16.         y+=16;& T, ?- N6 G! n6 g- T
  17.       }  i* ?# r! D0 J/ Z5 l. a$ o
  18.       else - k5 B2 D5 H0 ^
  19.       {
    & Z* ]5 x+ C* n" b
  20.         if (k>32) k-=32; else k=0;
    ( b" x3 G+ j3 t6 O9 S+ n9 ^
  21.   $ c. ?* }7 l1 |
  22.           for(i=0;i<16;i++)9 x$ A8 X  p3 ~9 n
  23.         for(j=0;j<8;j++) 4 ~: W- N, {$ A5 @3 {) y
  24.           {
    ' u' P( q2 v. J
  25.               if(asc16[k*16+i]&(0x80>>j))  Gui_DrawPoint(x+j,y+i,fc);
    4 e. ]! L7 @7 n- p3 p4 t' {
  26.             else
    ' B/ j( p" ~+ x
  27.             {# M" B% D) E+ n; ^! ^& C
  28.               if (fc!=bc) Gui_DrawPoint(x+j,y+i,bc);6 F/ b7 N: x7 Y4 ~5 ^7 U3 b
  29.             }3 j% D$ `) L! `& t
  30.           }
    ( @, J( A' E* z4 {& Q* ]
  31.         x+=8;
    ! I6 s; S+ v9 y+ c& j1 [
  32.       }
    # I- j& g, x1 |  R! |7 B
  33.       s++;
    - @4 u/ V6 ~* o6 R* f( u1 h
  34.     }7 g8 e! ]/ e# K+ \; C
  35.       1 O  J1 m, E7 F% ]: ~2 U+ n
  36.     else
    " m$ v0 i- U/ }' e+ P9 f
  37.     {
    ( F9 g$ c% N+ E) g! L9 l$ K0 P
  38.    
    9 @7 O3 x& E( ^& G4 d

  39. 3 R% f; I, z6 m& Q9 L$ A- A
  40.       for (k=0;k<hz16_num;k++)
    # N* ~6 o# F" h+ r: c0 J2 q
  41.       {" e6 h) p# a. q6 F3 i% G0 {( G( h
  42.         if ((hz16[k].Index[0]==*(s))&&(hz16[k].Index[1]==*(s+1))); A0 D. [0 M) o! Z
  43.         {
    0 D. ~; W' M4 d+ \
  44.             for(i=0;i<16;i++)% _+ Y5 ^' i( ]) H7 l& I
  45.             {+ [& _/ c; f7 G6 ]
  46.             for(j=0;j<8;j++)
    6 j8 N/ q. V3 ]
  47.               {  d, U$ W1 m4 {
  48.                   if(hz16[k].Msk[i*2]&(0x80>>j))  Gui_DrawPoint(x+j,y+i,fc);3 m: o+ v! l8 l, A$ w2 l+ D2 p; b
  49.                 else {7 z( E; E# Y" w9 B! N9 F
  50.                   if (fc!=bc) Gui_DrawPoint(x+j,y+i,bc);
    2 o. O2 g# D4 g% {2 V& b  R; C9 Z
  51.                 }# |  T: u6 z- j) o
  52.               }( n( T( x. O2 h5 K- N* O
  53.             for(j=0;j<8;j++) 0 M/ Y; H6 |) h& e* O& p8 L
  54.               {% G/ Q0 K9 z5 K# g1 q! t. M
  55.                   if(hz16[k].Msk[i*2+1]&(0x80>>j))  Gui_DrawPoint(x+j+8,y+i,fc);
    ' A# ]1 N6 j, j( v6 l/ [
  56.                 else 7 V  I4 r4 F4 f4 M( q
  57.                 {
    + k* H0 h: Q: `
  58.                   if (fc!=bc) Gui_DrawPoint(x+j+8,y+i,bc);6 d7 F1 [3 M3 E% \( L% r
  59.                 }. Q  r. o3 K& M
  60.               }  j# F2 G$ X0 z6 o! J6 S- W
  61.             }
    1 z; T9 j7 }, z  C8 j
  62.         }$ }$ S4 q7 G) ~2 O" p' m% b
  63.         }* k  Z* p, m; z. {# F* q1 R) g
  64.       s+=2;x+=16;
    2 M4 a3 r! b% y4 L7 G' e
  65.     } 1 y) ~% k. w) }! L* R4 S+ s; x
  66.    
    4 l9 q; l8 H" k' ~5 |, ]% I
  67.   }
    % P% ^5 f7 F% N2 h  e
  68. }
    " h9 b# N+ v3 o' U1 G/ A& U
  69. </font>
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2.4 电机、舵机与编码器
" S  s5 O& I6 Q4 Y# l& i( k* J  f2 f

/ ?3 {- ?1 j1 P; w$ t定时中断:TIM2,用于修改电机和舵机的PWM占空比: p6 ^" D6 G8 r, a0 v+ G2 D
初始化函数:
: I, E" a) C6 y/ T9 A# ]/ T/ p0 L( A" p1 C, E+ H- p5 ]9 t: W$ z% w& {
  1. <font face="微软雅黑" size="3">  s# T9 r% q7 k; M. C; w  o
  2. //通用定时器2中断初始化
    + |+ D) c" e; ]" x
  3. //arr:自动重装值。
    ; Z5 F, ]. r8 {" x1 H' c5 y# K  f3 m
  4. //psc:时钟预分频数
    $ V& I# n" ^0 u/ b
  5. //定时器溢出时间计算方法:Tout=((arr+1)*(psc+1))/Ft us.
      h, c- \7 z9 l) F" I
  6. //Ft=定时器工作频率,单位:Mhz
    ) j! E, p8 m0 |6 u# {5 X/ F$ d; X) Y
  7. //这里使用的是定时器2!2 z) g$ N8 D+ Y( ?3 l% x  A) ^! A
  8. void TIM2_Int_Init(u16 arr,u16 psc)
      `8 y8 \7 ]9 x* A5 |
  9. {
    7 c. @1 s& m( T
  10.   TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseInitStructure;$ s0 x$ L+ n- U: t; J- F' W
  11.   NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;3 o. M# V. B" I
  12.   $ |0 Y% N+ _* X- l
  13.   RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM2,ENABLE);  ///使能TIM2时钟
    6 `. n, V" Z1 }5 w
  14.   + V$ H& l5 d# `' d: e- l% n
  15.   TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Period = arr;   //自动重装载值" q/ O; L, c" f* @
  16.   TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Prescaler=psc;  //定时器分频+ \- n; I" l( r: |* g1 i
  17.   TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_CounterMode=TIM_CounterMode_Up; //向上计数模式
    2 {0 s' r" B) Z* D9 q
  18.   TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_ClockDivision=TIM_CKD_DIV1; + k" {' `! H( K8 r. e# V3 \7 B
  19.   + K, x- w# m# ^$ v. F4 {0 B& P
  20.   TIM_TimeBaseInit(TIM2,&TIM_TimeBaseInitStructure);//初始化TIM3  \0 U2 |. d/ O& i. a0 y( G
  21.   ) |* n  t) r2 Z8 n- h  m8 u
  22.   TIM_ITConfig(TIM2,TIM_IT_Update,ENABLE); //允许定时器2更新中断8 v2 K) e3 `: [6 K% s5 S+ m4 `
  23.   TIM_Cmd(TIM2,ENABLE); //使能定时器2
    . a* S' o# `9 b( q: \
  24.   8 C5 e5 t5 _7 ]- b1 H
  25.   NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel=TIM2_IRQn; //定时器2中断
    , _/ O# G) ?9 C9 [0 A1 P
  26.   NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority=0; //抢占优先级1- Z- m8 d6 w; _! l
  27.   NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority=2; //子优先级3
    7 N; S, ]6 x/ @4 K7 \0 K) T* W
  28.   NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd=ENABLE;5 t( Z2 g3 \2 ]( H( b; k
  29.   NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);) L  F1 }8 z. A/ Z: v
  30. 3 i; I7 X  C: k
  31. }</font>
复制代码
TIM2中断处理函数:8 u, g: ^  s) F( S$ g; J; w
  1. <font face="微软雅黑" size="3">
    + }" I, u' M  B" {
  2. void TIM2_IRQHandler(void)! ^( x5 }; I* y2 ~$ v; |
  3. {  
    ; B- o9 Y- E! l: C
  4.   if(TIM_GetITStatus(TIM2,TIM_IT_Update)==SET)//溢出中断, f3 o- s% g" v$ L5 A
  5.   {: |% l" O, ]0 K' S/ `9 B1 \5 A+ A
  6.     if(motor_flag==1)//反转; f* }7 N' t3 Z
  7.     {' |" w( e) N2 |+ r/ G$ k7 n! g
  8.       TIM_SetCompare1(TIM8,motor_duty*PID_val_motor*400.0);//和定时器的自动重装载值进行比较,来设置占空比,引脚:PC6
    : c/ V: l8 M3 [) A3 }
  9.       TIM_SetCompare2(TIM8,0);
    1 H; s. X& _* _% \9 O: G- q$ G
  10.     }
    1 B, D( M) Q3 X7 I. W/ w8 D0 H- d" s
  11.     if(motor_flag==0)//正转
    " k0 \- [3 C+ o
  12.     {/ G/ Y" s9 y# ?( E9 s0 U
  13.       TIM_SetCompare1(TIM8,0);6 h; i7 Y$ d' e+ _, q# x
  14.       TIM_SetCompare2(TIM8,motor_duty*PID_val_motor*400.0);//和定时器的自动重装载值进行比较,来设置占空比,引脚:PC7
    ' X( n8 T9 ?3 ]( \, y
  15.     }: O/ t- Y5 L# Y$ o+ D. J6 w
  16.     TIM_SetCompare1(TIM3,200-(servo_angle/45.0+1)*5);//设置舵机角度,引脚:PA6
    % j6 J, x6 g6 s* i
  17.   }
    0 y# E. l* O7 q& f" G; x
  18.   TIM_ClearITPendingBit(TIM2,TIM_IT_Update);  //清除中断标志位9 P- Y; i" q8 h! q% e$ y) g* t
  19. }2 S6 b8 B3 s% [& m
  20. </font>
复制代码
PWM输出:TIM3(舵机),TIM8(电机)
! j9 Y+ S' m- `) I. a8 v8 }5 J初始化函数(以TIM8为例):
0 Y- _/ k5 `$ m7 R, `
$ Q0 t; Q" O- G
  1. <font face="微软雅黑" size="3">2 J/ B6 n  x* {" H1 l
  2. void TIM8_PWM_Init(u32 arr,u32 psc)
    $ _& k' R4 X- [8 ~; i
  3. {               
    : y$ t. B  _3 |. o! J  P1 [
  4.   //此部分需手动修改IO口设置
    $ F& p7 q$ I/ V
  5.   0 t2 P9 Z  w  K/ Z% k; p: E
  6.   GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;% f; `2 ^6 S1 n" s) E& B: y
  7.   TIM_TimeBaseInitTypeDef  TIM_TimeBaseStructure;5 t- {8 ]0 J' I6 b& F% P$ S/ Q1 c
  8.   TIM_OCInitTypeDef  TIM_OCInitStructure;
    * O+ O* V( V- T- }8 g
  9.   TIM_BDTRInitTypeDef  TIM_BDTRInitStructure;& Y, ]8 H+ R# W. [3 m' G7 Y
  10.   1 D3 q3 I1 }6 z3 `
  11.   RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_TIM8,ENABLE);    //TIM8时钟使能    1 R9 e9 |3 l  L  U2 b- ?
  12.   RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOA|RCC_AHB1Periph_GPIOB|RCC_AHB1Periph_GPIOC, ENABLE);   //使能PORTA时钟  
    3 j6 q; y" \' e# h3 Z9 X: U
  13.   
    & ?! o. M4 B# V3 s4 `  J
  14.   GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_7;           //GPIOFA9 H( F+ O% w: N/ [+ [
  15.   GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF;        //复用功能
    $ E& J  u& u8 D. d' {; s+ |7 U9 }
  16.   GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;  //速度100MHz
    : B! d/ e. P) m  v
  17.   GPIO_InitStructure.GPIO_OType = GPIO_OType_PP;      //推挽复用输出
    * B; Z6 x2 ^6 }
  18.   GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_UP;        //上拉, U& G! N8 X- ]0 M, }  U1 I
  19.   GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStructure);              //初始化PA7
    ; l0 N. _: @8 @  _3 E

  20. & f) g- N% O3 ~9 D
  21.   GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0|GPIO_Pin_1;
    ; q% e6 A! @3 z
  22.   GPIO_Init(GPIOB,&GPIO_InitStructure);
    2 U0 P! D2 C/ \/ M) W" t1 V8 w
  23.   
    0 U( c9 X" a! I' y
  24.   GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_6|GPIO_Pin_7|GPIO_Pin_8;6 Q/ v+ X  A' ^$ C7 F; I
  25.   GPIO_Init(GPIOC,&GPIO_InitStructure);' H+ T% p# Z" H: j8 w/ m
  26.   ; |, w& }* v6 y0 Y
  27.   GPIO_PinAFConfig(GPIOC,GPIO_PinSource6,GPIO_AF_TIM8); //GPIOA8复用为定时器1$ ?* _: u( n  f; [
  28.   GPIO_PinAFConfig(GPIOC,GPIO_PinSource7,GPIO_AF_TIM8); //GPIOA9复用为定时器1
    $ E+ b3 C, e' D) B) h- [) m" q
  29.   GPIO_PinAFConfig(GPIOC,GPIO_PinSource8,GPIO_AF_TIM8); //GPIOA10复用为定时器1) e5 s1 I; c4 x* F; C2 i
  30.   GPIO_PinAFConfig(GPIOA,GPIO_PinSource7,GPIO_AF_TIM8); //GPIOB13复用为定时器19 G$ x4 u4 A, X# ^! ~4 I$ p
  31.   GPIO_PinAFConfig(GPIOB,GPIO_PinSource0,GPIO_AF_TIM8); //GPIOB14复用为定时器1
    * y; e7 r* l/ @( u1 A. e) S0 ?  a: Z% {
  32.   GPIO_PinAFConfig(GPIOB,GPIO_PinSource1,GPIO_AF_TIM8); //GPIOB15复用为定时器1
    3 I. F9 b& }' D2 s
  33. ' z& O+ @  [! L4 x9 y
  34.   TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler=psc;  //定时器分频4 v7 f! U% L( c% ]5 c, f( J
  35.   TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode=TIM_CounterMode_Up; //向上计数模式0 T  W: z0 `  t8 F" j- f
  36.   TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period=arr;   //自动重装载值
    5 v3 `* m6 U3 P' X  l( N9 I
  37.   TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision=TIM_CKD_DIV1;
    8 g/ {' R" R# k4 r& B- a" s. O
  38.   
    ! m5 j" f- ?6 Z) a
  39.   TIM_TimeBaseInit(TIM8,&TIM_TimeBaseStructure);//初始化定时器1
    3 }0 s) Y4 D9 |4 G6 I3 i5 r- F
  40.   
    5 b0 V+ G7 z" e( y; x$ o$ O  x& _2 b
  41.   //初始化PWM模式   
    . o+ N+ W+ N# {5 o: x8 T: ]. ~
  42.   TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM1;6 y0 ^% q1 n9 }  B8 q. c8 T
  43.   TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable;
    2 j% y. @+ G' f& `1 ]7 B/ d8 }: [
  44.   TIM_OCInitStructure.TIM_OutputNState = TIM_OutputNState_Enable;
    , I6 {/ t. G% B% k0 x4 A
  45.   TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse = 0;% R& ~* a8 ~% {7 d
  46.   TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_High;+ M  a9 r( b) C7 m# \% K" M
  47.   TIM_OCInitStructure.TIM_OCNPolarity = TIM_OCNPolarity_High;
    ) |8 @3 _! [3 F
  48.   TIM_OCInitStructure.TIM_OCIdleState = TIM_OCIdleState_Reset; 1 J/ z3 x3 o- \" i1 ~6 `
  49.   TIM_OCInitStructure.TIM_OCNIdleState = TIM_OCIdleState_Reset;3 r0 r. Y3 g8 D( ?& Y" U
  50. ! I2 b' S4 T1 f* [( T6 f1 S
  51.   TIM_OC1Init(TIM8, &TIM_OCInitStructure);
    9 [; ?" G' A5 [' ^% f' x+ R# ^& ]) t
  52.   TIM_OC2Init(TIM8, &TIM_OCInitStructure);7 a+ F' I" \# O, ^
  53.   TIM_OC3Init(TIM8, &TIM_OCInitStructure);& F4 j# q; U& O& M. x3 X2 x# l' h/ I
  54. $ s5 l+ x) l& _1 z- W* B! J+ R: j8 p% u
  55.   TIM_OC1PreloadConfig(TIM8,TIM_OCPreload_Enable);
    : F3 ]' P$ Y  r" Y
  56.   TIM_OC2PreloadConfig(TIM8,TIM_OCPreload_Enable);
    : l5 k" W* Z0 S2 g3 }
  57.   TIM_OC3PreloadConfig(TIM8,TIM_OCPreload_Enable);% N" n# {9 K4 b+ _4 d

  58. ; |9 ?/ j5 n1 Q8 B" ^" Q
  59.   TIM_BDTRInitStructure.TIM_OSSRState = TIM_OSSRState_Enable;
    9 G' G9 f  ^4 C$ e2 Y
  60.   TIM_BDTRInitStructure.TIM_OSSIState = TIM_OSSIState_Enable;# J8 V7 p+ b- E5 f9 g
  61.   TIM_BDTRInitStructure.TIM_LOCKLevel = TIM_LOCKLevel_OFF;
    ! s4 D6 l1 d( v9 ?* E' f( V3 c8 x
  62.   TIM_BDTRInitStructure.TIM_DeadTime = 0;9 a. K4 k* s! ^! [
  63.   TIM_BDTRInitStructure.TIM_Break = TIM_Break_Disable; , p" k* W, y8 C" c6 u* }8 T7 }
  64.   TIM_BDTRInitStructure.TIM_BreakPolarity = TIM_BreakPolarity_Low;
    ) |# i' e6 u, z# D5 Q
  65.   TIM_BDTRInitStructure.TIM_AutomaticOutput = TIM_AutomaticOutput_Disable;- W$ ?, d. R: Q9 E$ d9 P) F3 V% d
  66.   TIM_BDTRConfig(TIM8,&TIM_BDTRInitStructure);' D% G0 w. p+ }$ l" p( t: p. f8 P& Y+ ~
  67. 4 f1 P$ N8 G9 ~8 y7 v, I; j6 ?
  68.   TIM_Cmd(TIM8,ENABLE);
    / @( B  `8 P: `2 A- B- I: S
  69.   TIM_CCPreloadControl(TIM8,ENABLE);$ m- N9 U* N3 \/ s, e
  70.   TIM_CtrlPWMOutputs(TIM8,ENABLE);$ b# R" ?2 \& C' n7 J3 o2 Q
  71.                       - g2 H, x0 u1 W9 }. o0 u
  72. }</font>
复制代码
编码器初始化函数:
6 M( e" t; i# V5 ~- \6 W2 g" |  @
  1. <font face="微软雅黑" size="3">
    ) g, `5 L! F% a) R: J
  2. void Encoder_Init_TIM4(void)
    9 x6 m0 f2 p3 k7 }) Y1 ^" B
  3. {% g; F9 [: E7 f+ k4 n
  4.     GPIO_InitTypeDef         GPIO_InitStructure;
    * l, L# G- l5 ^7 x
  5.     TIM_TimeBaseInitTypeDef  TIM_TimeBaseStructure;
    & V" m9 {, U! q. U
  6.     TIM_ICInitTypeDef        TIM_ICInitStructure;
    2 E- U* |, I! R, f! g
  7.     NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;. o* L+ _# n2 \9 j# b

  8. ( v1 o; N- A+ e; Y  d3 [3 N+ ]
  9.     RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM4,ENABLE);//开启TIM4时钟/ e: g2 |$ O8 d$ ~
  10.     RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOB,ENABLE);//开启GPIOB时钟& V/ \3 c, X2 y6 m9 r4 P
  11.   : ]; {4 Y  n' W/ g$ p) G# w
  12.     GPIO_PinAFConfig(GPIOB,GPIO_PinSource6,GPIO_AF_TIM4);//PB6引脚复用& Q# R# e; [2 ?8 m& |0 b+ L5 `: E* j
  13.     GPIO_PinAFConfig(GPIOB,GPIO_PinSource7,GPIO_AF_TIM4);//PB7引脚服用
    & [3 J6 v5 C$ N
  14. 9 U2 a( X$ V- T$ q* x) u% e
  15.     GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_6|GPIO_Pin_7; //GPIOB6,GPIOB7/ g6 c$ b+ h# J" n- h1 a/ \$ c% t
  16.     GPIO_InitStructure.GPIO_Mode  = GPIO_Mode_AF;
    $ c4 Y! S1 X- n
  17.     GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
    ( G2 C3 T% [9 }: k7 ^- P" k
  18.     GPIO_InitStructure.GPIO_OType = GPIO_OType_OD;& u/ u& m8 E5 |! A
  19.     //GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd  = GPIO_PuPd_NOPULL ;* i% J" `8 P% g* v
  20.     GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd  = GPIO_PuPd_UP;) Q3 r8 _7 p" o/ H9 e
  21.     GPIO_Init(GPIOB,&GPIO_InitStructure); , z9 @: y2 [# S) i8 x
  22.    
    " D7 S5 m- R+ T  U1 L
  23.     NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = TIM4_IRQn;
    1 i* W9 |- X6 C5 e4 g2 n0 b- }8 K; l* G2 y
  24.     NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 1; /*它的抢占优先级可以尽量设置低点*/7 X! d6 l1 Y% s2 q
  25.     NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0;6 C1 _; L  d, ], _3 f' l
  26.     NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = DISABLE;//禁用中断,防止计数溢出而没有相应函数,造成卡死( ~# ?/ Y2 @! O
  27.     NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);) k. f8 ]0 V% H' r3 y
  28. 1 @7 X9 Z$ l% ], u, D0 w/ a$ ^
  29. ) y2 A; b; U4 |( b0 A. Z! F

  30. 1 ~- A1 F; A4 ~( U0 T( e4 z( H
  31.     TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = 4095; //设置下一个更新事件装入活动的自动重装载寄存器周期的值
    # R4 M9 L- g1 ~* D5 g4 x5 Z2 @+ I, B
  32.     TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler = 0; //设置用来作为TIMx时钟频率除数的预分频值  不分频& U+ A* r- X$ ~6 u3 O3 d- A
  33.     TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = 0; //设置时钟分割:TDTS = Tck_tim
    8 x1 |' T9 x! f; s. r
  34.     TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;  //TIM向上计数模式8 |1 n5 ~7 Z  M3 u0 k% g
  35.     TIM_TimeBaseInit(TIM4, &TIM_TimeBaseStructure);
    " ?7 R$ K- ~4 z. q/ |! ^4 i3 ]

  36. ! ^) o5 H0 `6 A
  37.     TIM_EncoderInterfaceConfig(TIM4, TIM_EncoderMode_TI12,TIM_ICPolarity_Rising,TIM_ICPolarity_Falling);# B7 A/ H# `8 m" I2 \
  38.     TIM_ICStructInit(&TIM_ICInitStructure);* ~# @5 W$ t1 g0 X6 K+ g3 l# [) F1 ^
  39.     TIM_ICInitStructure.TIM_ICFilter = 10;  //输入滤波器
    ; W) ]( E; h0 {
  40.     TIM_ICInit(TIM4, &TIM_ICInitStructure);: X2 j! B' P! h* d" d
  41.     TIM_ClearFlag(TIM4, TIM_FLAG_Update);  //清除所有标志位+ u6 n, l" B+ {4 x/ l
  42.     TIM_ITConfig(TIM4, TIM_IT_Update, DISABLE); //允许中断更新
    - G9 e* Y: H7 j+ ]: a1 g
  43.     TIM4->CNT = 0;
    / ^; a. H$ f* u0 a' V
  44.     TIM_Cmd(TIM4, ENABLE);  //使能TIM4
    ! ?4 Y7 c9 ]4 w
  45. }7 W) ?) N: w8 a. f4 d
  46. </font>
复制代码
编码器返回速度值:5 s2 j1 u3 }9 m' y
  1. <font face="微软雅黑" size="3">/**************************************************************************
    3 m: o) \- _0 A
  2. 函数功能:单位时间读取编码器计数
    & l; ~5 w, o; A. g
  3. 入口参数:定时器
    1 c: m+ b4 R  i2 `% Q
  4. 返回  值:速度值
    6 L" k$ }1 V+ g9 _7 r: e' h, H6 K
  5. **************************************************************************/
    & Y$ ~, X  j% P8 G7 z
  6. float Read_Encoder_Speed(uint8_t TIMX)
    8 d5 B, J  @3 m. n' h3 u; E
  7. {$ ~; }0 E% U- D4 i% H
  8.     int32_t Encoder_TIM;) M3 R1 W& X7 G% @- X3 {
  9.     float res = 0;
    1 N! @0 Z: ~, S( v. ^2 E
  10.     switch (TIMX)
    . `% k1 N  c  z/ X' Q3 Y
  11.     {3 y1 e: H) i9 k+ V4 O4 m
  12.     case 5:
    / a/ j$ u" U& T6 `) c0 j0 w: D0 U( F
  13.         Encoder_TIM = TIM_GetCounter(TIM5);
    . C/ r+ _% g: Z* S
  14.         TIM5->CNT = ENCODER_BASE_COUNT; & L: V) @& ?+ R# q6 k) L/ V1 m
  15.         res = (int32_t)Encoder_TIM - ENCODER_BASE_COUNT;
    # ^2 S, F9 j3 {" N
  16.         break;
    8 D  ^# e0 j5 l4 T
  17.     case 4:
    8 {: h8 z5 n* e* d% w  e1 o
  18.         Encoder_TIM = TIM_GetCounter(TIM4);
    1 j  E5 H8 y+ r5 H% M- ]/ }
  19.         TIM4->CNT = ENCODER_BASE_COUNT;
    / F9 i8 t/ K0 t) o2 b! q9 G! }
  20.         res = (int32_t)Encoder_TIM - ENCODER_BASE_COUNT;
    ' c3 R* |9 [& g
  21.         break;
    % i3 z- }! V8 ~
  22.     default:- x6 T6 Q  Z* M3 N6 D
  23.         Encoder_TIM = 0;
    / t% @) Y1 j$ X$ ^+ ?
  24.         res = 0;# ^9 C1 [9 H* ]* _) V) x
  25.     }- ^4 a  m: }: W" _0 e
  26.     if(res>2048.0f)- ^* K' O9 L9 f5 T; T. ]' k5 h
  27.         res-=4096.0f;
    ; U+ g& q6 Q, i& D" E* l  ~
  28.     return res*360.0f/4096.0f;
      U/ G1 z# V' p: L; T$ ^- q9 m
  29. }
    ; G* I) o1 T* D+ L) d5 j
  30. </font>
复制代码
定时从编码器取数,注意,时间不一样,取回的数值也不一样,取决于实际速度以及编码器线数。这里50ms取一次:& M1 M/ e# ?+ A0 ]2 Z5 N
  1. <font face="微软雅黑" size="3">( T4 F# ~6 W5 N; X& ~2 x5 U! n
  2. void TIM7_IRQHandler(void)//频率20HZ,用于编码器计数
    9 }, {8 u: M) {+ s
  3. {  
      R3 D0 Z3 U+ \( d
  4.   if(TIM_GetITStatus(TIM7,TIM_IT_Update)==SET)//溢出中断
    : k- b* o3 a6 e# h
  5.   {$ E; v7 Q3 Y' ]' H4 y" V
  6.     speed=Read_Encoder_Speed(4);; d3 B( g& c4 {1 r
  7.   }
    ( M% h) T6 ?1 t9 u* g
  8.   TIM_ClearITPendingBit(TIM7,TIM_IT_Update);  //清除中断标志位
    3 u1 S3 m9 G5 x+ Y/ X( K# B, `8 c: [
  9. }</font>
复制代码
2.5 PID控制
0 M5 T3 F! \; {0 E( H  k; v5 t4 v2 P: }" h- U
0 B) G4 Z- d- G/ x/ ^! r- c" j# q
PID库函数:
. c# P2 M  m; d5 u6 c% n
! I5 F5 i% H- l" M6 Q$ e
  1. <font face="微软雅黑" size="3">. I3 I" Y* D2 C0 H- `
  2. #define N 2        //需要对多少变量进行pid调节
    8 S. k0 b* x1 X! X) w

  3. 7 D# e0 V, u% T) ^  _; l
  4. const float KP[N]={1.3,1.0};//这里只用了比例调节$ {0 C& Y3 F1 ^5 P6 c9 ]: M6 @
  5. const float KI[N]={0,0};7 M- d$ [9 a% P+ U$ s! K8 O
  6. const float KD[N]={0,0};
    , ^, H5 G* I4 Q' D9 d

  7. " j/ t4 J5 s" K- W) B

  8. 8 s' |6 q1 C" \) o# e* t* M
  9. struct _pid{
    . O, J" ^+ [% j" j
  10.   float SetVol;        //定义设定值
    ! `3 Q  N. g: l' p1 }
  11.   float ActVol;        //定义实际值
    ( x& Q* P: |4 v2 k! Y
  12.   float Err;          //定义误差
    1 \0 v* c, A, z
  13.   float  Err_Next;      //定义上一个误差
    * ~# C$ ?# _8 c; t4 y/ k
  14.   float  Err_Last;      //定义上上一个误差
    1 g/ M5 h  z" a; ]4 \
  15.   float Kp,Ki,Kd;      //定义比例、积分、微分系数2 v: a' f6 V0 s( u! Z* r( y
  16.   float integral;      //定义积分值
    1 k8 f( f. }4 A4 p
  17.   float actuator;      //定义控制器执行变量, b' E- H4 J# p9 h0 U
  18. }pid[N];* v' @& F: Y, a  x; N% J! R: A

  19. ! S- [, j6 C' V) Q' j
  20. void PID_Init(void)" C4 A* w" J# t" Z% c1 a
  21. {! z) B8 u& E& d5 Z- e- \
  22.   for(int i=0;i<N;i++)
    # \& F; j6 `7 [" b
  23.   {: g6 `4 P% E0 \
  24.     pid[i].SetVol=0.0;3 H4 H- T, B$ y! Q0 x8 Z0 z
  25.     pid[i].ActVol=0.0;, G1 W4 Q) Z3 U$ L8 i4 l
  26.     pid[i].Err=0.0;' [- R9 v0 Y0 ^" R
  27.     pid[i].Err_Next=0.0;
    - M: C" ~0 y$ x& t) K* V
  28.     pid[i].Err_Last=0.0;
    1 K5 `7 l- }" L! P% H; H4 p
  29.     pid[i].integral=0.0;. [, U: b4 n. B: ~, h9 a
  30.     pid[i].actuator=0.0;, r, y% V5 n+ j; S. \
  31.     pid[i].Kp=KP[i];
    * M4 G' K1 z( r( H
  32.     pid[i].Ki=KI[i];
    ; Z3 D" u% J9 U- Q# Q; ~# L" R3 ^
  33.     pid[i].Kd=KD[i];
    6 S; A6 W* B4 T8 {
  34.   }
    ; C* H6 I2 p5 d  A. ?3 w
  35. }& m  ~1 A, B# ?) m
  36. & o9 E0 ]% X( Z1 S5 p7 ~. W
  37. float PID_realize(float set_val,float get_val,int i)      //位置型PID算法实现
    ' P% [( d2 @/ r
  38. {
    8 N1 C0 g5 [9 A& R
  39.   pid[i].SetVol=set_val;
    ) }/ i! k6 w* i2 L/ c; ^8 W9 s" C
  40.   pid[i].ActVol=get_val;) \+ U, F! b1 Q+ Y
  41.   pid[i].Err=pid[i].SetVol-pid[i].ActVol;
    ; R- u% P7 n- q( \* i  e
  42.   float IncVol;    //定义增量
    # n" d2 a5 C* h# C0 W
  43.   pid[i].integral+=pid[i].Err;/ i) S' R- u8 {. S2 ~
  44. //  IncVol=pid[i].Kp*(pid[i].Err-pid[i].Err_Next)+pid[i].Ki*pid[i].Err+pid[i].Kd*(pid[i].Err-2*pid[i].Err_Next+pid[i].Err_Last);8 v0 o3 x0 s) e: h
  45.   pid[i].actuator=pid[i].Kp* pid[i].Err+pid[i].Ki*pid[i].integral+pid[i].Kd*(pid[i].Err-pid[i].Err_Next);
    1 f3 T6 x# O# n6 o1 E
  46. //  pid[i].actuator=adc_val+IncVol;! u' T9 C6 x+ K) \4 Y% y1 ^
  47.   pid[i].ActVol=pid[i].actuator;- }! f' y6 {4 X: c
  48.   pid[i].Err_Last=pid[i].Err_Next;
    6 [; C' i) K  n7 u
  49.   pid[i].Err_Next=pid[i].Err;: J, d1 j% d  B) x
  50.   / h- c$ o0 K, |5 o3 Z2 P6 H6 R
  51.   return pid[i].actuator;
    8 i6 r- g0 W( _- R8 K
  52. }</font>
复制代码
主函数中的PID调节:1 {6 O" S! B1 m, w5 o! j( r
  ~! r. w+ e  R2 m
  1. <font face="微软雅黑" size="3">
    . A) `4 t9 K) X( s4 g- D* j
  2.     z_get=data[2];
    ) p% U: Z- }7 f. T* V
  3.     x_get=data[0];
    ! R+ x7 w. V- S# D
  4.     if(z_get-z_set>0.5||z_get-z_set<-0.5)//电机PID
    * ?: |4 y: T- J/ Q+ }
  5.     {5 s7 a7 }1 [# Q9 n
  6.       LED1=0;  //调节时灯亮
    $ H3 A6 L+ E! ?
  7.       PID_val_motor=PID_realize(z_set,z_get,0);
    5 J4 Z& d% f8 X8 `) U4 g7 S: x) C
  8.       PID_val_motor=PID_val_motor/10.0;
    6 ]$ A: {. [. h' _$ ]3 W. d
  9.       if(PID_val_motor<=0)
    - d4 `/ i3 U, z" F" z
  10.         motor_flag=0;//motor_flag控制电机正反转,PID_val_motor用于改变占空比,范围0~1
    ' L- }# {. Z; L" I7 j- R
  11.       if(PID_val_motor>0)
    # h' l* V* Q( ?+ r7 e% t
  12.         motor_flag=1;
    . d" p# H5 y: Z
  13.       PID_val_motor=abs_float(PID_val_motor);# W3 I; q3 c9 W. n
  14.       if(PID_val_motor>2)PID_val_motor=0;//标志太远,让车停止1 W- s; y: [0 r2 d1 T# F4 Y5 @& S. z
  15.       if(PID_val_motor>1&&PID_val_motor<=2)PID_val_motor=1;' E- w$ {6 h0 a% ~- t
  16.       if(PID_val_motor<0.2)PID_val_motor=0;. c9 w6 i$ D8 ]) y& L  d0 O& Q
  17.     }
    6 |, h  C7 {8 \$ A; c- ~7 Z" W
  18.     if(x_get-x_set>0.1||x_get-x_set<-0.1)//舵机PID
    4 ~6 a% H( W# B' `3 {
  19.     {+ r7 N" r. }9 K: E) B% a
  20.       LED1=0;  
    ; ~) a1 M/ A( [9 }5 o( u7 _8 P
  21.       PID_val_servo=PID_realize(x_set,x_get,1);
    . C6 k6 f* s7 {! Q; C
  22.       servo_angle=((140-35)/6)*PID_val_servo+35;//线性映射,把PID的值转化为角度35~140的舵机转角8 x5 N/ S8 H! Q7 A8 V4 S
  23.       if(servo_angle<35)servo_angle=35;( q' y9 H# O& A' W4 T! y
  24.       if(servo_angle>140)servo_angle=140;
    3 y4 f  E7 Q6 o  s# h
  25.     }  p2 _3 u+ ~4 d3 P# ?# }3 a3 l; `
  26.     LED1=1;</font>
复制代码
定时器TIM2中断里改变占空比:8 D; \* T8 `  [  w, y1 E: E
  1. <font face="微软雅黑" size="3">
    0 a# Y) r- W% J& c
  2. void TIM2_IRQHandler(void), W9 D- w3 s- k
  3. {  # t4 v4 }! n! I1 ^* R' @8 S' n
  4.   if(TIM_GetITStatus(TIM2,TIM_IT_Update)==SET)//溢出中断* X9 B$ F0 k* t) X' R
  5.   {4 E3 t, q/ {% P1 u# ]. u2 Y
  6.     if(motor_flag==1)//反转3 k; e6 I% h6 ~: ~
  7.     {% i* G/ G( ~! N( l8 Y$ v: ^
  8.       TIM_SetCompare1(TIM8,motor_duty*PID_val_motor*400.0);//和定时器的自动重装载值进行比较,来设置占空比,引脚:PC6; U; V+ b8 ]) n, X# q9 V
  9.       TIM_SetCompare2(TIM8,0);
    / G* e5 ~' `) ]8 x: F- {
  10.     }
    9 e) V  R5 G: o% I1 w% W
  11.     if(motor_flag==0)//正转6 V3 ^2 m' H/ `  Z
  12.     {
    5 n, Q" o& a, s! H7 s7 k9 j8 t
  13.       TIM_SetCompare1(TIM8,0);3 d" g$ V  o; q/ r' O
  14.       TIM_SetCompare2(TIM8,motor_duty*PID_val_motor*400.0);//和定时器的自动重装载值进行比较,来设置占空比,引脚:PC7. b; D" L  \7 |) n+ k
  15.     }0 o2 d$ B$ {+ t' a# `
  16.     TIM_SetCompare1(TIM3,200-(servo_angle/45.0+1)*5);//设置舵机角度,根据舵机手册得到占空比与转角的关系,引脚:PA6
    0 _9 I7 i3 |8 o4 T# Y% Q
  17.   }
    2 ~5 N# k# I: w. o  G
  18.   TIM_ClearITPendingBit(TIM2,TIM_IT_Update);  //清除中断标志位2 Q5 M" r% h" ~6 O- e
  19. }2 y/ z, k/ U. L; D2 r3 h
  20. </font>
复制代码
7 [5 Q9 o% r) ?5 R0 n

0 m7 ^' R1 v/ i% {( ?$ \) k; }, T9 x: b( J4 \$ d4 R
收藏 1 评论1 发布时间:2021-8-5 11:01

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1个回答
sujinfu 回答时间:2021-8-5 15:06:10
优秀
1 U: f2 x" ?8 Z$ A; i

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