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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
; B, I' P5 N4 }/ Z; e! ~& H: q1 |7 |4 `小车外形:
# v2 C9 v! p& o, K8 l" e4 M 1.png
2 i' y% E$ x+ ~+ z: B' ^' Y- v+ Y7 D- J7 K# O1 v" E$ `1 G# G

2 V: P* I  u9 T3 S6 D4 Y功能简介0 O6 D! J- r" P0 v
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。! b$ g* _2 u" z* Z6 W; u

5 R8 l7 c+ j$ P1 X' p% k- R
3 Y: u/ F4 S- ^: W
+ T$ E2 u3 v6 s% D, [

5 a1 ?/ b4 P$ f% KopenMV4摄像头
9 w7 A4 z3 j5 v, U. A4 O7 c; Q1.1 Apriltag识别与串口传输$ m  W. b4 g7 N4 {

% J3 S# \5 X! y0 k

1 r# J' ^; D' v- F2 HAprilTag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。8 Y9 T, h9 j# E$ Z+ c/ q0 n
& m* u: @4 ^  }

* M# U' E- Z3 {) q8 d: R! S8 |Apriltag示例:
9 U: Q; W+ c  r3 W* k/ T5 b 2.png & D" ^8 d% D% D1 W8 B* b
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./ c$ }" t. M. v' u
  1. <font face="微软雅黑" size="3">
    6 D1 u- K$ g( N5 c; Q4 X
  2. import sensor, image, time, math,pyb8 q/ |) q% c) o
  3. from pyb import UART6 n1 ~( i1 ]1 d2 M

  4. ' D# W3 E( d/ e  u
  5. sensor.reset()
    ' }2 l4 z% u- ^
  6. sensor.set_pixformat(sensor.RGB565)
    3 E5 e: R1 [* a5 d
  7. sensor.set_framesize(sensor.QQVGA) # we run out of memory if the resolution is much bigger...2 h: e+ X5 h1 x: |6 Q# N/ O  v
  8. sensor.skip_frames(time = 2000)
    % b' _4 b* o8 X' p# g! s4 t4 u5 b
  9. sensor.set_auto_gain(False)  # must turn this off to prevent image washout...
    5 P# \1 A5 N7 h0 B' J1 z; E$ A+ p
  10. sensor.set_auto_whitebal(False)  # must turn this off to prevent image washout...
    + n/ N. x" F; F$ k0 d
  11. clock = time.clock()
    0 M. }, y2 ?* g" m3 T
  12. uart = UART(3, 115200)#串口波特率
    5 ~3 m. j: ]0 ]

  13. ! X- H- l9 h7 h% W3 G
  14. f_x = (2.8 / 3.984) * 160 # find_apriltags defaults to this if not set
    & [0 k( ^2 z( `. G
  15. f_y = (2.8 / 2.952) * 120 # find_apriltags defaults to this if not set3 d0 t6 [8 {( }5 i" c% k- I
  16. c_x = 160 * 0.5 # find_apriltags defaults to this if not set (the image.w * 0.5)
    6 \" |0 b& W5 z' r) t( S! w" d  ~
  17. c_y = 120 * 0.5 # find_apriltags defaults to this if not set (the image.h * 0.5)/ G0 ], K0 m" Y

  18. 2 ?! S! L5 b; P
  19. def degrees(radians):
    / y! y$ s  W# z6 H6 g! {
  20.     return (180 * radians) / math.pi, L2 d) W" O* O' B' r! k9 c% Q
  21. 5 V+ r, ~/ o1 W1 \' a
  22. while(True):
    % Q) r2 S1 G: r3 H7 a) n
  23.     clock.tick()5 k! ?/ V. ~: T5 {1 d
  24.     img = sensor.snapshot()
    , h) |- H/ L, e
  25.     for tag in img.find_apriltags(fx=f_x, fy=f_y, cx=c_x, cy=c_y): # defaults to TAG36H11
    $ O) Z7 h9 r& d: x) e0 ]" O
  26.         img.draw_rectangle(tag.rect(), color = (255, 0, 0))
    5 G3 u7 M3 G& _" E" m
  27.         img.draw_cross(tag.cx(), tag.cy(), color = (0, 255, 0))# ]; k, A" |; m* v1 y+ D
  28.         print_args = (tag.x_translation(), tag.y_translation(), tag.z_translation())
    5 l9 p# f* A' H  f: L0 d
  29.             #degrees(tag.x_rotation()), degrees(tag.y_rotation()), degrees(tag.z_rotation()))
    4 y9 g& f4 P, \% K4 |" n4 V
  30.         # Translation units are unknown. Rotation units are in degrees.' V- o0 q; P& y. U( _" ~
  31.        # print("Tx %f, Ty %f, Tz %f" % print_args)
    ! T$ j' d3 m+ J0 a5 e+ D4 ^- ]
  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
    % d# o4 f/ D8 P/ i/ ]. X
  33.         #pyb.delay(500)
    7 ?# A' M6 J3 y" i* y  }
  34.    # print(clock.fps())</font>
复制代码
STM32主控板(型号为F407)2 c5 k5 ?" e5 |- r6 q! E
, {& E5 L: x5 K8 @$ y
: g" S% V3 q7 ~& f, I3 j0 I
2.1 时钟与中断配置
# Q9 y' V- d  p; g* ]* q( K; f: F8 Z. U! R

' j7 r# v. w0 F  u$ a附上stm32时钟示意图:& a4 y# `1 j( w9 ], T
3.png 7 ~/ ]/ p4 ~3 G+ i. w; R% }
定时器示意图:
0 ~1 r2 |1 i3 o- F) J 4.png
+ v  c' }7 d1 ^! U5 L+ ?定时器分配:! x8 m2 }1 H4 u6 t$ `2 Q
5.png $ P0 H. S$ D. S
所有时钟初始化的函数:(每个函数的详细内容在后面)
* Q6 w/ t# P) B' c4 B
  1. <font face="微软雅黑" size="3">* c0 p- |- G9 k' J1 @& j
  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. ' X" y0 j; {) ]5 Q* x8 u& Z
  3.   TIM3_PWM_Init(200-1,8400-1);//用于控制舵机,50HZ& y- Y- A7 d7 F: F
  4.   TIM2_Int_Init(400-1,20-1);//定时中断,21KHZ0 d0 D" Y) k2 K: K3 {
  5.   TIM7_Int_Init(500-1,8400-1);//用于编码器计数,20HZ,50ms中断一次
    " m: p; L* p" ?  K  h; k* |+ y
  6.   uart_init(115200);  //初始化串口1波特率为115200: y  y( s; r& l; o
  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
) _8 Y+ A( `* ]! `9 `! ^8 f/ @: a/ L3 H
+ W( W: N( ^; V6 W% m# |
串口中断:USART1,USART2. j8 b! f/ m$ H2 Z/ R6 G$ O( ?
串口初始化函数(以USART1为例):
; B9 m5 i' f4 c6 m
  1. <font face="微软雅黑" size="3">! ]+ f$ h! g3 x( {- w( Q
  2. void uart_init(u32 bound){: ?6 q, j& Q  c- d# O
  3.    //GPIO端口设置
    $ o2 b! A/ Z* b0 v6 A
  4.   GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
    ! z( Q- q, @0 N' @7 f
  5.   USART_InitTypeDef USART_InitStructure;6 Q- `% m+ b, W
  6.   NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
    & a1 p" [: a; [0 I$ `1 S0 J) D
  7.   
    # G# N" ?0 t; v# A
  8.   RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOA,ENABLE); //使能GPIOA时钟
    # D' {% s$ `- P9 i" i7 ~$ W
  9.   RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USART1,ENABLE);//使能USART1时钟
    : h' ^1 t$ p3 F2 A% E
  10. 1 d0 a# y# V* A* x+ c$ l# Z
  11.   //串口1对应引脚复用映射
    3 Z9 N' u! {7 H( ?# }& R
  12.   GPIO_PinAFConfig(GPIOA,GPIO_PinSource9,GPIO_AF_USART1); //GPIOA9复用为USART1$ \2 ]1 r$ D+ I5 T, W
  13.   GPIO_PinAFConfig(GPIOA,GPIO_PinSource10,GPIO_AF_USART1); //GPIOA10复用为USART1
    , L7 Q! ]) i, ?7 l  e: a2 D* e
  14.   # P% d, \( P$ _& Y: n  c. H! o
  15.   //USART1端口配置
    & O7 J4 m! y/ D2 n, _5 B" ]! ^! D
  16.   GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9 | GPIO_Pin_10; //GPIOA9与GPIOA10
    % y$ [% v0 w1 ^9 R
  17.   GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF;//复用功能
    + K$ H' s- `6 \4 x# C$ g
  18.   GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;  //速度50MHz6 t1 N: }) N# v/ j# J0 L( k
  19.   GPIO_InitStructure.GPIO_OType = GPIO_OType_PP; //推挽复用输出
    , a: S7 Z6 ?8 q3 w1 h! q3 {/ n
  20.   GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_UP; //上拉
    " c; i$ T4 E8 P1 Q6 N% x/ _
  21.   GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStructure); //初始化PA9,PA10$ U2 p( @& {9 t4 C
  22. / s; E3 i5 r; K$ L, w5 q
  23.    //USART1 初始化设置
    * ~" F0 T; `. ]5 Z/ z
  24.   USART_InitStructure.USART_BaudRate = bound;//波特率设置
    - e: e) |! S. ]3 g& w; Q: U8 Z' U
  25.   USART_InitStructure.USART_WordLength = USART_WordLength_8b;//字长为8位数据格式
    $ M& q0 L! o* s2 \, P2 v  [
  26.   USART_InitStructure.USART_StopBits = USART_StopBits_1;//一个停止位' v3 _6 r1 S' P* W, z6 I
  27.   USART_InitStructure.USART_Parity = USART_Parity_No;//无奇偶校验位. `7 f2 Z; l, |, L
  28.   USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None;//无硬件数据流控制, s+ T$ X) l2 w4 n; l
  29.   USART_InitStructure.USART_Mode = USART_Mode_Rx | USART_Mode_Tx;  //收发模式. k) N$ l7 }2 @- |4 Z; _
  30.   USART_Init(USART1, &USART_InitStructure); //初始化串口1. y* H" ~3 R4 S& Q- L1 X
  31.   : r3 O# e8 I4 R
  32.   USART_Cmd(USART1, ENABLE);  //使能串口1 8 u; e& O# I" w1 e- G
  33.   
    + X& H( I4 n  {; a6 G( v
  34.   USART_ClearFlag(USART1, USART_FLAG_TC);
    - s$ C7 d1 I$ J: W" ?2 a
  35.   
    * i% o2 V) K7 l" P8 O$ E  `$ c
  36. #if EN_USART1_RX  
    8 e/ m3 e; {5 N: A
  37.   USART_ITConfig(USART1, USART_IT_RXNE, ENABLE);//开启相关中断
    # B! Q6 D! ?. n
  38. % A1 [1 h7 a" Y( _) b1 I* a2 x% P
  39.   //Usart1 NVIC 配置
    , F: O2 J7 Q. d! m# c& v# y+ a" S
  40.   NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = USART1_IRQn;//串口1中断通道
    + g% \2 G& `" S$ d- W( v
  41.   NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority=3;//抢占优先级3
    " D; E4 z0 _0 N3 b6 H- M9 v
  42.   NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority =3;    //子优先级3& P* U0 \8 r. B
  43.   NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;      //IRQ通道使能- g* X# l9 F- a3 ^
  44.   NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);  //根据指定的参数初始化VIC寄存器、
    & `3 t3 U  i1 h5 @8 ?

  45. 0 h! y0 }" A+ P% f
  46. #endif, [* O; f( q; ^* n8 M5 k& h* |  F
  47.   
    3 ~7 C2 Q/ T9 ~- x/ Q; T& X, E; Z
  48. }</font>
复制代码
串口中断处理函数:
) j& M' J5 }; _! K8 U+ _3 ?  e
  1. <font face="微软雅黑" size="3">
    ' E9 p* s# k) X/ {" ^; b9 d" P& K
  2. void USART1_IRQHandler(void)                  //串口1中断服务程序
    3 i8 o# R) \  \  A3 g3 h
  3. {
    9 d3 U5 L" Q' ?7 Y5 H! \. [
  4.   u8 Res;8 N! o5 p. f* e, G# E
  5. #ifdef OS_TICKS_PER_SEC     //如果时钟节拍数定义了,说明要使用ucosII了.
    7 O3 k& w9 s' w6 ]# g8 i
  6.   OSIntEnter();   
    1 n: f) o! M& i' S1 X
  7. #endif, U, j: Y% I% ?- V! t
  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)
    6 V1 `% e( b# H
  9.   {
    ' j0 N( {) I& f! m& w. Z4 p* \
  10.     Res =USART_ReceiveData(USART1);//(USART1->DR);  //读取接收到的数据
    0 z+ {0 b% Q; a4 Q7 }. Z5 Z1 F
  11.     : `% Y1 q7 O* `, y: i" s/ a1 _
  12.     if((USART_RX_STA&0x8000)==0)//接收未完成# S+ Y" a4 J( ]& b: \9 J
  13.     {8 J3 e& [  P2 n  L# s0 q( j
  14.       if(USART_RX_STA&0x4000)//接收到了0x0d) q4 J4 ]$ x& ~$ I
  15.       {
    $ E( [1 {6 {9 A( a8 y5 Y$ b6 b2 Y) \
  16.         if(Res!=0x0a)USART_RX_STA=0;//接收错误,重新开始' [) C% ]& f; H$ l$ R
  17.         else USART_RX_STA|=0x8000;  //接收完成了
    2 G5 W: n& u( I0 ?* w: {# h: L3 J! T- @
  18.       }' c7 v, h% o  m( U  ]) A4 O
  19.       else //还没收到0X0D
    % C2 G" {1 m- J; x: I  J* z
  20.       {  
    2 M  t* K5 {( e; z  ?
  21.         if(Res==0x0d)USART_RX_STA|=0x4000;2 R3 I3 f& k: b8 c/ H
  22.         else9 N  f. b4 W$ Z
  23.         {- l9 [# d* R" t+ `% `9 O- p
  24.           USART_RX_BUF[USART_RX_STA&0X3FFF]=Res ;
    3 F% Y' j7 Y% d3 o6 Y8 s
  25.           USART_RX_STA++;5 d- c# f8 k9 r9 r" X
  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    8 k$ P1 W, q+ L: e/ \& W5 h% m
  27.         }     . J9 }  x1 f% @# H$ ^* T+ n' [
  28.       }# I( R; l$ J7 r; u
  29.     }        
    : J+ b& J+ a' @/ v
  30.   } ( z' o. q# Z3 T6 O6 I
  31. #ifdef OS_TICKS_PER_SEC     //如果时钟节拍数定义了,说明要使用ucosII了.
    ; c9 ^3 M( G% u
  32.   OSIntExit();                         0 N' N5 B$ ], ?# ]
  33. #endif7 v& C1 {+ A/ G  p3 Z, W% L3 }
  34. } 7 a4 R0 W9 I6 y$ u/ d" u/ x9 a
  35. #endif  </font>
复制代码
字符串接收与处理(从openMV接收到的数据):7 G! n& ?8 ^) s3 ~
  1. <font face="微软雅黑" size="3">/*涉及到的全局变量
    . F0 L! o1 f/ r
  2. float data[3];//x,y,z方向的距离,浮点数形式
    2 H% n7 |- u$ c0 ^, X& v" F
  3. unsigned char data_string[3][7];//x,y,z方向的距离,字符串形式
    . {, w2 T) Y, p$ L
  4. */$ g: h" P& M  Q" O
  5. if(USART_RX_STA&0x8000)! V. X1 K  K' w! ]) N6 V
  6.     {  
    % W' P4 D5 n" U: O  u; S
  7.       //清空字符串
    8 J5 J! h$ q8 }; n' _4 J
  8.       for(i=0;i<2;i++), J6 A! h# y0 ^( |3 R1 U+ j
  9.       {
    8 d; ~5 l( G; e% m3 A
  10.         for(j=0;j<6;j++)
    9 b" s: L/ b# ]9 P" J: P6 s& M
  11.         {2 k- A) P  S7 ~, x- v
  12.           data_string[i][j]=' ';
    1 e% n* H! Q& n* k$ G
  13.         }# h$ u4 b; \6 Q5 X& f' @9 D
  14.       }( i7 l7 y! B) e4 O# m& w4 ?2 Y
  15.       len=USART_RX_STA&0x3fff;//得到此次接收到的数据长度. ~2 R+ B3 ?3 j: d8 u: f
  16.       for(t=0,j=0;t<len;t++)
      p. O( i% m2 m- n
  17.       {7 ^3 s) D# e' q' h1 N% K4 H; I
  18.         j=0;& w- N7 p0 ]) M: Z
  19.         if(USART_RX_BUF[t]=='A')$ t# V  ]8 r1 p% w( h, ~' q" g- l; H
  20.         {$ d- Q3 a" w4 h# e, O
  21.           t++;//去掉首字母
      ?9 @. s$ I; T3 ^7 k+ U
  22.           while(USART_RX_BUF[t]!=',')6 }. q  u; Z$ G* |- V7 Q: v9 f
  23.           {& a& X# c6 c! S0 U
  24.             data_string[0][j]=USART_RX_BUF[t];% J: t- k' v: \) D  v
  25.             t++;
    " E% n4 ^% B: z
  26.             j++;4 \2 ^) W2 l+ F; v, I
  27.           }
    9 Z" U% V! l' A8 S' F$ v
  28.         }5 C+ d  [+ o( H" D' }4 Y1 P
  29.         if(USART_RX_BUF[t]=='B')# z) [  f7 p9 o8 R# T
  30.         {
    ! }2 `8 r6 T0 N! l
  31.           t++;//去掉首字母
    1 s1 Y& u2 {; J6 v( G2 o' K7 S
  32.           while(USART_RX_BUF[t]!=',')
    3 b1 Z) u. ?& S$ Z; F/ n% L
  33.           {5 R# s" d) P' M. \1 q, M3 v6 R9 F
  34.             data_string[1][j]=USART_RX_BUF[t];
    8 |, O- u) h2 {1 r4 T- U8 [
  35.             t++;7 M5 y6 {, i6 l! k7 X+ _
  36.             j++;! U0 s3 b: C. a& l
  37.           }9 f' d: u* O$ y: E  F7 i: g
  38.         }: W; ^6 S) Y( f) \9 v( h  y
  39.         if(USART_RX_BUF[t]=='C')3 }) P7 ?) x2 a4 c! E1 K
  40.         {
    2 p/ }0 o- C; u( e+ v+ H" r% d
  41.           t++;//去掉首字母( p5 T) b' `. y) k$ U
  42.           while(USART_RX_BUF[t]!=',')- w' t, ]9 [% K3 p5 x6 O% p
  43.           {2 e- H5 B! R+ R2 L5 s
  44.             data_string[2][j]=USART_RX_BUF[t];
    : y2 {" j7 W6 \% i5 i5 T, O5 @2 S+ _
  45.             t++;4 T, c5 f  |$ S9 |) ^3 x. u
  46.             j++;
    ) v" e6 `* Q6 y: u
  47.           }
    / M" S. s: f1 N& X
  48.         }; E1 E/ a* C1 w2 j7 c
  49.       }
    . _: R; k- V- ?' c3 i; b0 i
  50.       //把字符串转化为浮点数2 C1 Y- v$ z, ~/ m7 j( K) M) S5 @
  51.       data[0]=myatof(data_string[0])/100.0;//x
    1 w* U+ Z0 e3 \3 U( j- e  G
  52.       data[1]=myatof(data_string[1])/100.0;//y2 M4 U# g; W* ^. \9 S6 d4 X/ E( B
  53.       data[2]=myatof(data_string[2])*(-1)/100.0;//z,输入是负数,转换为正) ?  R) Y  ~* K" a; q8 Z9 F
  54.         //USART2发送数据: ]  R7 |3 R& s/ y, \
  55. //        Usart_SendString( RS232_USART, (uint8_t *)USART_RX_BUF );" i+ F+ V. ?  u8 P( K7 ]! U1 A
  56.         : i# J1 Y, z$ i: k' V
  57.       //LCD更新显示
    3 h& C# C0 d; |4 v+ c- w* h
  58.       //显示xyz
    4 m/ q& R1 k% l( u0 J/ V8 @
  59. //        CLEAR(10);
    ( U' {, ?0 J! o( n2 p5 Z* H, E% d
  60. //        Gui_DrawFont_GBK16(30,0,BLACK,WHITE,clear);! e3 g4 O; C* I- Y/ v
  61. //        Gui_DrawFont_GBK16(30,0,BLACK,WHITE,data_string[0]);
    : G, d/ x" {  \* X1 Y
  62. //        Gui_DrawFont_GBK16(30,20,BLACK,WHITE,clear);
    8 P: m# r" y" ^. `$ G4 ?5 B1 b
  63. //        Gui_DrawFont_GBK16(30,20,BLACK,WHITE,data_string[1]);
    % e3 [2 F' }) R/ H, }  a; s
  64. //        Gui_DrawFont_GBK16(30,40,BLACK,WHITE,clear);0 U. _( e6 E, O' a
  65. //        Gui_DrawFont_GBK16(30,40,BLACK,WHITE,data_string[2]);
    9 U& F/ Q. p. n6 i0 H: I( a
  66.         
    ' `' Z2 u3 t* A
  67.         USART_RX_STA=0;//清除标志位: z2 w0 |) P) `7 {' a! A
  68.     }
    ! U3 Q  f: Q  B; S! H( i4 I
  69. }4 n8 m& T# I( Z/ A$ v
  70. </font>
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字符串转化为两位小数浮点数(用于后续PID控制):
( d- e8 o6 X# ]/ k
( V; {( ]. k: P% M  c( u
  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+ c! p6 \, I- C# R& J& ?
  2. {
    4 W- c* O* c2 _! F% I, n* W
  3.   int flag = 1;//表示正数+ j; _: R9 w$ S6 J! ^
  4.   int res =0;
    + U4 @5 V3 R! v4 ^
  5.   u8 i=1; //小数点后两位
    ) `2 l# U1 [2 I0 m
  6.   while(*str != '\0')' O% K& V  l* w* E7 h
  7.     {4 O. ~' [: |, w5 q4 F
  8.       if( !(*str >= '0' && *str <= '9'))//找到字符串中的第一个数字# G" E3 J( {6 D* N# t" z
  9.       {1 |1 N% y! k' g% {! L
  10.         str++;" }, N* W3 C$ @' ~9 X
  11.         continue;2 G7 E: v0 \9 m* Y. W# ]
  12.       }1 O; U( }+ {. F, e& {* I+ S. N3 b8 [
  13.       if(*(str-1) == '-')0 z& c/ @& U( o/ j
  14.       {0 H. H9 T8 A- D* D
  15.         flag=-1;//表示是一个负数4 y$ L% ^. |# j$ i' o1 t; s
  16.       }
    ! G! w3 N  e5 a+ x' [4 U

  17. * x+ V9 T" Z. m5 A" c
  18.     while(*str >= '0' && *str <= '9')2 p, `7 \% @9 W" \  }
  19.     {
    ; v- A7 }( _7 s- k
  20.       res = res *10 + (*str - '0');+ J0 d+ z; z4 `" b  K( T. G& g
  21.       str++;! \- A8 a  a, L+ S, z! D
  22.     }
    6 H3 Y& {. U5 ^
  23.     if(*str == '.')
    5 r. c6 M- {- ~9 u' L
  24.     {5 N4 S' k) E* p$ a4 d7 g1 k6 k
  25.       str++;
    ( E* u/ K1 g) r! t; w
  26.       res = res *10 + (*str - '0');
    4 B2 B( l! E8 K4 w8 U2 {
  27.       str++;1 |% T% x# m( y% ~2 p
  28.       res = res *10 + (*str - '0');//保留两位,故加两次
    5 T# S9 _& w' Z( ]4 p/ b
  29.       return res*flag;+ O$ r- L5 C' H0 _) e
  30.     }8 n  u7 ~2 B3 a/ l, \: m
  31.     }( e0 w/ y' n: l+ S0 T0 a7 i8 W
  32. }# {5 Z5 [  ?# C/ y5 S) q; y2 W
  33. : @, N1 N9 j# k, j, F

  34. : d& u$ V; a, m/ W+ e
  35. 2.3 LCD显示模块
    ! f! n% R2 G/ G: A$ u8 X

  36. 8 P  F7 v4 n1 G$ O7 Z
  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( Z3 \  m2 @8 b+ f; q$ e! D
  38. 驱动函数总览:: t; l0 b- ], G0 B' R1 y) K3 z+ W
  39. / ^7 g2 |: o' s7 a( o4 m

  40. 3 I" A5 ]1 I& K; _: Q$ L
  41. 7 T2 A$ J- o! h; z5 \. z! a2 p
  42. void LCD_GPIO_Init(void);5 U" l  T! w- r2 u: N' t. u5 {
  43. void Lcd_WriteIndex(u8 Index);
    " l2 _  p1 e2 T; P% \
  44. void Lcd_WriteData(u8 Data);
    / @7 w0 ~" i( K! R8 Q
  45. void Lcd_WriteReg(u8 Index,u8 Data);! S! `' _/ [7 a" J( ?# q
  46. u16 Lcd_ReadReg(u8 LCD_Reg);+ t+ X) t$ _6 z0 Y3 E" [
  47. void Lcd_Reset(void);$ {4 k# g" n) l7 T9 ?# M+ ~
  48. void Lcd_Init(void);
    * o+ y2 O# s! O- O
  49. void Lcd_Clear(u16 Color);
    % j$ s5 T) f3 O+ g
  50. void Lcd_SetXY(u16 x,u16 y);, b: k8 j: z. q$ l8 x! h& J
  51. void Gui_DrawPoint(u16 x,u16 y,u16 Data);
    2 J0 A$ s3 L7 f- m
  52. unsigned int Lcd_ReadPoint(u16 x,u16 y);* E* ^3 ^' E4 @9 \4 f+ j
  53. void Lcd_SetRegion(u16 x_start,u16 y_start,u16 x_end,u16 y_end);
    ; X. {/ z, `- o6 A; P
  54. void LCD_WriteData_16Bit(u16 Data);</font>
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" r1 N( X5 q: D
1 g! C" m* l- T2 Z
TFT屏幕初始化:9 C  n8 u8 e- p7 y8 L+ y

# B3 _. A7 z9 @1 G, g2 o  b( S
  1. <font face="微软雅黑" size="3">void TFT_Init_Show(void)
    4 ^9 o8 |- \2 t7 c" n
  2. {0 a3 m. {: i) {4 i2 c/ X
  3.   Lcd_Clear(WHITE);
    ) u, ~! M( d- H2 Q
  4.   Gui_DrawFont_GBK16(16,70,BLACK,WHITE,"by WILL CHAN");/ C6 j7 A! `1 H+ q" a, h4 _
  5.   delay_ms(1000);
    3 {' I, S9 ]8 l/ ]
  6.   Lcd_Clear(WHITE);
    ' z! e; B6 E+ |1 X
  7.   Gui_DrawFont_GBK16(3,0,RED,WHITE,"X:");) F& z' ~$ `  T4 p" h1 ^
  8.   Gui_DrawFont_GBK16(3,20,RED,WHITE,"Y:");
    9 N" d/ _6 T9 X, }: B$ G/ c8 F
  9.   Gui_DrawFont_GBK16(3,40,RED,WHITE,"Z:");
    2 D5 k# t4 O9 H) Z
  10.   Gui_DrawFont_GBK16(3,60,RED,WHITE,"speed:");
    1 b0 ~4 q0 [& e& d) T  m
  11. }</font>
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字符串显示函数;
# k* L2 [+ V9 z6 m5 N
  1. <font face="微软雅黑" size="3">0 B* j: j  W6 j7 r; Y
  2. void Gui_DrawFont_GBK16(u16 x, u16 y, u16 fc, u16 bc, u8 *s). E9 A- Y. Q& }8 s; R
  3. {
    7 r! [9 M+ n2 C5 r/ O
  4.   unsigned char i,j;5 `( @% ~* I- H) q( O
  5.   unsigned short k,x0;4 F4 v  F3 w: ]" u. {2 C
  6.   x0=x;$ w7 m; A* y- [& E* _6 |* f

  7. & o4 M3 h+ Q1 U
  8.   while(*s)
    $ i6 u. g  W' _) e& M  \6 w
  9.   {  3 ^/ D+ _, B$ Z% `/ [' b! I
  10.     if((*s) < 128) ; \7 p9 c5 }; o. [$ j5 ^% t
  11.     {
    : z2 P8 j+ d# u4 c
  12.       k=*s;
    : r5 |+ J. h+ @" x0 u9 Y1 M
  13.       if (k==13) " E5 [7 A2 c* L) F( P
  14.       {
    % u& E/ ?' v& e' V* j4 Y
  15.         x=x0;
    $ C5 F5 O9 o# P0 }' O; ^7 r6 L3 l
  16.         y+=16;; r. J6 u  A: g% \5 P, V
  17.       }3 x3 M) ^5 H6 E/ T
  18.       else
    * d/ |1 g2 x4 o- V5 [
  19.       {. [$ \3 d7 b& l& R6 N8 t$ X
  20.         if (k>32) k-=32; else k=0;0 Z4 y9 x9 s+ X. N2 f
  21.   
    + }/ R- I5 l. y' Y
  22.           for(i=0;i<16;i++)* z7 j8 u( P% J% [5 }# U  W/ r" O* B
  23.         for(j=0;j<8;j++)
    $ s' s- T" D6 t  h9 H! d/ }: T2 `
  24.           {- Q4 F8 X. p  L3 s' i8 U% k
  25.               if(asc16[k*16+i]&(0x80>>j))  Gui_DrawPoint(x+j,y+i,fc);* A/ j7 X* H0 v+ G. o6 O
  26.             else ) q7 s) Y- Q; @9 z# J* l
  27.             {
    5 q2 {/ g+ f& q* w* ], A/ F
  28.               if (fc!=bc) Gui_DrawPoint(x+j,y+i,bc);9 R- ~, H# H5 M. j1 B+ `1 H
  29.             }2 Y; {2 L! O2 ^$ j1 b
  30.           }/ \: O& M1 A9 |: J2 _7 N% K' y# p4 m
  31.         x+=8;
    ! H* f1 i! b; V  v/ P
  32.       }
    ) d$ {) `4 _) f  W! [+ k" f
  33.       s++;
    " l% k2 f3 u8 q, W) W4 v6 X& P
  34.     }0 c& q7 h* }) B5 W3 f
  35.       ( ?1 d1 `6 r& J3 t+ S2 ?
  36.     else
    $ P- N5 U. ?6 V. J$ n3 J
  37.     {
    2 b& \9 G% l8 K2 ]6 {
  38.     ; g" m0 ^' s0 n3 K# B& z

  39. - p$ B" U4 |# l9 x" I
  40.       for (k=0;k<hz16_num;k++) 1 E7 U7 x+ \" I6 D3 B* h8 u9 [
  41.       {
    6 X" t/ g( T0 w( S6 t
  42.         if ((hz16[k].Index[0]==*(s))&&(hz16[k].Index[1]==*(s+1)))
    - \; t4 ]) F0 ]  A
  43.         { $ ?+ O, |9 n& l5 X& J  r. F3 o
  44.             for(i=0;i<16;i++)
    0 g. W* b# E) J* A4 Z4 n; V' ?
  45.             {1 U* L6 }3 G: ]" T$ Y! d
  46.             for(j=0;j<8;j++) % ?$ s; j: H' [  b4 S$ I
  47.               {8 k2 F8 o$ f  I- J/ Q* ]2 v
  48.                   if(hz16[k].Msk[i*2]&(0x80>>j))  Gui_DrawPoint(x+j,y+i,fc);
    : X+ G- n! x! i( b2 G1 r6 }' ^: D
  49.                 else {2 Z' Q  M% \& `7 L* w# e. O% w
  50.                   if (fc!=bc) Gui_DrawPoint(x+j,y+i,bc);
    ! O0 \& C# I* j$ X6 d% x% N
  51.                 }
    4 V# j3 ?! ~7 j0 c" k2 z2 p  X5 r3 ]
  52.               }
    . g" x+ \5 e# g% {
  53.             for(j=0;j<8;j++)
    " ?1 }$ g$ w+ I! i; \3 @
  54.               {
    $ r7 R0 y2 d, E  i+ q' ^
  55.                   if(hz16[k].Msk[i*2+1]&(0x80>>j))  Gui_DrawPoint(x+j+8,y+i,fc);, ~6 w4 I8 w/ O, t6 r
  56.                 else & D+ b0 K8 g% @6 W  @
  57.                 {% d7 m# x3 D6 {- s! O- O/ ~
  58.                   if (fc!=bc) Gui_DrawPoint(x+j+8,y+i,bc);
    6 U* _' P& u; h% O& W% v0 k
  59.                 }
    / ]7 W/ j' f; Q0 A
  60.               }
    ) ?1 @) f% E: b6 Y6 }3 W
  61.             }
    2 O' k9 u" \# c& v% ?5 l% p
  62.         }9 V/ }6 ]) r* a& f% j
  63.         }1 e1 Z9 X! K' W0 j" m1 q/ I$ R
  64.       s+=2;x+=16;7 N$ A  N  J  S7 ]) q6 ~& J" l: N
  65.     }
    9 e" m9 ^$ S7 ]0 t
  66.    
    3 Z+ n" t0 H; D  V- G0 b9 Y
  67.   }# g: `1 n# c3 i: q9 t" T/ A' M
  68. }
    / r$ K! M+ Z& M2 T0 S) X6 D
  69. </font>
复制代码
2.4 电机、舵机与编码器' ]1 ]" w  J; c8 y, t0 ^

/ e+ S3 r! j$ e6 y& Y8 t
4 r( c! x8 e: {$ a0 C4 c7 u, H( v
定时中断:TIM2,用于修改电机和舵机的PWM占空比" b& {; B6 Z" i
初始化函数:
3 |0 n/ N8 q' c; a: m- U: Q
* ]2 V& e3 g: Q  F0 U$ b
  1. <font face="微软雅黑" size="3">
    # Q0 _& [' e! [
  2. //通用定时器2中断初始化
    8 ^! C( q1 f( V  g: n
  3. //arr:自动重装值。# u3 s3 Y2 r4 m6 u
  4. //psc:时钟预分频数: p! y# I. Q# A, i
  5. //定时器溢出时间计算方法:Tout=((arr+1)*(psc+1))/Ft us.
    7 _% ^# d' y! N  o% ?
  6. //Ft=定时器工作频率,单位:Mhz
    & i- L/ `/ h, H6 o7 w  F
  7. //这里使用的是定时器2!) D+ ^" r/ A% q+ ]; U& x% c
  8. void TIM2_Int_Init(u16 arr,u16 psc)+ Q" L6 W0 O% m4 t  W" N$ U4 B
  9. {
    ' Z% Y/ b0 o6 O" p
  10.   TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseInitStructure;7 [7 P* x+ M! J1 K* b2 w
  11.   NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;+ B1 X" @& H5 V6 r9 t1 x7 a5 v1 L
  12.   
      z' ^2 S" [- K2 w
  13.   RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM2,ENABLE);  ///使能TIM2时钟6 j2 U1 K7 }# Z% b
  14.   : M+ w, Y  ^3 D: {( A. c/ }5 {8 O8 G
  15.   TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Period = arr;   //自动重装载值- g9 @- P0 [, e* U! p4 e: x0 Y
  16.   TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Prescaler=psc;  //定时器分频1 q! {2 G" Y9 t4 @/ l5 ?8 _- B2 z
  17.   TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_CounterMode=TIM_CounterMode_Up; //向上计数模式9 g. x0 P2 ]$ w
  18.   TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_ClockDivision=TIM_CKD_DIV1;
    : z0 m7 \/ A( Y1 Y; I  A$ a- F
  19.   
    $ f+ R% b) J% A4 T% W
  20.   TIM_TimeBaseInit(TIM2,&TIM_TimeBaseInitStructure);//初始化TIM3
    ) B. M) d8 z) D8 H0 l9 S4 L+ d
  21.   1 q( t% J5 J* V' o
  22.   TIM_ITConfig(TIM2,TIM_IT_Update,ENABLE); //允许定时器2更新中断: j+ U, X# _, y, l( M9 Z& c
  23.   TIM_Cmd(TIM2,ENABLE); //使能定时器2; f1 ?9 q4 G$ F! p
  24.   * N3 I, p. j* v
  25.   NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel=TIM2_IRQn; //定时器2中断) k9 w$ j- ^  h7 d( ^* K8 f8 l, j
  26.   NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority=0; //抢占优先级1, E+ H/ o7 s; O* i
  27.   NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority=2; //子优先级3
    $ D4 ~3 q5 I  e3 Y& u
  28.   NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd=ENABLE;& b5 i- @0 q6 j# q. i: X- x
  29.   NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);
    5 ^( e/ C2 z& Y- H  \- L7 |
  30. 1 O/ |- [; t0 ?! V( |
  31. }</font>
复制代码
TIM2中断处理函数:
: o- A6 e5 b2 F2 b6 M/ N' ?  V- ]* B
  1. <font face="微软雅黑" size="3">1 q  B" _* M8 u5 t( u  F% L
  2. void TIM2_IRQHandler(void)/ m9 y+ J  Y# H' k' {5 K. q7 h
  3. {  
    . e" i$ x! B$ D  U" E# Q
  4.   if(TIM_GetITStatus(TIM2,TIM_IT_Update)==SET)//溢出中断
    5 |- n6 b5 A) ^4 `+ h) @
  5.   {2 i  n. Q- Q1 b% n# L
  6.     if(motor_flag==1)//反转7 X" U+ p0 W2 `1 f9 _3 B- Q$ A
  7.     {
    - ^+ Q8 W/ ~$ y; ?
  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" E# a' p+ W# ~
  9.       TIM_SetCompare2(TIM8,0);
    - x& b4 G& ]% G) @
  10.     }3 @$ R+ s" P3 S7 U2 Q" |' b4 W" P
  11.     if(motor_flag==0)//正转
    " F& s( I( W8 ]$ S1 T  \
  12.     {
    4 }6 O; V6 x. g0 c5 Z5 @
  13.       TIM_SetCompare1(TIM8,0);
    ! q% G' j* E: J/ h; T* t# }* N/ Q
  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- a0 f4 {% s  o* ?) {
  15.     }
    5 s# s% v3 H& d( Z( Q+ y6 i' Z
  16.     TIM_SetCompare1(TIM3,200-(servo_angle/45.0+1)*5);//设置舵机角度,引脚:PA61 q- [2 w& `5 u0 b
  17.   }
    $ c. V' z! x2 w' Q; v2 A6 r
  18.   TIM_ClearITPendingBit(TIM2,TIM_IT_Update);  //清除中断标志位( v9 d+ N6 T; o0 Y) W4 m1 X
  19. }/ K" V/ T: M3 a, F- {9 b+ x
  20. </font>
复制代码
PWM输出:TIM3(舵机),TIM8(电机)7 M3 Q6 b! a6 h/ L  P' N$ v, c
初始化函数(以TIM8为例):& M6 \2 I" X* v# b7 ]! D
3 a4 V( _, ^+ ?2 d% g4 Y$ U5 ^
  1. <font face="微软雅黑" size="3">+ d8 |( l7 _  B, B0 a* u8 \( H
  2. void TIM8_PWM_Init(u32 arr,u32 psc)/ X% W% d8 O. L
  3. {                " w/ f3 z7 w( n- g1 Q" l+ k
  4.   //此部分需手动修改IO口设置; y6 G1 b- g% k/ j* M
  5.   
    6 y/ G4 q) N  _) e
  6.   GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;+ u0 c- b* q8 I2 t% B$ X& k
  7.   TIM_TimeBaseInitTypeDef  TIM_TimeBaseStructure;7 I: H  P0 F6 v, r6 Q- @
  8.   TIM_OCInitTypeDef  TIM_OCInitStructure;' ^# C. z; G% V5 C1 k/ _
  9.   TIM_BDTRInitTypeDef  TIM_BDTRInitStructure;
    5 z2 Y5 \" `. J2 b' H) N8 r
  10.   $ I9 E4 `6 `, O& N, L, F
  11.   RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_TIM8,ENABLE);    //TIM8时钟使能   
    0 J/ E; B, |9 F9 t
  12.   RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOA|RCC_AHB1Periph_GPIOB|RCC_AHB1Periph_GPIOC, ENABLE);   //使能PORTA时钟  
    : c9 t' z2 I. |0 Q' Q
  13.   . V1 c/ t. w# p( o' w) N( Z- R6 `* o
  14.   GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_7;           //GPIOFA. D% ]2 e) o1 J
  15.   GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF;        //复用功能
    8 ]+ C7 P0 w- [5 L. g! e! {& R
  16.   GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;  //速度100MHz
    3 W0 w9 Q# m+ `3 P& E
  17.   GPIO_InitStructure.GPIO_OType = GPIO_OType_PP;      //推挽复用输出
    , o, O; G% b$ H) H* Q; T
  18.   GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_UP;        //上拉
      f& w  _( O2 r% `$ b: E+ y$ s
  19.   GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStructure);              //初始化PA7
    8 r$ s7 M" R0 H6 A, D4 y. E
  20. / W4 U3 F/ F) B' X9 A! F
  21.   GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0|GPIO_Pin_1;! Q4 P+ i+ R- V$ X$ c, ^4 c9 V
  22.   GPIO_Init(GPIOB,&GPIO_InitStructure);
    : s, C8 B4 p% P3 h
  23.   9 o' ]- \- s/ D9 Q; C2 [
  24.   GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_6|GPIO_Pin_7|GPIO_Pin_8;' J. S7 C/ j- |+ K) J
  25.   GPIO_Init(GPIOC,&GPIO_InitStructure);' |4 @2 f) ~0 g+ q
  26.   ! O, y/ W( c2 |, Y, a5 k
  27.   GPIO_PinAFConfig(GPIOC,GPIO_PinSource6,GPIO_AF_TIM8); //GPIOA8复用为定时器1
    ; q. o* v5 k1 w' n4 a/ q" y; i
  28.   GPIO_PinAFConfig(GPIOC,GPIO_PinSource7,GPIO_AF_TIM8); //GPIOA9复用为定时器1- ^4 i& y9 b  N* D5 @5 y" q/ o
  29.   GPIO_PinAFConfig(GPIOC,GPIO_PinSource8,GPIO_AF_TIM8); //GPIOA10复用为定时器1
    9 d& v) d1 p* x$ B7 d( d
  30.   GPIO_PinAFConfig(GPIOA,GPIO_PinSource7,GPIO_AF_TIM8); //GPIOB13复用为定时器1
    & G4 |- s2 ^- @& x) }0 K- l
  31.   GPIO_PinAFConfig(GPIOB,GPIO_PinSource0,GPIO_AF_TIM8); //GPIOB14复用为定时器1) o5 y& `3 Q, }& r5 X5 r
  32.   GPIO_PinAFConfig(GPIOB,GPIO_PinSource1,GPIO_AF_TIM8); //GPIOB15复用为定时器1
    . p. Q. |3 m1 [

  33. 5 _7 W& c. C, h, R
  34.   TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler=psc;  //定时器分频
      F* Q% g. F! W0 n6 h
  35.   TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode=TIM_CounterMode_Up; //向上计数模式7 V1 v5 l+ F' I* y0 m
  36.   TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period=arr;   //自动重装载值
    # i7 i& y: b9 ~8 a6 F) u
  37.   TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision=TIM_CKD_DIV1; 5 t4 b# O8 `( \2 \
  38.   
      g1 f2 {# |% S; T$ R
  39.   TIM_TimeBaseInit(TIM8,&TIM_TimeBaseStructure);//初始化定时器1! l( ?2 ^5 n/ S0 G& s; J  f
  40.     p7 D! u  N& V- G* o6 h  j
  41.   //初始化PWM模式   
    ) `3 Z$ Z9 p; G1 T8 d
  42.   TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM1;6 ~6 q: E. E8 S' M+ T- R6 @' R
  43.   TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable;+ J9 M9 I$ k$ v% E4 @- c  w
  44.   TIM_OCInitStructure.TIM_OutputNState = TIM_OutputNState_Enable;
    & z0 Z8 q7 w) v4 T6 z: r* V/ ^
  45.   TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse = 0;
    3 j" i9 R0 C! b7 P
  46.   TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_High;- b4 L+ D, j; f, v# L! g! d
  47.   TIM_OCInitStructure.TIM_OCNPolarity = TIM_OCNPolarity_High;* O4 w9 Q0 X2 o3 f2 u0 m) H8 O
  48.   TIM_OCInitStructure.TIM_OCIdleState = TIM_OCIdleState_Reset; & t5 I* v) h  K* r/ U% T+ S4 t- q
  49.   TIM_OCInitStructure.TIM_OCNIdleState = TIM_OCIdleState_Reset;
    # M6 l( W  _! h) p$ E- Y
  50. 1 t9 p6 x9 d7 R+ m# t6 Q8 V
  51.   TIM_OC1Init(TIM8, &TIM_OCInitStructure);+ S( {: V. l- c! B
  52.   TIM_OC2Init(TIM8, &TIM_OCInitStructure);! {$ }& A0 W$ \) o
  53.   TIM_OC3Init(TIM8, &TIM_OCInitStructure);
    ' R: `: |( J: s- E( i

  54. % b# O+ K3 J$ N. _
  55.   TIM_OC1PreloadConfig(TIM8,TIM_OCPreload_Enable);% N6 s4 S. a+ |/ W/ }
  56.   TIM_OC2PreloadConfig(TIM8,TIM_OCPreload_Enable);
    4 Z- ^3 L; I; T% \# @- r
  57.   TIM_OC3PreloadConfig(TIM8,TIM_OCPreload_Enable);# M7 M1 {6 }) j6 D) @3 S

  58. % A3 u: K' w2 f
  59.   TIM_BDTRInitStructure.TIM_OSSRState = TIM_OSSRState_Enable;
      D0 ^- c7 {5 {. Q3 v! R7 ?
  60.   TIM_BDTRInitStructure.TIM_OSSIState = TIM_OSSIState_Enable;0 K" Q+ K9 B& G* d4 m: C8 \
  61.   TIM_BDTRInitStructure.TIM_LOCKLevel = TIM_LOCKLevel_OFF;
    ) G) c6 b; f/ |5 j
  62.   TIM_BDTRInitStructure.TIM_DeadTime = 0;: P0 f: t# [$ Y  k' l+ V0 X5 a
  63.   TIM_BDTRInitStructure.TIM_Break = TIM_Break_Disable; " f" z( @$ f& t3 x( J; O& z
  64.   TIM_BDTRInitStructure.TIM_BreakPolarity = TIM_BreakPolarity_Low;6 |  C; k5 z" D. S6 T
  65.   TIM_BDTRInitStructure.TIM_AutomaticOutput = TIM_AutomaticOutput_Disable;
    9 u  {% E% X  }; R) z" M
  66.   TIM_BDTRConfig(TIM8,&TIM_BDTRInitStructure);
    7 @5 g! J3 F( ~$ Y# Z

  67.   k8 K* e5 |9 I; a3 W
  68.   TIM_Cmd(TIM8,ENABLE);2 s, Q3 b, ^9 W: ]0 \% q
  69.   TIM_CCPreloadControl(TIM8,ENABLE);! G; u* h" {& F/ }! |7 E+ d
  70.   TIM_CtrlPWMOutputs(TIM8,ENABLE);
    " `8 J5 n( t6 J" c7 h- w) C
  71.                       ! j! u8 b$ P8 g! K
  72. }</font>
复制代码
编码器初始化函数:
0 |9 A4 N" M3 f! u
  1. <font face="微软雅黑" size="3">
    - r4 d1 S8 y: F8 s2 z0 u% u$ M
  2. void Encoder_Init_TIM4(void)! _7 a: i$ M4 J. d; _* x" a- a# e2 j
  3. {
    5 h) ]' a$ N% c
  4.     GPIO_InitTypeDef         GPIO_InitStructure;
    0 ~# {7 P1 o% R3 \6 L
  5.     TIM_TimeBaseInitTypeDef  TIM_TimeBaseStructure;& d* D3 j$ T! e
  6.     TIM_ICInitTypeDef        TIM_ICInitStructure;
    ; D9 m( \5 ?+ O) N
  7.     NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;9 W* i% h- R7 ?( H- X2 P
  8. - e' a( N0 P% d
  9.     RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM4,ENABLE);//开启TIM4时钟
    ' P& Y$ s0 U3 l; b7 m
  10.     RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOB,ENABLE);//开启GPIOB时钟5 e. U; Z+ A: N* k
  11.   
    1 O: M6 Z$ e& f7 W9 o
  12.     GPIO_PinAFConfig(GPIOB,GPIO_PinSource6,GPIO_AF_TIM4);//PB6引脚复用
    ! O$ r& B1 _4 f6 k5 [' ^' A
  13.     GPIO_PinAFConfig(GPIOB,GPIO_PinSource7,GPIO_AF_TIM4);//PB7引脚服用3 Y: R5 w) K+ B

  14. ' m' [8 ]- M, L4 g( }$ ^
  15.     GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_6|GPIO_Pin_7; //GPIOB6,GPIOB7
    ) B2 [! ?2 w8 C; ]1 C* L
  16.     GPIO_InitStructure.GPIO_Mode  = GPIO_Mode_AF;
    ; I& v8 `; |6 o  X; }* v* M
  17.     GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;. a# I6 i) X3 L0 E( |
  18.     GPIO_InitStructure.GPIO_OType = GPIO_OType_OD;6 H  ]9 U/ @. Z, A
  19.     //GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd  = GPIO_PuPd_NOPULL ;
    , ~+ `% P' u8 q9 g
  20.     GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd  = GPIO_PuPd_UP;
    * s$ S7 f5 q9 @) P3 P  W
  21.     GPIO_Init(GPIOB,&GPIO_InitStructure);
    6 ?0 l* O% }$ f1 W3 P
  22.    
    5 E) [6 _8 ?. u" {6 ]
  23.     NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = TIM4_IRQn;
    * r1 t6 S+ o( x0 e/ N
  24.     NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 1; /*它的抢占优先级可以尽量设置低点*/1 r1 r  g8 z; P
  25.     NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0;; t- L# ^2 A3 c. ?6 i. X
  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% }; w  ]% V2 s3 p1 j# ~
  27.     NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);
    ( a) m- e0 s+ W  d; X! y* h: ]+ N

  28. 7 ]) C( i" r1 s& b, ~  V) f

  29. : b) X4 S# o" n: @5 l

  30. # |. L* V2 x0 n1 y# h/ n1 k8 o
  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
      m9 P% U9 a) V+ e5 G3 m7 g; N0 P* c
  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! S3 F' d$ v' W( l& c
  33.     TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = 0; //设置时钟分割:TDTS = Tck_tim
    4 b) G1 C4 H8 g! y4 V0 b
  34.     TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;  //TIM向上计数模式! [6 g% e- ?0 z" J5 N- _3 E
  35.     TIM_TimeBaseInit(TIM4, &TIM_TimeBaseStructure);
    - I* `: \! D! {$ s

  36. : d9 B8 B6 \# H/ {2 V# A, P
  37.     TIM_EncoderInterfaceConfig(TIM4, TIM_EncoderMode_TI12,TIM_ICPolarity_Rising,TIM_ICPolarity_Falling);
    / b% ^, T  O: H( |% }4 Q0 E# o
  38.     TIM_ICStructInit(&TIM_ICInitStructure);: w& V7 H: s1 ~& d, M
  39.     TIM_ICInitStructure.TIM_ICFilter = 10;  //输入滤波器
    ' t. A5 b- T) n. s4 ^5 N
  40.     TIM_ICInit(TIM4, &TIM_ICInitStructure);
    * D5 d, o% h; O
  41.     TIM_ClearFlag(TIM4, TIM_FLAG_Update);  //清除所有标志位
    * |' W" U3 Y8 j# V4 V: O8 B
  42.     TIM_ITConfig(TIM4, TIM_IT_Update, DISABLE); //允许中断更新; L( m( ]* e" ]4 A2 L2 y
  43.     TIM4->CNT = 0;
    + X4 }. |' ^& A
  44.     TIM_Cmd(TIM4, ENABLE);  //使能TIM4% F" r$ j6 S3 s- _* `
  45. }: f4 T+ |3 e  _9 h+ o9 ?
  46. </font>
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编码器返回速度值:
$ I5 m# G1 `- M
  1. <font face="微软雅黑" size="3">/**************************************************************************
    5 B: v- A' g7 W7 d  I8 T- U
  2. 函数功能:单位时间读取编码器计数
    & W! }! J9 e$ s6 @  D2 I- @
  3. 入口参数:定时器6 C/ Y/ u+ H* j  d3 P0 v* m
  4. 返回  值:速度值
    ( u: `6 D, D) u0 z8 g" V
  5. **************************************************************************/
      l* [& X( f4 y5 s
  6. float Read_Encoder_Speed(uint8_t TIMX)
    - E) h4 T, l. _  x3 X. F, U$ |7 }
  7. {, T& p$ I$ ?8 c) _" s. F
  8.     int32_t Encoder_TIM;
    $ T; {. F' I/ m" C
  9.     float res = 0;
    7 L. i) A. s6 U1 Y) N$ r
  10.     switch (TIMX)/ b+ S" l4 L4 s) ?8 f- @& D, W
  11.     {0 U2 H: [% O# `) u2 H2 H3 j- N# U4 X4 p! q
  12.     case 5:
    # ~2 C) o5 q4 f6 }4 O: s0 {
  13.         Encoder_TIM = TIM_GetCounter(TIM5);
    0 h/ }% _, o8 z, W0 M$ B$ |
  14.         TIM5->CNT = ENCODER_BASE_COUNT; ( d+ C. v( k" M! d: E0 x; w0 z
  15.         res = (int32_t)Encoder_TIM - ENCODER_BASE_COUNT;2 O7 I- a' E  O- j0 o( ^/ G
  16.         break;7 B  u, q& ?7 Y
  17.     case 4:
    ) j( C  H) L5 S' z( c
  18.         Encoder_TIM = TIM_GetCounter(TIM4);  i% B. t; v# k9 l' [2 a
  19.         TIM4->CNT = ENCODER_BASE_COUNT; 1 Z/ a$ ]8 {; y# ^! i
  20.         res = (int32_t)Encoder_TIM - ENCODER_BASE_COUNT;
    4 {, F8 T8 s% M4 y0 x
  21.         break;
    * L# D: N% E* l1 h. O5 q. |
  22.     default:
    / `+ O: v/ t' B" @, f  r
  23.         Encoder_TIM = 0;
    , I3 o: W; B) v# s- b. b
  24.         res = 0;
    6 u# u3 j! w" V* k* [
  25.     }1 N, e2 V* x1 M" C5 M& g
  26.     if(res>2048.0f)7 @2 F* T/ g( ?; u0 \
  27.         res-=4096.0f;
    - [- {. i7 t* \7 x0 g
  28.     return res*360.0f/4096.0f;
    # T/ e4 m7 d- c$ L( o
  29. }
    7 Z6 _7 f1 y- w
  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:
$ Z; b) V, `3 u4 I, B# k
  1. <font face="微软雅黑" size="3">
    6 z" H" z3 m* ]
  2. void TIM7_IRQHandler(void)//频率20HZ,用于编码器计数. @) {% r2 t8 p8 N
  3. {    X& L6 S* T, X; g' c9 X
  4.   if(TIM_GetITStatus(TIM7,TIM_IT_Update)==SET)//溢出中断9 p- Y) s' \6 @* n1 X
  5.   {
    " `" f  O6 Z7 ^9 e( j' }9 \) t; B
  6.     speed=Read_Encoder_Speed(4);5 _! k( J; ?6 |3 [' f7 m
  7.   }8 U# x- N8 t+ e! f
  8.   TIM_ClearITPendingBit(TIM7,TIM_IT_Update);  //清除中断标志位) h) N3 w3 `5 n3 c2 M$ D
  9. }</font>
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2.5 PID控制
1 u& ?: b' p0 b1 i6 I6 n
# D8 T' C) }4 O$ d4 E; _6 {

* ^) \  G# |3 t1 JPID库函数:+ k# H' }$ ?6 `; |+ B8 f$ \/ f

  Y2 a* B) @9 T2 B
  1. <font face="微软雅黑" size="3">
    ! ?5 Y- R& D2 x) X" b  q! R4 C
  2. #define N 2        //需要对多少变量进行pid调节
      v0 I: E$ z( s

  3. # [" U" a' ^0 C7 |* v7 U
  4. const float KP[N]={1.3,1.0};//这里只用了比例调节& u7 A( O8 c1 [  j6 K
  5. const float KI[N]={0,0};( y/ E( `6 n8 d+ R# l* `  C+ z
  6. const float KD[N]={0,0};1 A& v9 a/ }: u4 d# r* A) n

  7. ; J4 f8 h+ ]2 I4 z: e5 g7 C3 r) d
  8. - a) U3 s' g: k5 d
  9. struct _pid{( K; u  k2 m# y# e
  10.   float SetVol;        //定义设定值
    5 }/ N- U% R* Q9 P6 {
  11.   float ActVol;        //定义实际值. W& n, g' e) a4 e
  12.   float Err;          //定义误差
    8 a" N" B! Z% ?! i0 V" k* N4 U
  13.   float  Err_Next;      //定义上一个误差0 ~) t: q$ n. C% D7 J
  14.   float  Err_Last;      //定义上上一个误差- z: s0 m' J6 R+ F
  15.   float Kp,Ki,Kd;      //定义比例、积分、微分系数* I; O+ f4 W( Q. I$ \/ I$ C
  16.   float integral;      //定义积分值  `7 J3 H3 x; F0 D: t* o
  17.   float actuator;      //定义控制器执行变量3 o3 T6 W7 R1 B; D# R
  18. }pid[N];; ^( {& ?' N1 M& k1 ?
  19. 2 s. Y9 S% T" W. s
  20. void PID_Init(void)1 }; s: U3 s! Y+ h
  21. {
    8 S5 ]1 ^/ R! }% h) Z; x, X" G: d
  22.   for(int i=0;i<N;i++)' h3 L, W! Q; A( B. E, n+ N4 A6 o
  23.   {- o' @- T9 ~0 p  _" ?: f2 J) @
  24.     pid[i].SetVol=0.0;
    ) ~. V  X& ]& p/ \# S- g
  25.     pid[i].ActVol=0.0;
    % W0 x7 \" E4 T' S  ?
  26.     pid[i].Err=0.0;6 I- m. v0 a9 h# R" F6 u
  27.     pid[i].Err_Next=0.0;; a8 {6 A# c! e9 @, P' r
  28.     pid[i].Err_Last=0.0;8 i* ?5 g! I: @
  29.     pid[i].integral=0.0;: u0 @* a- \6 T5 W0 m% L. h
  30.     pid[i].actuator=0.0;. g% U7 Q* m, P, |3 G
  31.     pid[i].Kp=KP[i];7 y8 b/ K; C( h# g/ E/ `( D
  32.     pid[i].Ki=KI[i];) i. f2 w; Q  z2 [% q9 x1 y
  33.     pid[i].Kd=KD[i];
    ! x" B5 P0 m, a5 e! v; U* c, }
  34.   }: g/ F7 b& \; t: e, r( H
  35. }
    ( T& @6 B$ d; K' y% c* ]  a

  36. ' c, W7 M9 F) ^# k5 N! p
  37. float PID_realize(float set_val,float get_val,int i)      //位置型PID算法实现
    6 N; }2 X+ Q- m* f/ E" ]* W3 U
  38. {
    ! t& j. `/ y+ ?: N# F2 d7 D, k
  39.   pid[i].SetVol=set_val;
    2 {  m+ U5 a: x6 q% l: r9 e1 M1 r
  40.   pid[i].ActVol=get_val;6 ~) [7 F6 a( \
  41.   pid[i].Err=pid[i].SetVol-pid[i].ActVol;3 A9 t5 v) k4 s1 `) x$ K* [
  42.   float IncVol;    //定义增量
    # z' {+ U5 M9 C* \/ m
  43.   pid[i].integral+=pid[i].Err;9 j6 p) e  j4 c/ h4 {
  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);( A6 V7 Y: C# {4 y# f/ F% D
  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);
    ! Q6 [  K9 ~3 ]3 g+ S; ^8 `
  46. //  pid[i].actuator=adc_val+IncVol;9 `+ f/ J% c' l/ L' @4 \7 j
  47.   pid[i].ActVol=pid[i].actuator;" N9 J: p7 b( ]/ _+ e' x7 Y+ T
  48.   pid[i].Err_Last=pid[i].Err_Next;
    + e; G# T3 j& B& B/ h
  49.   pid[i].Err_Next=pid[i].Err;) d4 u$ x" M) w! P( o3 ?& x
  50.   , K; d6 v" Z! e. ~
  51.   return pid[i].actuator;
    2 t3 w, K* W; K# o  p
  52. }</font>
复制代码
主函数中的PID调节:3 W+ }' J! ^+ {0 Q: X

: w8 o  ?7 m/ Q0 Z' J
  1. <font face="微软雅黑" size="3">
    " c: ^* V" Q4 x5 f. n
  2.     z_get=data[2];2 r( a+ ~7 d8 {! M2 }+ S7 h1 Z) S
  3.     x_get=data[0];6 N5 b( y: n# s4 D9 X3 m
  4.     if(z_get-z_set>0.5||z_get-z_set<-0.5)//电机PID
    # }2 O6 a. i3 K: e3 |
  5.     {  f. w5 \: [4 b* h9 ]* \- M" B
  6.       LED1=0;  //调节时灯亮
    : w1 s' x: x2 S( W7 E
  7.       PID_val_motor=PID_realize(z_set,z_get,0);  l* s2 i) T  p% ]9 h# R* l% z5 ?
  8.       PID_val_motor=PID_val_motor/10.0;
    " {9 Q  s7 k! X2 l4 A; P# {. H0 ]
  9.       if(PID_val_motor<=0)8 H* G. F- m4 f# z" |( h5 \) G
  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* v* f0 H" b+ z, |
  11.       if(PID_val_motor>0)
    $ T( G1 N5 A$ O- T6 R8 V
  12.         motor_flag=1;
    : f3 Y" c8 Z% I- s# p& `) D+ G+ W/ H
  13.       PID_val_motor=abs_float(PID_val_motor);
    + j6 L  r9 V' N7 @. w' N3 L
  14.       if(PID_val_motor>2)PID_val_motor=0;//标志太远,让车停止
      }3 }/ a1 Z9 m% t3 @  B5 f) x
  15.       if(PID_val_motor>1&&PID_val_motor<=2)PID_val_motor=1;; n" j9 q, T1 G  J/ \
  16.       if(PID_val_motor<0.2)PID_val_motor=0;+ ^5 A" C  q0 G+ {) b' s
  17.     }
    9 y) Q+ }  ?$ \( v! _
  18.     if(x_get-x_set>0.1||x_get-x_set<-0.1)//舵机PID9 s: s5 l. v8 P4 ?8 H' [% E
  19.     {) w: k9 n9 {& [  l
  20.       LED1=0;  ( j5 m, J* M# G* U( O
  21.       PID_val_servo=PID_realize(x_set,x_get,1);1 n7 |1 T/ \' j
  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! u6 `3 E$ ?' I! \$ L! m
  23.       if(servo_angle<35)servo_angle=35;
    / H0 |+ }7 d: i- U
  24.       if(servo_angle>140)servo_angle=140;8 q& g$ ~% I9 l2 t! V; w
  25.     }* e' G. X# w6 x) G
  26.     LED1=1;</font>
复制代码
定时器TIM2中断里改变占空比:3 b) |& G; O* [8 |' `5 T& Y
  1. <font face="微软雅黑" size="3">
    ( F; j6 j# ]7 n# `% Q8 }% D6 U
  2. void TIM2_IRQHandler(void)
    6 I7 U* p, G/ j7 u( j
  3. {  
    + G6 Z0 f. c& S. y
  4.   if(TIM_GetITStatus(TIM2,TIM_IT_Update)==SET)//溢出中断
    9 I. F1 J0 U% e9 j& S+ w% p( W  F
  5.   {
    6 S7 A3 V( {& }+ \- |; p0 P
  6.     if(motor_flag==1)//反转
    5 O3 r$ W! ^* @
  7.     {
    , j; z- x8 s) }
  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:PC63 v3 P( ~4 O- S# j7 P: I/ e1 [1 N
  9.       TIM_SetCompare2(TIM8,0);8 \2 S, A) y/ d) F# C5 O
  10.     }$ t% z/ d+ p* r: r
  11.     if(motor_flag==0)//正转! Q: e, k$ T) g0 N4 F) B
  12.     {! W/ d7 P- ]  ~9 u, _' Z
  13.       TIM_SetCompare1(TIM8,0);5 _2 R4 F* W, s3 \' s
  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:PC78 f0 m$ e9 E( z9 W
  15.     }
      P9 c) }# x3 \; G  C% s. w, @
  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
    " N3 w; Y& Z' X) V! l
  17.   }
    9 T: v0 u% v8 w/ K3 b
  18.   TIM_ClearITPendingBit(TIM2,TIM_IT_Update);  //清除中断标志位! P0 J6 O( r; D. X% j. d6 {
  19. }* D6 a* o% U- O0 J2 ^
  20. </font>
复制代码

/ V2 T$ H3 t, n& x# U* F
+ R/ o: p# S3 t6 X# a; t: {8 h1 Y
% v2 `# B& ^3 o2 _, T' N
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
2 y! `- [% O5 b/ `

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