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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# M& i% ^) ^* {; g
小车外形:+ X6 o0 D/ k0 o" d8 d. W# B& x
1.png
# h& E1 F: T# ]# }& o5 H' s# B
" J) T/ ?4 r4 N

# L  C, {# ?* C3 U7 k0 m, p( g功能简介0 {' I( A2 g4 D6 o4 B4 ?" e
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。
& p( z& I0 p9 P1 b9 ~3 L5 P8 d! g& j# h, w) ]: P5 B4 a

7 @0 t  e& V; \5 @7 g4 [; h- b& m  q: B" N/ l: |

4 ^0 C2 R, w% ~& b1 AopenMV4摄像头, o( _  D9 T% [& t% M9 i
1.1 Apriltag识别与串口传输2 w9 h! k) ?& |( C3 e

# E& V$ l7 ^& y9 [9 Q/ Q

3 m! O7 m2 h0 I; h. AAprilTag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。
6 N$ @6 I7 b2 A7 w2 N0 V1 M% `% e( {$ t" e) q5 ]! ^
8 W' x2 |* ^$ h
Apriltag示例:/ M$ X! U& ]& u: L
2.png % r) Z. N) f: C5 z* i5 d- t9 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& P+ p  ?4 g$ {6 ~1 q. E
  1. <font face="微软雅黑" size="3">5 a$ x9 ^' d6 C" N2 P5 P
  2. import sensor, image, time, math,pyb% C$ g" t: o+ [1 a, f
  3. from pyb import UART0 S2 a3 p; K/ K% o: u7 t

  4. ' @; `0 [  C/ A4 t; r# r
  5. sensor.reset()
    ! h" X3 e" j& D7 F3 `
  6. sensor.set_pixformat(sensor.RGB565)0 c: y7 d9 X1 J, l; l
  7. sensor.set_framesize(sensor.QQVGA) # we run out of memory if the resolution is much bigger...
    - a. \# f  D3 Y. M" P/ Y  {4 G
  8. sensor.skip_frames(time = 2000)
    " \2 u) o- v2 _  P7 P0 y) ]1 j
  9. sensor.set_auto_gain(False)  # must turn this off to prevent image washout...
    8 m( i- e( V  R, S% a6 H; D; w! G
  10. sensor.set_auto_whitebal(False)  # must turn this off to prevent image washout...6 D7 s0 D% V8 u' P
  11. clock = time.clock()
    . U! L0 p4 m/ ]1 Q# E: R" H
  12. uart = UART(3, 115200)#串口波特率
    : G7 G/ u8 I, P: K, m

  13. 0 h  q( r, v: _
  14. f_x = (2.8 / 3.984) * 160 # find_apriltags defaults to this if not set
    / v" H# M" p, T8 V. H
  15. f_y = (2.8 / 2.952) * 120 # find_apriltags defaults to this if not set
    6 n" a8 {7 j2 m" h) h; }, F
  16. c_x = 160 * 0.5 # find_apriltags defaults to this if not set (the image.w * 0.5)) N8 r* V4 w6 M
  17. c_y = 120 * 0.5 # find_apriltags defaults to this if not set (the image.h * 0.5); z& `2 J4 ?6 M" a. ^

  18. # s5 b. a5 _; O  t7 m7 H- k
  19. def degrees(radians):  m# u& U) Y4 G1 N6 D
  20.     return (180 * radians) / math.pi* a. X& q- s! {

  21. & n2 I2 d  Q' J, l8 `
  22. while(True):& l4 T5 e; x: ]. p% ?
  23.     clock.tick()
    6 {) ^. [3 E# |( n6 `" t
  24.     img = sensor.snapshot()7 }5 u. ~6 @" l) j; G: V
  25.     for tag in img.find_apriltags(fx=f_x, fy=f_y, cx=c_x, cy=c_y): # defaults to TAG36H113 S  G# V& @# i) g( X% I- \: D. o
  26.         img.draw_rectangle(tag.rect(), color = (255, 0, 0))* F6 L$ g, o0 a% ^; l5 h  ?8 L6 D6 }
  27.         img.draw_cross(tag.cx(), tag.cy(), color = (0, 255, 0))
    ) k. I& `9 o0 R' t9 h  T1 C7 x$ w
  28.         print_args = (tag.x_translation(), tag.y_translation(), tag.z_translation())
    7 `0 `! s# J9 `& {
  29.             #degrees(tag.x_rotation()), degrees(tag.y_rotation()), degrees(tag.z_rotation()))
    : C2 S% e1 ]- a# [1 [
  30.         # Translation units are unknown. Rotation units are in degrees.- o: {% t! O  l* k1 i7 G, P: B
  31.        # print("Tx %f, Ty %f, Tz %f" % print_args)2 @1 F. i" g' L
  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
      G- H* C* [' F* n* L
  33.         #pyb.delay(500)8 l2 V- W2 X' K0 Z1 Q
  34.    # print(clock.fps())</font>
复制代码
STM32主控板(型号为F407)
& {0 B; f6 N$ f4 S6 a3 O+ ^
- B! U/ {1 H! a
, W4 g6 G/ z  U6 W
2.1 时钟与中断配置$ h" A' `8 @, o

+ M2 A( s6 l) t2 Y, ^

" O6 R; X) [2 ~: Q2 L' k( W5 w* N附上stm32时钟示意图:
: T4 |! I+ H! v1 [9 S; _2 B* h 3.png
2 _' L& O" E* q$ t3 I8 h6 C定时器示意图:) R4 T3 g- \. u5 I
4.png / U, T7 F! I3 E% @# A1 ~6 z7 {4 i
定时器分配:
  B: ~+ k7 q$ @6 r- F, j: `, [ 5.png 0 u) U7 ]5 d* f$ v
所有时钟初始化的函数:(每个函数的详细内容在后面)
' q7 m; e' Z0 D5 e% l. D4 @7 M' p
  1. <font face="微软雅黑" size="3">" t9 m8 G1 g: H
  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.
    0 N& Z8 e  ?/ }& C$ G
  3.   TIM3_PWM_Init(200-1,8400-1);//用于控制舵机,50HZ2 J* Z6 h9 s% Z/ K  Z
  4.   TIM2_Int_Init(400-1,20-1);//定时中断,21KHZ
    5 r$ \+ |6 h' g. n
  5.   TIM7_Int_Init(500-1,8400-1);//用于编码器计数,20HZ,50ms中断一次
    % v7 f( p* o  A6 v0 P8 e
  6.   uart_init(115200);  //初始化串口1波特率为115200, U! J# s. A4 Z* b1 w6 p
  7.   Encoder_Init_TIM4();//编码器接口初始化</font>
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2.2 串口收发与数据处理; b  _4 O, j+ w! z

9 v- w* T9 l# _1 K0 J
* F* c1 p+ k" H2 C8 {4 o
串口中断:USART1,USART2
6 O# {% b7 O) k0 x' a& M串口初始化函数(以USART1为例):
; p: Z2 \/ A4 S$ ^
  1. <font face="微软雅黑" size="3">2 p; w4 B: @. {) D. S# e7 E8 E
  2. void uart_init(u32 bound){5 a4 {, B6 `. d1 O$ C3 Y
  3.    //GPIO端口设置; F& V: z  p  d( y) {
  4.   GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;7 ^5 v9 `! Z( A& T& y
  5.   USART_InitTypeDef USART_InitStructure;$ C  Z* O/ d9 S) Y, O* J
  6.   NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
    1 O0 e1 O7 v  u7 T3 \+ D
  7.   4 H- C, X# @6 ~* c* w& d! U
  8.   RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOA,ENABLE); //使能GPIOA时钟( `( ?* e! E, l3 P+ n- [
  9.   RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USART1,ENABLE);//使能USART1时钟* v/ A# I5 I$ e

  10.   V" D$ F2 {: I- s7 E" d
  11.   //串口1对应引脚复用映射
    : P0 |1 E7 g/ y
  12.   GPIO_PinAFConfig(GPIOA,GPIO_PinSource9,GPIO_AF_USART1); //GPIOA9复用为USART1# F8 O, q; H: a1 _4 M% ]+ T
  13.   GPIO_PinAFConfig(GPIOA,GPIO_PinSource10,GPIO_AF_USART1); //GPIOA10复用为USART1
    7 i( s( g4 i4 J
  14.   
    " P8 h% x5 b2 m$ a
  15.   //USART1端口配置6 w) b6 T" i% @- u# j% S% K
  16.   GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9 | GPIO_Pin_10; //GPIOA9与GPIOA10
    5 P* B0 Q8 f  n5 I% u0 c1 @
  17.   GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF;//复用功能
    ( Q. ]; Z# i$ `' I
  18.   GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;  //速度50MHz. M: e: G: l7 {0 \; Q: x2 \* E8 H# z* Y
  19.   GPIO_InitStructure.GPIO_OType = GPIO_OType_PP; //推挽复用输出. X  x! q6 l6 {' P4 Q- P$ z8 Q  R3 K
  20.   GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_UP; //上拉
    4 a7 j" l) {# ~+ D, L
  21.   GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStructure); //初始化PA9,PA10
    6 t" E+ F* o( X+ X) @8 O0 b6 c# l  Q

  22. ( ?' W* S$ O! `# ~) M; I0 t* \  D
  23.    //USART1 初始化设置, a! Z5 c4 Q: V; v6 }2 G3 r* [" r
  24.   USART_InitStructure.USART_BaudRate = bound;//波特率设置( T5 s9 O7 O8 o. y
  25.   USART_InitStructure.USART_WordLength = USART_WordLength_8b;//字长为8位数据格式" i( z: A6 B7 B, P
  26.   USART_InitStructure.USART_StopBits = USART_StopBits_1;//一个停止位( u/ s; P' F: ~
  27.   USART_InitStructure.USART_Parity = USART_Parity_No;//无奇偶校验位
    5 n, T4 l( Y5 x/ X5 F* K4 `6 f
  28.   USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None;//无硬件数据流控制! D! j8 Z% W7 S0 y- U
  29.   USART_InitStructure.USART_Mode = USART_Mode_Rx | USART_Mode_Tx;  //收发模式
    3 K% H% W- X5 `0 P" w; u  f
  30.   USART_Init(USART1, &USART_InitStructure); //初始化串口1' m/ [+ ^6 H) ^1 E& \
  31.   , ^1 d- n8 B& W" h2 |& t6 K  G- r
  32.   USART_Cmd(USART1, ENABLE);  //使能串口1
    5 I, [9 f3 {" ^& ^! d; `
  33.   ! Y# I& c" x- O) o% n
  34.   USART_ClearFlag(USART1, USART_FLAG_TC);
    + u2 E9 a5 m) c5 _) C
  35.   7 F7 y: R- Q. \' e& i
  36. #if EN_USART1_RX  
    ' m8 O' S% S  [& h$ H, Y
  37.   USART_ITConfig(USART1, USART_IT_RXNE, ENABLE);//开启相关中断9 e# W8 w: U& v1 [# `) C4 h

  38. 9 P/ p) x  J# U" P2 L) n
  39.   //Usart1 NVIC 配置* `+ U) F' z1 J) x
  40.   NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = USART1_IRQn;//串口1中断通道) w' ?2 h! j) {
  41.   NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority=3;//抢占优先级3
    8 O, U, f, w$ f6 ]
  42.   NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority =3;    //子优先级30 Z9 v! @& g: q( f6 }& Y
  43.   NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;      //IRQ通道使能
    9 p- V' O0 a" ]1 Z/ l/ s
  44.   NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);  //根据指定的参数初始化VIC寄存器、, H  \6 w2 T! ?, B5 r0 [
  45. 7 {0 b5 G! k; y5 u5 M/ P
  46. #endif; V8 }* Z1 t: Y2 q: Q2 J1 o4 {
  47.   
    , L+ |! j) K5 E  e8 x6 w/ f! M
  48. }</font>
复制代码
串口中断处理函数:; G# Y! e3 B0 @- z5 @; t
  1. <font face="微软雅黑" size="3">+ l; V: c) X0 m! @. _
  2. void USART1_IRQHandler(void)                  //串口1中断服务程序6 m" l- t* [' U% G3 R
  3. {
    5 j* i' `0 p; c3 n
  4.   u8 Res;9 a* M/ r3 q7 r+ a' m6 j# N
  5. #ifdef OS_TICKS_PER_SEC     //如果时钟节拍数定义了,说明要使用ucosII了.% n" {. L- l1 x0 Q  E
  6.   OSIntEnter();    8 n( z7 o3 [7 ?
  7. #endif+ l: e" j- M: i; x$ E) X& T: j
  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)
    ( O$ ?/ q5 U0 Z* }  y8 `2 O, i
  9.   {
    1 \: O# M  g; V4 q3 j* u$ d
  10.     Res =USART_ReceiveData(USART1);//(USART1->DR);  //读取接收到的数据( o- M! K4 t, x) L3 _
  11.    
    3 x! b! N) a9 r3 H1 Z& i# c" W& V
  12.     if((USART_RX_STA&0x8000)==0)//接收未完成
    3 s  r  t' z# z1 v
  13.     {, |6 N5 m: o) ?- l$ N
  14.       if(USART_RX_STA&0x4000)//接收到了0x0d
    7 W$ \" Y8 ^  z! s
  15.       {: Y  F! a% X: h4 U, ~  X
  16.         if(Res!=0x0a)USART_RX_STA=0;//接收错误,重新开始
    / b+ D3 _& ?: D, |4 V
  17.         else USART_RX_STA|=0x8000;  //接收完成了 3 y4 i& ~7 j; U! H
  18.       }) V; I8 K7 I. S) U4 f
  19.       else //还没收到0X0D+ J; Q- S$ L8 Z- [8 U9 o
  20.       {  
    : i8 }7 O9 d$ @5 q; Q  `# o* ]
  21.         if(Res==0x0d)USART_RX_STA|=0x4000;
      p$ T' V; f: H' g! `. H
  22.         else
    ' l& H6 }* Y6 G# o0 c" h+ \
  23.         {
    . D2 s4 J) q$ D: {
  24.           USART_RX_BUF[USART_RX_STA&0X3FFF]=Res ;8 c8 ~" u& S" q- \- s# _
  25.           USART_RX_STA++;
    9 S0 k( ]) p; N
  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   
    0 B/ t& d8 q* ~
  27.         }     
    2 f. c) J" x: V5 K+ P9 F! x
  28.       }
    % D- ?, B0 g; P% e: w& ]' b7 L
  29.     }        
    , w/ ?  f1 p8 @9 U4 x5 H
  30.   }
    6 ]' d4 E! a, N0 v; G
  31. #ifdef OS_TICKS_PER_SEC     //如果时钟节拍数定义了,说明要使用ucosII了.+ H$ o$ i! c) d! b
  32.   OSIntExit();                        
    1 D8 E  i+ @' ]4 X. g9 K: U
  33. #endif
    ! w* }; y" u* m- g/ ~
  34. } $ ]% A( K& R" Y% h  r2 m, w, q, x
  35. #endif  </font>
复制代码
字符串接收与处理(从openMV接收到的数据):+ g8 V5 w0 t- v9 X; X0 g
  1. <font face="微软雅黑" size="3">/*涉及到的全局变量
    & [( p5 H' y2 \8 u" v. a
  2. float data[3];//x,y,z方向的距离,浮点数形式9 K2 R, S/ O1 i& }. ?
  3. unsigned char data_string[3][7];//x,y,z方向的距离,字符串形式  M/ C$ P5 X! N" R
  4. */
    8 j+ r; E6 Y" U# S/ c3 d# l- c
  5. if(USART_RX_STA&0x8000)8 q* j) G" `- b  @  K* D
  6.     {  & l- H" u5 ?: M. [' }5 ^. h( Y# w
  7.       //清空字符串' k4 R! v2 [8 ^7 V* Z
  8.       for(i=0;i<2;i++)
    - n) f8 K1 G! J) p% U. y% P/ k0 D
  9.       {
    6 n& w  F3 k" W  B( H. @8 l3 U
  10.         for(j=0;j<6;j++)9 K' W, q# w# m4 G
  11.         {
    8 M2 h5 ^& h# d6 w# @( [" u
  12.           data_string[i][j]=' ';
    0 }5 L) Z8 ?# {& L  S
  13.         }/ W- e2 p: Y2 L1 s3 R
  14.       }8 Z: y! R8 X6 _
  15.       len=USART_RX_STA&0x3fff;//得到此次接收到的数据长度; V; R, J+ e7 V
  16.       for(t=0,j=0;t<len;t++)6 `  J$ F8 ]& R# o+ q- X) }% _7 V+ ?
  17.       {5 S' ]1 E3 F. @( j& J# S0 z
  18.         j=0;
    $ m7 Z6 o% }9 n2 F$ z* C$ U
  19.         if(USART_RX_BUF[t]=='A')
    ! e0 x5 @5 P: a2 \3 D! m
  20.         {& r4 `. o; T. ?& S1 [& B1 V, r
  21.           t++;//去掉首字母# j! m( c  T2 K3 h4 |  d+ W7 O
  22.           while(USART_RX_BUF[t]!=',')
    4 z( P0 Q) J, Q/ Y' h
  23.           {
      ?  ?  I- e3 e! T) Y
  24.             data_string[0][j]=USART_RX_BUF[t];" F; Z( W' Q5 M( `
  25.             t++;" J6 C( H5 T* Y; S$ ^) m
  26.             j++;
    4 N: Z7 N. }- ~' U! e! N- R
  27.           }& C0 d5 l& l( i; W. Q* ]# }2 v
  28.         }
    0 k! b) G* q# n+ F+ Q4 @7 w3 I
  29.         if(USART_RX_BUF[t]=='B')
    8 C( Z+ W- h4 K: v( Q
  30.         {7 k, L' Y* F+ c) M2 c' L7 k
  31.           t++;//去掉首字母
    * W+ M% m. S( B' _1 K
  32.           while(USART_RX_BUF[t]!=',')
    9 D$ H& p- s. B/ I' V1 O% V3 w9 b
  33.           {; w. ?1 b$ a- {( B% c5 l& d" @
  34.             data_string[1][j]=USART_RX_BUF[t];. _# P5 ?# S2 S4 n; E/ u" \5 _
  35.             t++;
    1 Z8 R( R& J- C8 N' f
  36.             j++;% J+ Y8 m& x+ W1 N, B' ]  p
  37.           }
    5 }6 ], S- }' a. |/ G- A
  38.         }7 |/ N+ M# N. p' d9 H
  39.         if(USART_RX_BUF[t]=='C')
    ; o& o' _6 J0 ^! _1 u* N0 y
  40.         {
    : l7 K8 B0 Q9 ~; `/ J
  41.           t++;//去掉首字母
    2 `/ J! s% N( W4 K
  42.           while(USART_RX_BUF[t]!=',')
    4 u/ O; r7 O7 N9 k8 Q6 C' @
  43.           {
    # t& k1 e( f4 i, w  {; y" J+ p4 B5 K
  44.             data_string[2][j]=USART_RX_BUF[t];! R6 ~) q4 b2 S1 a8 w2 R
  45.             t++;
    3 K, k+ V: @% `
  46.             j++;# X1 D* Q5 x4 n! X+ Q, Y  C
  47.           }- T' P% C- L4 g! N
  48.         }
    ( f' \9 L/ W) n/ d
  49.       }
    ' I! @! B  _1 H4 q! [% |) ]5 Z  C
  50.       //把字符串转化为浮点数
    & j' p0 _  F+ c
  51.       data[0]=myatof(data_string[0])/100.0;//x  j0 N% l) ]" a3 H
  52.       data[1]=myatof(data_string[1])/100.0;//y: a4 E5 N& S5 c6 X( K5 ]1 d4 u
  53.       data[2]=myatof(data_string[2])*(-1)/100.0;//z,输入是负数,转换为正
    $ _% W5 O4 ^* J, [& Y0 H" ^
  54.         //USART2发送数据
    ; W9 k; T/ a) K9 H% G8 W9 s
  55. //        Usart_SendString( RS232_USART, (uint8_t *)USART_RX_BUF );
    - Q0 `* g, n8 ^5 \. N7 Z2 J
  56.         
    4 L) {+ @8 {: D' o! L3 d) l
  57.       //LCD更新显示
    3 Z8 ?" b4 i2 @* l. b) u0 R
  58.       //显示xyz
    ! b$ Q& [8 A) V3 `
  59. //        CLEAR(10);
    ' |( }# L; b6 s2 K" y
  60. //        Gui_DrawFont_GBK16(30,0,BLACK,WHITE,clear);8 f7 c. W3 A9 [* {# H. H
  61. //        Gui_DrawFont_GBK16(30,0,BLACK,WHITE,data_string[0]);' b% J: c1 n9 j" R+ K5 o( T; ^
  62. //        Gui_DrawFont_GBK16(30,20,BLACK,WHITE,clear);
    $ V1 N4 Z$ m6 W4 X
  63. //        Gui_DrawFont_GBK16(30,20,BLACK,WHITE,data_string[1]);
    & g) j+ N) G8 ?+ `5 Y
  64. //        Gui_DrawFont_GBK16(30,40,BLACK,WHITE,clear);
    8 }# B, Y1 X7 J0 T; s: ]) I( D
  65. //        Gui_DrawFont_GBK16(30,40,BLACK,WHITE,data_string[2]);# F  ]1 H8 ^* ?0 V7 t) P
  66.         $ y7 ^& U& s* u  b6 T  ^
  67.         USART_RX_STA=0;//清除标志位, e9 {. q' M; g3 s* c
  68.     }0 M0 [& o( D0 S) R
  69. }
    . N  |3 U  M& E- C" N6 J
  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):$ g7 E# |% b- w% U

9 X2 Z5 x# L. C8 Y, V9 S. Q
  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
    8 @) [$ V1 b; ?% t) Q3 y
  2. {
    ; i% e1 z' `! O
  3.   int flag = 1;//表示正数2 F7 _! C% l! ]+ [
  4.   int res =0;
    / y# N# x" D$ G! F3 h, A3 P3 W
  5.   u8 i=1; //小数点后两位4 h9 C/ `9 {6 o5 [# v, z: C* N
  6.   while(*str != '\0')
    : h! Z+ @* z/ c$ T; w3 l( L% V. y
  7.     {
    9 t, L% z6 F0 P: |: v/ P6 n0 c
  8.       if( !(*str >= '0' && *str <= '9'))//找到字符串中的第一个数字5 a. G+ M- @, j2 E( p. z' n$ M6 B& k
  9.       {8 _" G: s8 g! Z( c- I# s
  10.         str++;$ g, ?+ i% A. p
  11.         continue;, u/ Q( Z) N* ?- n* q: D
  12.       }
    * D( t, M/ L4 S4 P( h
  13.       if(*(str-1) == '-')0 @% [  F% s& z1 D# u
  14.       {
    + ]4 M. E3 N5 E- U2 g) u6 w4 D4 j
  15.         flag=-1;//表示是一个负数
    + |3 q" m% w' [+ M& u& c
  16.       }
    - I" V$ a  [1 _1 U) w1 E

  17. 5 Q  v6 D5 a' X) l3 b# G* W
  18.     while(*str >= '0' && *str <= '9'). s  Z$ J9 m% @3 A
  19.     {
    ) K1 z1 l1 `$ D- ?9 b( F9 Y
  20.       res = res *10 + (*str - '0');8 r' a: t) y6 [) @! ~
  21.       str++;
    ' i$ h/ u) Z( a" q3 H: D
  22.     }
    , X3 T. e+ \8 h9 y8 a4 n# N
  23.     if(*str == '.'), n# c% d, `; t6 y7 a
  24.     {: t' K& z5 [- v  [# u! o) t
  25.       str++;
    . ?: ]! W* Y) H
  26.       res = res *10 + (*str - '0');# {0 u3 t9 Q; E2 |+ K% b  x4 v0 m
  27.       str++;
    7 D9 c, b  p1 T! L. i/ G; ]
  28.       res = res *10 + (*str - '0');//保留两位,故加两次
    ; \" G+ Q# g. o0 [$ Z( v6 M
  29.       return res*flag;
    0 O2 v3 b0 p+ G  ^, H- e
  30.     }9 P3 F/ m) v" x" X9 m1 C. g# w5 i
  31.     }
    ; }3 G' b6 L* _4 `" J
  32. }+ ]2 W6 e7 {. E( K& u& B
  33. % D  z8 ?( x: @7 p& B
  34. 8 K1 m0 p4 D8 ~7 \
  35. 2.3 LCD显示模块
    $ I5 u$ ^" _6 r7 }& n! X: K

  36. 5 S+ Z; S7 D8 }* u  k
  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1 X( O, O9 C1 `: Q. t0 y( r% u
  38. 驱动函数总览:1 T8 w7 I- |+ d0 r
  39. 3 l0 Q9 U5 Z; a+ G9 N

  40. : |# x  A2 |- F. w/ f
  41. 5 }- F, A+ q. n- g. r. Z
  42. void LCD_GPIO_Init(void);
    4 D+ }' j2 P/ c. u5 N
  43. void Lcd_WriteIndex(u8 Index);
    9 ^9 h" _- S9 Z$ w# [. s' `
  44. void Lcd_WriteData(u8 Data);
    + A3 C# b, l- m& n* Z3 E
  45. void Lcd_WriteReg(u8 Index,u8 Data);
    % j; C) w/ k6 W/ t
  46. u16 Lcd_ReadReg(u8 LCD_Reg);* ?9 ]( p, O8 h% O" o3 A
  47. void Lcd_Reset(void);6 H9 [4 q8 h- a& b1 t
  48. void Lcd_Init(void);- M! r6 g+ K! A% t0 s; H/ n
  49. void Lcd_Clear(u16 Color);2 l- x, e# V3 z5 c+ t2 d/ Y# Y6 B
  50. void Lcd_SetXY(u16 x,u16 y);
    & `, a( K! h4 C7 u* L! [9 C
  51. void Gui_DrawPoint(u16 x,u16 y,u16 Data);  L8 J; f) H# [. M
  52. unsigned int Lcd_ReadPoint(u16 x,u16 y);
    . X7 ^) x$ n$ a
  53. void Lcd_SetRegion(u16 x_start,u16 y_start,u16 x_end,u16 y_end);  m# j/ ~0 w! J: x6 M
  54. void LCD_WriteData_16Bit(u16 Data);</font>
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: B5 v, ^, i3 y$ Y, P5 @

( s" u* Q/ t: W/ L* S/ `TFT屏幕初始化:
& K( {5 M- e  l$ b* y/ h
0 o7 c7 _+ N" T& ?( C
  1. <font face="微软雅黑" size="3">void TFT_Init_Show(void)# `0 m& B0 B" i0 Q9 R
  2. {
    ' O! `/ C% _4 B) r0 i! E
  3.   Lcd_Clear(WHITE);
    % G3 L7 W) Z* }1 H$ v
  4.   Gui_DrawFont_GBK16(16,70,BLACK,WHITE,"by WILL CHAN");+ u" q8 R1 e) x
  5.   delay_ms(1000);
    3 K* u* p; H' `+ i5 f8 T
  6.   Lcd_Clear(WHITE);: @, u9 e# ^- }+ ?5 M5 u+ g# u
  7.   Gui_DrawFont_GBK16(3,0,RED,WHITE,"X:");
    : R! c0 X# t/ C* U: v
  8.   Gui_DrawFont_GBK16(3,20,RED,WHITE,"Y:");" _& t" P' S/ s" o
  9.   Gui_DrawFont_GBK16(3,40,RED,WHITE,"Z:");
    % q9 E5 u2 Z3 }! }* e# K
  10.   Gui_DrawFont_GBK16(3,60,RED,WHITE,"speed:");
    ; A3 `  d; g5 h# v( l2 V: o
  11. }</font>
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字符串显示函数;
4 i5 R+ Z$ ~7 u% I! c" z
  1. <font face="微软雅黑" size="3">
    . h/ [+ x% u0 {! n
  2. void Gui_DrawFont_GBK16(u16 x, u16 y, u16 fc, u16 bc, u8 *s)
    , `, |7 d; a, b
  3. {
    3 ~2 m1 h1 G, m; y3 A. @
  4.   unsigned char i,j;
    / `1 i% X# K" x( k, d
  5.   unsigned short k,x0;
    % y  k3 p, u8 Z: T4 H2 _6 f
  6.   x0=x;: t  ^" L% s2 _0 `
  7. 2 _7 U+ a% ^, J# }, f
  8.   while(*s)
    $ m1 ^" a2 I8 ]* i
  9.   {  
    * Q: O$ \& D" {! C
  10.     if((*s) < 128) 0 P8 l0 r; \/ \; [$ T
  11.     {9 r4 j# s2 {- H/ d8 ]
  12.       k=*s;$ w" U4 N& A$ m
  13.       if (k==13)
      K6 y: w/ q* M. I7 w& U% u/ g
  14.       {
    ! H) g3 }7 y: l+ S7 @6 C
  15.         x=x0;
    & [; l" ?9 {  _
  16.         y+=16;
    & o, t! ^3 J- `3 b
  17.       }6 L7 a& E4 o; C0 s  Y
  18.       else - V7 C6 B/ X' b. b) Y$ h
  19.       {
    % c! M' J2 |. E9 G! g) w
  20.         if (k>32) k-=32; else k=0;" L- ~% N, b2 }2 W2 {" I& x2 J
  21.   
    / v  r& Y1 m- E
  22.           for(i=0;i<16;i++)+ h! e. l4 `$ H7 [  k. B: t
  23.         for(j=0;j<8;j++) / j* a3 l2 \, [7 A
  24.           {
      D+ A5 F& J9 Q0 x* j
  25.               if(asc16[k*16+i]&(0x80>>j))  Gui_DrawPoint(x+j,y+i,fc);
    & \0 i' N1 u& b6 g* ^  ?' Q
  26.             else
    5 L' Z8 o! |+ u- v& o  F9 |! k
  27.             {6 E( h: h0 }8 a' [- T
  28.               if (fc!=bc) Gui_DrawPoint(x+j,y+i,bc);
    " {$ ~$ s: R3 Q% i0 V/ O
  29.             }' H2 s8 R% g; \% O8 ?( ~( {7 Y
  30.           }8 ?* I* j% I7 `9 u2 ?5 a
  31.         x+=8;
    # [6 @; Z; u! _. ~2 u) J
  32.       }, s1 ?6 _7 W1 m1 Z- d. P( N. O5 Q
  33.       s++;; @1 O7 Y3 R; L0 ]' }, ^
  34.     }& K: h0 A4 F' l/ s  G1 Q
  35.       
    1 x4 L% Z' O9 q+ _" U% J/ z" U
  36.     else - D: a7 u- N2 T' ]& @
  37.     {
    1 q0 D7 H% G# R3 A% i
  38.    
    + A! o1 \+ H( [9 K, B1 w& V
  39. 9 w  W% @2 b4 A8 H0 k( n7 w
  40.       for (k=0;k<hz16_num;k++)
    ' X6 r" v. Y  P
  41.       {
    4 [0 ~: G! R9 R2 d  K& q! I
  42.         if ((hz16[k].Index[0]==*(s))&&(hz16[k].Index[1]==*(s+1)))
    # N% o6 v0 O% |9 \
  43.         {
    2 o, d, g( Y2 ^8 E2 @5 i
  44.             for(i=0;i<16;i++)
    ) b2 U* P9 c( n  q
  45.             {
    7 L0 o5 K  M" c! C+ C
  46.             for(j=0;j<8;j++) 2 \0 q4 C$ [- g+ f* s
  47.               {2 A4 f; X% Y. ]+ |
  48.                   if(hz16[k].Msk[i*2]&(0x80>>j))  Gui_DrawPoint(x+j,y+i,fc);
    % w8 ~/ D& p) `, l
  49.                 else {
    9 J2 T! i# a5 h, E0 o# t8 Z% ~% ?5 N
  50.                   if (fc!=bc) Gui_DrawPoint(x+j,y+i,bc);2 y% _) i. g, u
  51.                 }; \& H4 j! ^! }7 e* u
  52.               }6 U9 @* b, c) x) \$ H  l  n
  53.             for(j=0;j<8;j++)
    6 ]# Z/ p3 k9 A" O1 v: \/ H
  54.               {/ y5 X" H- Z) k+ u5 t9 @3 ]3 E
  55.                   if(hz16[k].Msk[i*2+1]&(0x80>>j))  Gui_DrawPoint(x+j+8,y+i,fc);2 h& u! t8 m3 \! t7 @, t
  56.                 else " X' \/ K, H- x& y
  57.                 {$ D- v2 g0 L% M3 w# s
  58.                   if (fc!=bc) Gui_DrawPoint(x+j+8,y+i,bc);5 z! |6 ]: }, r: E. o
  59.                 }4 a7 f: R" P% ]/ s1 v
  60.               }$ M8 i3 K$ a( J2 b) q: E$ C6 N0 a
  61.             }
    . l3 a; m- {6 q( _
  62.         }9 N/ f- X6 a( g, P4 Z3 {
  63.         }
      [# Z0 z1 a( i+ j: S/ j( {
  64.       s+=2;x+=16;
    : |" T/ F9 i& N% k1 S
  65.     } # \. M) z) K, s
  66.     $ w5 t7 e3 x  X( Q% {
  67.   }
    3 T4 J, w( J9 P3 o3 v( ^- X
  68. }
    ) Y$ I% h$ D2 R6 m* |: O
  69. </font>
复制代码
2.4 电机、舵机与编码器
# T) i/ K2 y' U+ B
' g5 l( W3 F8 M/ M$ ~/ |' j

8 f. Z1 R- b4 |0 N定时中断:TIM2,用于修改电机和舵机的PWM占空比
; B6 ^4 [% x4 r初始化函数:
9 t+ H6 E. G1 @, o2 o+ L/ x7 b' i" f* ]" `8 B9 u$ }
  1. <font face="微软雅黑" size="3">
    ( p# w8 ?6 D& A6 m
  2. //通用定时器2中断初始化" x8 W- `; V; R: p2 W- f
  3. //arr:自动重装值。
    8 p; k6 K- ?! @' i7 I* }
  4. //psc:时钟预分频数
    / e( n0 f1 q; t7 D  g5 Z
  5. //定时器溢出时间计算方法:Tout=((arr+1)*(psc+1))/Ft us.# ~. i. H4 |0 w2 `8 `& U4 Y
  6. //Ft=定时器工作频率,单位:Mhz/ d; Z# G1 I* O
  7. //这里使用的是定时器2!/ T, Y1 I* L% |- S& ^
  8. void TIM2_Int_Init(u16 arr,u16 psc)
    ; V6 U- a3 W8 [; V! g4 `; E
  9. {! w9 _* }( Z8 i5 _
  10.   TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseInitStructure;! H1 m7 ^1 D6 S9 O
  11.   NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
    4 a8 R( [. J8 p3 W% I
  12.   - z8 k) r0 D9 G! c" [
  13.   RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM2,ENABLE);  ///使能TIM2时钟
      M6 c' M$ @) y- n* |( ?6 P
  14.   $ d* q' ?$ i' u
  15.   TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Period = arr;   //自动重装载值) G% R3 J7 F' m9 E1 E
  16.   TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Prescaler=psc;  //定时器分频: P  G' x, N) E: A3 a
  17.   TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_CounterMode=TIM_CounterMode_Up; //向上计数模式, Y5 t$ y5 A6 m2 N& i2 I( q3 g
  18.   TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_ClockDivision=TIM_CKD_DIV1; 2 b% T2 A  m$ a9 j. t* s
  19.   
    ( O8 u. r0 i  }+ P/ J4 t
  20.   TIM_TimeBaseInit(TIM2,&TIM_TimeBaseInitStructure);//初始化TIM3  ~: b% V( X% g2 a4 e
  21.   
    7 s- L/ C% g$ n
  22.   TIM_ITConfig(TIM2,TIM_IT_Update,ENABLE); //允许定时器2更新中断9 @+ L% {% T  E% p0 j
  23.   TIM_Cmd(TIM2,ENABLE); //使能定时器2
    ; r: m; g; o7 O2 B4 _. s
  24.   
    # `' J2 o2 ?5 A  |# g1 ^
  25.   NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel=TIM2_IRQn; //定时器2中断( P9 b" o+ |. [; h8 R8 y
  26.   NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority=0; //抢占优先级18 {! i6 P  t. I. @6 J9 P% |
  27.   NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority=2; //子优先级3
    & m$ C, l  u% Z' D* ~! `$ V) t
  28.   NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd=ENABLE;) V4 t) |6 [9 r1 ]. R- E+ M
  29.   NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);% w8 j9 I$ o7 h$ ?7 t) B  t3 l3 d+ Q

  30. - O- b$ s# U! N- i1 H
  31. }</font>
复制代码
TIM2中断处理函数:4 @0 e& R$ a: R
  1. <font face="微软雅黑" size="3">6 t( z3 P( k. q) ]0 [0 x5 ^
  2. void TIM2_IRQHandler(void)
    & J9 a# S  d! C
  3. {  + I2 T' g: E. x3 ~- B( R- b9 X) {
  4.   if(TIM_GetITStatus(TIM2,TIM_IT_Update)==SET)//溢出中断
      l- w0 k: F5 n
  5.   {
    ! O5 {0 |: c4 ^" t
  6.     if(motor_flag==1)//反转8 F+ i: z0 ~; Q0 N# U9 ]3 o# y* A
  7.     {2 _. a2 |( b7 R" E4 p) S$ E& t
  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
    & W5 I  Z8 _6 d% }( W1 H
  9.       TIM_SetCompare2(TIM8,0);& o8 z0 X1 y" w  @/ ?; Y- C+ f
  10.     }' l7 y( r0 m( ~9 V  ?' V) F  F5 H
  11.     if(motor_flag==0)//正转
    # `% `! ?! |! K! {, g. |% M" Y
  12.     {2 d3 O7 I( n0 R
  13.       TIM_SetCompare1(TIM8,0);* n" l( u9 b- e8 e7 D
  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
    9 M- q9 v8 R& U# q
  15.     }' p- U' o8 M! @
  16.     TIM_SetCompare1(TIM3,200-(servo_angle/45.0+1)*5);//设置舵机角度,引脚:PA6, V+ y- p; Z( x# F6 X, Z% }3 v
  17.   }
    , ^( U  r, o  ?% [' D% a
  18.   TIM_ClearITPendingBit(TIM2,TIM_IT_Update);  //清除中断标志位. b' u; h* ~) r5 f/ D2 l
  19. }6 K, r/ F9 X5 f: t
  20. </font>
复制代码
PWM输出:TIM3(舵机),TIM8(电机)9 r. l- e, U: b
初始化函数(以TIM8为例):
3 v( d6 x+ @) p7 B$ `
/ |9 I; ]  U# o" H0 G! B. q
  1. <font face="微软雅黑" size="3">$ t; T  f1 g) [8 l" [! r3 k. C
  2. void TIM8_PWM_Init(u32 arr,u32 psc)+ U/ e. q5 X; X; g  {' h
  3. {               
    : ~& b* m& q+ V. S
  4.   //此部分需手动修改IO口设置6 s: j4 A" P1 M* B# T# D
  5.   . K# ?- }% I/ G2 T
  6.   GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
    * r( F9 \) A5 `1 D; Y+ l0 }% ^
  7.   TIM_TimeBaseInitTypeDef  TIM_TimeBaseStructure;
    / b/ m+ H) s$ Y, }
  8.   TIM_OCInitTypeDef  TIM_OCInitStructure;
    $ O9 ]$ Z. q# r/ S* g/ l
  9.   TIM_BDTRInitTypeDef  TIM_BDTRInitStructure;
    2 b. _, w+ w% T  }# C8 o
  10.   ; K6 P" v4 S4 ]; H. v
  11.   RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_TIM8,ENABLE);    //TIM8时钟使能    ) N- u" Z+ m/ i; }/ N1 i
  12.   RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOA|RCC_AHB1Periph_GPIOB|RCC_AHB1Periph_GPIOC, ENABLE);   //使能PORTA时钟  5 v9 e1 e0 ~" [1 h  \4 _2 H( x
  13.   4 n  ~( ?* n+ X- c
  14.   GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_7;           //GPIOFA
      G  w1 S7 F) j) C# X  M& [
  15.   GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF;        //复用功能
    ; Z% ^" i: ]) D2 v# |) o6 o9 y
  16.   GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;  //速度100MHz
    8 i  o% z3 b5 E: n& ?8 L
  17.   GPIO_InitStructure.GPIO_OType = GPIO_OType_PP;      //推挽复用输出
    . F! O9 |5 e; J+ H
  18.   GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_UP;        //上拉
    1 `  b7 O1 d# f- }
  19.   GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStructure);              //初始化PA7, z; i, |7 t# j4 }

  20. ; ^1 ~# W- [/ {2 ^$ }6 p' e
  21.   GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0|GPIO_Pin_1;
    ; X; r2 A8 N9 B$ {! }2 c
  22.   GPIO_Init(GPIOB,&GPIO_InitStructure);7 `+ ]' @# S) i8 V; m  {' S2 t
  23.   
    # ^0 K5 ~6 u% _# Y2 I+ }# W
  24.   GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_6|GPIO_Pin_7|GPIO_Pin_8;
    4 g1 n7 D  ~- z2 @
  25.   GPIO_Init(GPIOC,&GPIO_InitStructure);) E6 ?* L  \" r5 O/ G4 h/ n* n
  26.   
    ; q6 {- I5 Z4 Y) Z& d2 l
  27.   GPIO_PinAFConfig(GPIOC,GPIO_PinSource6,GPIO_AF_TIM8); //GPIOA8复用为定时器1
    1 l7 ]9 `' M' S$ I! I% ?8 {
  28.   GPIO_PinAFConfig(GPIOC,GPIO_PinSource7,GPIO_AF_TIM8); //GPIOA9复用为定时器1+ m% V) z* x1 N6 z9 i
  29.   GPIO_PinAFConfig(GPIOC,GPIO_PinSource8,GPIO_AF_TIM8); //GPIOA10复用为定时器1
    6 ?( K0 s2 E' a9 {
  30.   GPIO_PinAFConfig(GPIOA,GPIO_PinSource7,GPIO_AF_TIM8); //GPIOB13复用为定时器1
    ( \) u. A& b  i* w7 N
  31.   GPIO_PinAFConfig(GPIOB,GPIO_PinSource0,GPIO_AF_TIM8); //GPIOB14复用为定时器1! O! m' u0 }" b' Q7 @$ O+ X
  32.   GPIO_PinAFConfig(GPIOB,GPIO_PinSource1,GPIO_AF_TIM8); //GPIOB15复用为定时器1" S1 e# y- A5 u
  33. " \* l  t; H- p' k& L
  34.   TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler=psc;  //定时器分频
    5 v& d; h0 C% E* s8 Z7 y5 P
  35.   TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode=TIM_CounterMode_Up; //向上计数模式' G; T  v" n* ^. E! [! u8 w
  36.   TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period=arr;   //自动重装载值
    - _# ^9 C& h) V) d6 Q: ~
  37.   TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision=TIM_CKD_DIV1; + k' Y8 Q* p0 k
  38.   # E' X1 A/ `" C* l
  39.   TIM_TimeBaseInit(TIM8,&TIM_TimeBaseStructure);//初始化定时器1# X; W4 D& w3 Z( ?* L
  40.   
    3 D$ j' ~, b  d9 D4 z# ?, ^6 P
  41.   //初始化PWM模式   
    & a  x5 o# s# [$ d+ w) @* G
  42.   TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM1;" D. S) J0 D4 f( n
  43.   TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable;7 L; N! B2 J' \  O1 b
  44.   TIM_OCInitStructure.TIM_OutputNState = TIM_OutputNState_Enable;. e# Z- U5 S% D8 F. y. b- m
  45.   TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse = 0;  t# K: b% [1 L2 U
  46.   TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_High;
    6 R2 e. D7 w* m7 O. E0 Q
  47.   TIM_OCInitStructure.TIM_OCNPolarity = TIM_OCNPolarity_High;
    1 K% S: R0 N7 l3 V  }
  48.   TIM_OCInitStructure.TIM_OCIdleState = TIM_OCIdleState_Reset; ' |# v6 F7 q) {" t7 X/ r+ _1 E
  49.   TIM_OCInitStructure.TIM_OCNIdleState = TIM_OCIdleState_Reset;
    + b& i7 w  \6 l

  50. 8 ]# U' }$ e: i6 _
  51.   TIM_OC1Init(TIM8, &TIM_OCInitStructure);
    ( N5 c1 Y+ e& Z
  52.   TIM_OC2Init(TIM8, &TIM_OCInitStructure);
    7 G' @0 H$ N3 o6 v  c
  53.   TIM_OC3Init(TIM8, &TIM_OCInitStructure);
    6 ?. e; f1 }3 [- g# ]

  54. $ H6 Z. }( y6 Z% M; p- a+ Z
  55.   TIM_OC1PreloadConfig(TIM8,TIM_OCPreload_Enable);$ @* q# L7 B* \6 N8 O
  56.   TIM_OC2PreloadConfig(TIM8,TIM_OCPreload_Enable);5 u3 g$ R) F+ J
  57.   TIM_OC3PreloadConfig(TIM8,TIM_OCPreload_Enable);* Z7 X2 v9 Y. V
  58. # H" m  I7 A) E1 f2 }: \7 e
  59.   TIM_BDTRInitStructure.TIM_OSSRState = TIM_OSSRState_Enable;  @" D5 \! w  [3 v, y$ P8 P, u
  60.   TIM_BDTRInitStructure.TIM_OSSIState = TIM_OSSIState_Enable;
    3 s, x4 I9 a! ~: g* V
  61.   TIM_BDTRInitStructure.TIM_LOCKLevel = TIM_LOCKLevel_OFF;
    ' z# n% i2 d+ `5 T% q3 I! S- J
  62.   TIM_BDTRInitStructure.TIM_DeadTime = 0;
    - v) ~' h& j* c) X
  63.   TIM_BDTRInitStructure.TIM_Break = TIM_Break_Disable;
    6 R( S' o' W" \0 l- L6 h# ?
  64.   TIM_BDTRInitStructure.TIM_BreakPolarity = TIM_BreakPolarity_Low;* {- {4 r" }, D' h
  65.   TIM_BDTRInitStructure.TIM_AutomaticOutput = TIM_AutomaticOutput_Disable;
    ; K  l$ T/ \( [1 O# ^) N1 p( k
  66.   TIM_BDTRConfig(TIM8,&TIM_BDTRInitStructure);7 U  }  ]# G) h, E+ z
  67. , h+ P9 B& h( T5 C
  68.   TIM_Cmd(TIM8,ENABLE);' z1 U$ O; v. B, Q5 j
  69.   TIM_CCPreloadControl(TIM8,ENABLE);
    % F0 n* H0 S1 I! N. ~
  70.   TIM_CtrlPWMOutputs(TIM8,ENABLE);
    0 W* M) d. U- ]& z: w  Y' o
  71.                       $ X8 A( A% k. s7 z" |6 g2 p
  72. }</font>
复制代码
编码器初始化函数:( ~& P7 A7 e6 L' c* ]0 h% A3 l
  1. <font face="微软雅黑" size="3">
    9 r+ c% r$ R# T  I( a
  2. void Encoder_Init_TIM4(void)
    , I$ x# L' o* m/ O" G
  3. {/ @/ Y9 m1 j$ c
  4.     GPIO_InitTypeDef         GPIO_InitStructure; 1 g6 }# ~& d6 W/ W8 n
  5.     TIM_TimeBaseInitTypeDef  TIM_TimeBaseStructure;
    ' [) G& P8 n4 G
  6.     TIM_ICInitTypeDef        TIM_ICInitStructure;
    * s4 t& p8 p" i+ I" }7 N2 y) ?' N; F9 S
  7.     NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;, y  K: @6 q! i1 F: o

  8. ' {  S. F7 _, {' H  `! F3 B
  9.     RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM4,ENABLE);//开启TIM4时钟
    0 f8 I! F/ t, U( I. L
  10.     RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOB,ENABLE);//开启GPIOB时钟/ x* J8 a3 h. w& b' ]. }3 ^. g
  11.   
    5 F) J% J( \0 P& R8 J" D
  12.     GPIO_PinAFConfig(GPIOB,GPIO_PinSource6,GPIO_AF_TIM4);//PB6引脚复用3 T  s+ b# k8 B5 U! Z0 _7 t6 J, Z  M
  13.     GPIO_PinAFConfig(GPIOB,GPIO_PinSource7,GPIO_AF_TIM4);//PB7引脚服用. V0 Z* g0 \8 n) O' n

  14. ! x0 \- C6 V0 A/ j$ F
  15.     GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_6|GPIO_Pin_7; //GPIOB6,GPIOB7
    4 ~+ b& v. U/ |$ y  }
  16.     GPIO_InitStructure.GPIO_Mode  = GPIO_Mode_AF;- h% P  {7 a1 ]* h
  17.     GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;1 a9 a, ?  [" ^# f
  18.     GPIO_InitStructure.GPIO_OType = GPIO_OType_OD;4 b8 S. S; [4 F7 E
  19.     //GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd  = GPIO_PuPd_NOPULL ;
    1 X  A' T/ y% \( y' }* {5 ~
  20.     GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd  = GPIO_PuPd_UP;2 s9 K9 s$ L+ e
  21.     GPIO_Init(GPIOB,&GPIO_InitStructure);
    & x  R& @; o3 _% `; t% I3 t
  22.    
    % y7 t  n+ i6 u( W" S
  23.     NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = TIM4_IRQn;
    " Q: d' P- T" H0 F
  24.     NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 1; /*它的抢占优先级可以尽量设置低点*/# e8 R. v2 d6 W2 y
  25.     NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0;
    " b  K" U1 J6 W* O! c
  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' S4 _1 [8 u' V5 Z5 K2 b# z  y
  27.     NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);, E' x! N  H/ X# H4 F2 A

  28. 1 ~4 T) t  d. E! @0 J4 P" y7 V6 O& `5 G

  29. & c2 T4 S/ V# ?9 j8 ?  b0 |* k" Y" c
  30. , c( M( [1 P/ N1 h  z& n
  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
    5 M8 V/ u0 k. j' F- L
  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/ g  y( [* q7 e+ ?1 i
  33.     TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = 0; //设置时钟分割:TDTS = Tck_tim
    6 l- t9 @7 |! v: G0 }) t
  34.     TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;  //TIM向上计数模式+ B$ B* b* P5 Z: Z
  35.     TIM_TimeBaseInit(TIM4, &TIM_TimeBaseStructure); ) g$ ]6 |3 d: e# y* c0 j

  36. $ d3 f1 P3 X: [+ X
  37.     TIM_EncoderInterfaceConfig(TIM4, TIM_EncoderMode_TI12,TIM_ICPolarity_Rising,TIM_ICPolarity_Falling);
    - i2 q  Z. `6 T' D, d
  38.     TIM_ICStructInit(&TIM_ICInitStructure);3 `7 x* A1 B: X6 b: t5 |' Z$ m
  39.     TIM_ICInitStructure.TIM_ICFilter = 10;  //输入滤波器" f  v9 c5 D. ^6 w' d% O
  40.     TIM_ICInit(TIM4, &TIM_ICInitStructure);* r1 N: p7 F/ l7 u% b% E% x& X9 G
  41.     TIM_ClearFlag(TIM4, TIM_FLAG_Update);  //清除所有标志位
    $ Q* O9 H4 {3 B$ W+ Z
  42.     TIM_ITConfig(TIM4, TIM_IT_Update, DISABLE); //允许中断更新
    + _8 {5 b# K" c7 g& r
  43.     TIM4->CNT = 0;
    * {8 @6 Z, U: e; C% ~
  44.     TIM_Cmd(TIM4, ENABLE);  //使能TIM4
    3 @+ R! Z* e' |* V9 w, C
  45. }1 w4 ?5 H0 G; ^: H3 S5 a) E
  46. </font>
复制代码
编码器返回速度值:
, T9 D& S" h. _3 Z4 r$ L* ^) o& T# x5 y
  1. <font face="微软雅黑" size="3">/**************************************************************************
    7 S. ~% R9 R/ g/ L
  2. 函数功能:单位时间读取编码器计数* @7 t6 D7 ?% }3 W
  3. 入口参数:定时器
    9 l4 I9 L, H' H2 [1 |
  4. 返回  值:速度值
    6 w" N) b  f, l( g0 P4 E; j
  5. **************************************************************************/  w- Y$ X& [; o+ x$ g$ ^+ w
  6. float Read_Encoder_Speed(uint8_t TIMX)
    2 t5 w; S! D5 a3 A/ D! V
  7. {& T. c5 Q+ O5 j3 g' l$ t- J( _  L& Z
  8.     int32_t Encoder_TIM;
    6 |% U5 P9 r8 b# u
  9.     float res = 0;
    " e$ ~% K- d; J3 x  v
  10.     switch (TIMX)8 r/ k* N0 @5 Q/ H% x, n$ N$ a8 D
  11.     {( K) i: ]; o8 F3 ^4 J! A
  12.     case 5:
    * B1 _7 `7 P$ I# X
  13.         Encoder_TIM = TIM_GetCounter(TIM5);
    * j* C/ Z! J5 e5 m0 G
  14.         TIM5->CNT = ENCODER_BASE_COUNT; 8 K' S; f8 @3 D# s$ Q: V( k& w+ @5 M; w
  15.         res = (int32_t)Encoder_TIM - ENCODER_BASE_COUNT;
    7 g, {# P3 o% T$ w9 z& b# d1 u
  16.         break;
    7 U# ^% q; b; |$ m) x, S
  17.     case 4:+ S) |8 s% @1 i  ]' L3 u
  18.         Encoder_TIM = TIM_GetCounter(TIM4);
    . q' j. q1 z) Y
  19.         TIM4->CNT = ENCODER_BASE_COUNT;
    ( n# j6 K2 S; ]
  20.         res = (int32_t)Encoder_TIM - ENCODER_BASE_COUNT;7 h. R6 `+ f/ I; p( K3 b& o
  21.         break;; {5 o' Z! b/ h1 N. ]
  22.     default:+ W  R7 {" }! B9 c4 o1 W! ~
  23.         Encoder_TIM = 0;7 O$ X6 G2 b1 f! y" }) V$ L: n
  24.         res = 0;
    ( I: ~) c6 t1 d$ c
  25.     }* W; n# M( v: T+ z2 c6 w
  26.     if(res>2048.0f)
    + F5 E8 g/ \; q9 \& c8 l; i
  27.         res-=4096.0f;
    & T; |. S9 w5 W
  28.     return res*360.0f/4096.0f;6 j+ Q& Y. I5 w$ D( Y2 C$ d0 ~! \
  29. }
    * Y& M+ V6 X1 D8 V' d: A8 Z) ^
  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:( O5 ]( W+ B% W: V# ~) ]
  1. <font face="微软雅黑" size="3">  q- h! [1 m9 I  g0 \( S& j  g
  2. void TIM7_IRQHandler(void)//频率20HZ,用于编码器计数! t7 Y: g8 @' }* ^
  3. {  2 t4 L$ k, p+ J3 h2 @
  4.   if(TIM_GetITStatus(TIM7,TIM_IT_Update)==SET)//溢出中断
    : A% o" b) W3 o0 Z6 z- K
  5.   {
    5 s/ O0 u# l9 r7 O6 C
  6.     speed=Read_Encoder_Speed(4);4 H% ]( J9 U+ N& l6 b* m
  7.   }
    . }" `, L; Y: S5 o
  8.   TIM_ClearITPendingBit(TIM7,TIM_IT_Update);  //清除中断标志位
    ! E0 @4 c2 |1 Y7 q" r) w
  9. }</font>
复制代码
2.5 PID控制( Q" e9 e  C* p; j2 x" r) p' U
1 L) Y4 z% M% A# |& t, K
! Y% r  M6 u; t) T6 x0 x
PID库函数:' P; W+ c# ^3 ?* u: Y0 y) M

& o5 S, @1 C* b3 ^
  1. <font face="微软雅黑" size="3">9 @- t' x7 E. t
  2. #define N 2        //需要对多少变量进行pid调节
    : F: O' `+ Z7 V* x1 A6 X
  3. + W# `& k8 W! _* o  y' ^- l% F
  4. const float KP[N]={1.3,1.0};//这里只用了比例调节
    5 a" x3 X1 m% \7 Q7 Z* D  I, R: v% w
  5. const float KI[N]={0,0};
    3 Q2 i+ m, T( [) n: V3 U
  6. const float KD[N]={0,0};
    & x) o( G9 o+ R

  7. 6 o) q1 L% c! U0 z  N$ U4 ~5 P+ M

  8. " T% D3 P9 C" J$ G% p+ V
  9. struct _pid{4 J: Q% e; }8 I5 L! V
  10.   float SetVol;        //定义设定值; f5 w3 P: j) N" x" O
  11.   float ActVol;        //定义实际值
    % h& B* U5 Y3 a
  12.   float Err;          //定义误差" L+ H5 O, ~7 [: l# m  L+ L; L5 I
  13.   float  Err_Next;      //定义上一个误差# d& H! a; R; w1 j) g
  14.   float  Err_Last;      //定义上上一个误差
    . X5 L7 B+ W5 T& g" K& m
  15.   float Kp,Ki,Kd;      //定义比例、积分、微分系数
    ( z) q3 V, A% w5 B9 b# E
  16.   float integral;      //定义积分值( r& Z" i7 e$ o# f) W7 Y
  17.   float actuator;      //定义控制器执行变量' Q9 o8 T" A. O! E; j5 z
  18. }pid[N];
    7 G% w9 i2 ]0 J( g: q

  19. 3 Y* m+ ]5 Y: k8 n2 i  g7 f, I
  20. void PID_Init(void)
    - d0 R/ c( W+ A4 J3 E' o5 H. L
  21. {1 x* ~1 e2 u6 ]. b5 ~9 C% U: l
  22.   for(int i=0;i<N;i++)
    5 }1 X* G1 _% p( J
  23.   {. L1 d& w, i5 ^5 ^& [
  24.     pid[i].SetVol=0.0;
    3 Y& e' @! |+ i" s3 L/ m8 y1 c
  25.     pid[i].ActVol=0.0;6 J2 Q  b5 c2 q5 {* e8 q
  26.     pid[i].Err=0.0;% Y0 h1 y2 ?! I; y% H
  27.     pid[i].Err_Next=0.0;) s6 y  [$ r# u. s1 U9 D
  28.     pid[i].Err_Last=0.0;
    + e$ w; b) U: G; v; f
  29.     pid[i].integral=0.0;1 D( v& T; n4 ?
  30.     pid[i].actuator=0.0;
      @0 A& z+ l0 ]# E# d- u* {
  31.     pid[i].Kp=KP[i];
    2 g8 T6 s: S. ?' e, Z* F1 k
  32.     pid[i].Ki=KI[i];
    ) [; T/ D$ J. m* e
  33.     pid[i].Kd=KD[i];7 [, a" L7 [6 G
  34.   }" M3 M" V5 c: V/ J
  35. }
    . N8 c. N# T$ `, q3 e7 V

  36. 2 f) X/ w) q# ^7 o  z  N" F
  37. float PID_realize(float set_val,float get_val,int i)      //位置型PID算法实现
    + c$ y' x: j7 z- ]
  38. {
    7 F/ w: I) K; f6 f
  39.   pid[i].SetVol=set_val;
    + B! W9 u, F7 c' f
  40.   pid[i].ActVol=get_val;
    ! @! N& C6 ~% K( Q5 t3 e5 n! [
  41.   pid[i].Err=pid[i].SetVol-pid[i].ActVol;* }( U+ w. @5 ~
  42.   float IncVol;    //定义增量  d+ C7 w, C: Y6 g1 k+ l
  43.   pid[i].integral+=pid[i].Err;
    : @6 Z; ^  x* s: T3 Z3 P6 `; T
  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);5 M# }! g: I" ^2 ~+ A" p
  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);8 r. a4 G+ l" {+ w! u. i
  46. //  pid[i].actuator=adc_val+IncVol;1 ?7 Y6 [2 Z9 S# V' `  x' G
  47.   pid[i].ActVol=pid[i].actuator;
    & m9 l/ q2 V; `& P7 l$ X+ ?
  48.   pid[i].Err_Last=pid[i].Err_Next;, |5 m, _  {1 U* K% S
  49.   pid[i].Err_Next=pid[i].Err;
    4 P% H! S" M4 {* a4 ^8 u
  50.   
    ( C, ^- X$ Z. j( E6 `+ V# [: H% X. [
  51.   return pid[i].actuator;
    : I6 _6 h. P/ W* C0 L- a
  52. }</font>
复制代码
主函数中的PID调节:
3 k7 Z4 j) L: v" L. r% f6 h6 h; i" ^4 ]7 x/ h4 n
  1. <font face="微软雅黑" size="3">) C0 E6 V8 J  j0 b# H/ L  v
  2.     z_get=data[2];' N" w7 O$ b4 b: d" H0 j
  3.     x_get=data[0];- G, Y* L3 e% j( E6 y7 o
  4.     if(z_get-z_set>0.5||z_get-z_set<-0.5)//电机PID% ?0 t0 b1 x% e" b# B. x( S5 v
  5.     {1 h' c) i, A9 R2 Z: J; i" h
  6.       LED1=0;  //调节时灯亮
    0 s- A2 K" y( O! }9 Q" Y
  7.       PID_val_motor=PID_realize(z_set,z_get,0);$ Q$ O% g* m2 j7 n. b' t
  8.       PID_val_motor=PID_val_motor/10.0;9 U: m* d5 t5 I( F# r5 m, O% r! A
  9.       if(PID_val_motor<=0): k. I0 M! S' B" I$ l6 t0 P* b
  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' _* o. J& O0 v" J2 s, g# z
  11.       if(PID_val_motor>0)- Z( h8 l- B$ `4 X; I" ?
  12.         motor_flag=1;
    ) l  G7 ?& Q! B
  13.       PID_val_motor=abs_float(PID_val_motor);
    * p- m0 ?) M/ j0 _9 z. p, `
  14.       if(PID_val_motor>2)PID_val_motor=0;//标志太远,让车停止
    # R. C' j3 b4 b- h4 a6 Q
  15.       if(PID_val_motor>1&&PID_val_motor<=2)PID_val_motor=1;, A5 E( j& a3 m" B& B2 _" f1 G
  16.       if(PID_val_motor<0.2)PID_val_motor=0;
    5 ^3 s; p. P: X  Z
  17.     }
    # X  U8 d7 X% G9 |) A) K- a
  18.     if(x_get-x_set>0.1||x_get-x_set<-0.1)//舵机PID0 t, l. r# a2 K) c. h/ q
  19.     {
    + a+ q- S" p# {# t' V8 R' D- U( C
  20.       LED1=0;  
    ) ^  E7 w% f7 X% ~1 m8 m9 n8 A
  21.       PID_val_servo=PID_realize(x_set,x_get,1);, o; ~. M. z! u& @3 f! S- \
  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
    % g+ p! m' D/ J  Y4 R
  23.       if(servo_angle<35)servo_angle=35;& l: W3 T$ p0 R7 [2 o5 H- J
  24.       if(servo_angle>140)servo_angle=140;8 q3 G: b: D3 A' U
  25.     }! Y) ?3 S; P1 f
  26.     LED1=1;</font>
复制代码
定时器TIM2中断里改变占空比:% S5 \9 ~4 \7 D+ Q) M" P
  1. <font face="微软雅黑" size="3">
    * i. h/ O7 _+ a1 c7 B
  2. void TIM2_IRQHandler(void)
    . V0 I2 w; A3 r4 `4 o8 Q; U. |% y& i
  3. {  9 _* D9 R# ~3 x8 x$ v; f* J
  4.   if(TIM_GetITStatus(TIM2,TIM_IT_Update)==SET)//溢出中断
    # Y( `) i: E' h0 A% m) k
  5.   {
    4 o. W& u* j9 T
  6.     if(motor_flag==1)//反转
    " q+ H7 K7 S$ q0 S
  7.     {
    ) Q  j& O2 j/ D0 O3 Y, V% n
  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, Y1 g8 T4 d2 H" v/ g
  9.       TIM_SetCompare2(TIM8,0);
    , T$ l' X$ D7 N# F
  10.     }
    0 {1 \4 y, e& L' l
  11.     if(motor_flag==0)//正转
    7 C' p0 h6 R/ A$ b; z# `3 P" m/ R
  12.     {4 {4 S! [- h) F2 L% C, W
  13.       TIM_SetCompare1(TIM8,0);
    2 q% \# k- Y$ F
  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
    , Z" f! ]( D  C+ K5 L1 L3 R) i7 M9 i
  15.     }
    6 U) s, G5 C* Z) j3 m$ n6 m
  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
    : q( x0 q1 w# E+ _# ~4 z! O& U( p
  17.   }0 f( u2 u8 x& S
  18.   TIM_ClearITPendingBit(TIM2,TIM_IT_Update);  //清除中断标志位$ c6 y/ @$ F& R+ A  _2 |) D; A
  19. }
    , _, P" h# z! u& k/ b8 b
  20. </font>
复制代码

1 p! }$ Q4 h- _9 O7 v5 y$ H8 i1 s% d5 P: Z$ k  C7 S# x  U

. [! Z6 t0 |: U/ O
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% q$ W  j2 ]) a2 S( m9 `- p$ V$ i. b

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