开始之前我们需要了解的是完成闭环控制输出任务前提是必须要有printf输出功能和PWM输出功能。
. y( R. t) }4 A
2 r' j" t2 O- n/ r- K1）其中printf功能是为了在最后阶段，监测实时的PWM值，检测是否实现闭环控制。

关于printf功能的实现可参考教程4的内容：
9 g( H; t, I( Z" R( t- e
: D6 A; k# O& v, m) Q, ?! aSTM32CubeIDE自平衡小车教程4.配置串口并实现字符的输出

2）PWM输出功能是为了实现最后车轮能按照设定的转速转动。
2 ?+ e4 F; g! Z
8 ]. M6 ~( z2 \* u9 K6 o7 m关于PWM输出功能的实现可参考教程5的内容：
5 ]' h5 Z% U  p9 D4 n' x' y- a
: Y6 i& n& N4 e' Z2 a0 i6 mSTM32CubeIDE自平衡小车教程5.直流电机转速开环控制

2 a5 f& V( c  s& |, o8 S以下是实现电机转速闭环控制的步骤：
+ {2 l' q; `/ E4 ^3 R7 Y, G6 o1.打开上节的工程文件，在工程文件中新加一个User文件夹，在文件夹目录下新建Src和Inc文件夹，并分别添加.c文件和.h文件并命名为motor_control.c和motor_control.h
5 ^$ u; o1 B; E  c3 l% T

1 ~' I/ o9 w: g8 v1 S
4 c( F' F3 [2 l' T( b2.在motor_control.c文件中加入以下代码：
* i; h1 M9 r+ w# p' z# z7 K! o

1. #include "main.h"
   ) V' a+ U5 M1 f* N
2. 
   # K6 U6 C2 Z& A) W" z# D1 e; f6 r, F
3. float SpeedKp = 10.0, SpeedKi = 1, SpeedKd = 0;
   6 l& n7 B% Q0 N5 G4 E
4. 
   5 M' t3 z; G* Z. H7 s
5. int Motor1SpeedClosedControl(int Encoder,int Target)
   " U8 M# K  I& e
6. {
   
7.         static float Error,ErrorPrev,ErrorLast,PWM;
   9 C' @' v9 D8 A9 ~2 \* R
8. 
   5 m' k  t4 ^$ c, Y0 Q
9.         Error = Target - Encoder;
   6 `7 v. X- N* Y7 G* p0 Q$ x, f
10. 
    
11.         PWM += SpeedKp*(Error - ErrorPrev) + SpeedKi*Error + SpeedKd*(Error - 2*ErrorPrev + ErrorLast);
    / ?3 r1 ^" n8 h7 _* H7 M! H
12. 
    ' M. @0 O8 I! i2 b: c: Y6 |
13.         ErrorLast = ErrorPrev;
    9 m+ P& B( G) d, B( l
14.         ErrorPrev = Error;
    : P! g3 a7 w# E: V& G8 u8 r
15. 
    
16.         if(PWM >= 100) PWM = 100;
    
17.         if(PWM <= -100) PWM = -100;
    # |# U- }. z2 C& O
18. 
    4 ~- `5 @& n/ ~- y0 M/ ^, K, `
19.         return PWM;
    ! O( _3 k9 k$ {/ d
20. }
    
21. 
    
22. void SetMotor1Direction(int Pwm)//设置电机方向
    
23. {
    
24. if(Pwm < 0)//反转
    
25. {
    
26. HAL_GPIO_WritePin(BIN1_GPIO_Port, BIN1_Pin, GPIO_PIN_RESET);
    
27. HAL_GPIO_WritePin(BIN2_GPIO_Port, BIN2_Pin, GPIO_PIN_SET);
    7 D# [2 F% E$ o# f( ~* }
28. Pwm = (-Pwm);//如果计算值是负值，先取负得正，因为PWM寄存器只能是正值
    * m/ d. r* @! q* ~3 R: |( y
29. __HAL_TIM_SET_COMPARE(&htim2, TIM_CHANNEL_4, Pwm);
    # e& w6 P- ?' D$ f2 G
30. }else
    
31. {
    2 Q0 z1 ^) z$ j9 W) N" ?' d
32. HAL_GPIO_WritePin(BIN1_GPIO_Port, BIN1_Pin, GPIO_PIN_SET);
    ! x. H9 c# f+ E
33. HAL_GPIO_WritePin(BIN2_GPIO_Port, BIN2_Pin, GPIO_PIN_RESET);
    " H  _$ ]4 e/ {; {
34. __HAL_TIM_SET_COMPARE(&htim2, TIM_CHANNEL_4, Pwm);
    
35. }
    # p8 C& x  q0 ^
36. }
    
37. 
    
38. int Motor2SpeedClosedControl(int Encoder,int Target)
    . h' X, a# s6 s- Y  C  C: Q$ @" y
39. {
    
40.         static float Error,ErrorPrev,ErrorLast,PWM;
    8 @  }2 V% c3 Q' P- @/ A4 o  v5 B* e
41. 
    # d( a  Z5 Z- R7 z
42.         Error = Target - Encoder;
    
43. 
    ! L, Q/ c/ V1 q1 A' A# [' Y" a
44.         PWM += SpeedKp*(Error - ErrorPrev) + SpeedKi*Error + SpeedKd*(Error - 2*ErrorPrev + ErrorLast);
    ( S# c# ]* l- Q# x( p0 O# Q
45. 
    
46.         ErrorLast = ErrorPrev;
    
47.         ErrorPrev = Error;
    
48. 
    1 ]. M2 R: z. n' I9 V
49.         if(PWM >= 100) PWM = 100;
    
50.         if(PWM <= -100) PWM = -100;
    
51. 
    8 F' D" h2 ^4 Z' t+ O. X
52.         return PWM;
    ' R: l/ M# m) k9 Z; o
53. }
    . m5 ^( ?9 T' a$ P8 b" @
54. 
    , [% q( P% t3 p( g" b
55. void SetMotor2Direction(int Pwm)//设置电机方向
    
56. {
    5 Q* }5 S& i, i& K7 K' Q
57.         if(Pwm < 0)//反转
    
58.         {
    8 d  a8 J$ k4 Z( a  h) {: o
59.         HAL_GPIO_WritePin(AIN1_GPIO_Port, AIN1_Pin, GPIO_PIN_SET);
    
60.         HAL_GPIO_WritePin(AIN2_GPIO_Port, AIN2_Pin, GPIO_PIN_RESET);
    ' b9 {$ `- [& D, m1 O
61.         Pwm = (-Pwm);//如果计算值是负值，先取负得正，因为PWM寄存器只能是正值
    
62.         __HAL_TIM_SET_COMPARE(&htim2, TIM_CHANNEL_3, Pwm);
    # r( Q) q) v8 ~& }2 s( k" J
63.         }
    ! W* O. n  k/ d# i
64.         else
    
65.         {
    
66.         HAL_GPIO_WritePin(AIN1_GPIO_Port, AIN1_Pin, GPIO_PIN_RESET);
    0 l. y& u: D9 e/ E- ~; I
67.         HAL_GPIO_WritePin(AIN2_GPIO_Port, AIN2_Pin, GPIO_PIN_SET);
    
68.         __HAL_TIM_SET_COMPARE(&htim2, TIM_CHANNEL_3, Pwm);
    
69.         }
    
70. }

复制代码

, w3 Q7 q9 C, F: d7 @3 q7 B3.在motor_control.h文件中加入以下代码：

1. int Motor1SpeedClosedControl;
   5 T  S8 \& L! I, \7 J7 D
2. int Motor2SpeedClosedControl;
   
3. void SetMotor1Direction(int Pwm);
   4 v# _6 a7 V9 J: X) {4 ^
4. void SetMotor2Direction(int Pwm);

复制代码

4.在main.c文件中在上节代码的基础中添加如下代码：

1.         HAL_TIM_Encoder_Start(&htim3,TIM_CHANNEL_ALL);
   - R/ e$ i. E$ [4 I# n+ C
2.         HAL_TIM_Encoder_Start(&htim4,TIM_CHANNEL_ALL);

复制代码

% p$ Q; ~/ @' T  O, p" p' g
, p3 D) W: ?( u/ ~4 _ 5.打开在Core文件夹下Src文件夹中的stm32f1xx_it.c文件，下拉找到void SysTick_Handler(void)，并加入以下代码（要加在CODE BEGIN和CODE END中间）：
4 j; B% D$ U# c$ i9 p( ^

1. static unsigned char Timer5msCounter;
   4 R8 [/ s6 {9 D- z7 G; t. ?# k* |. h* d
2.         static int Motor1Speed;
   $ ?' {9 s$ d( M' I& @; Y
3.         static int Motor1PWM;
   
4.         static int Motor2Speed;
   
5.         static int Motor2PWM;
   
6. 
   
7.         Timer5msCounter++;
   
8.           if(Timer5msCounter >=5)//每5s一个周期
   + ^( \! {* [- J* h
9.           {
   9 R3 C+ T$ W7 J" u6 W) R
10.                   Timer5msCounter = 0;
    
11.                   Motor2Speed = GetTim4Encoder();
    
12.                   Motor1Speed = GetTim3Encoder();
    
13. 
    ' {: T: t. x' y  y4 g; ^* @
14.                   printf("M1Speed = %d \n", Motor1Speed);
    - m3 e, r5 k; U; v: F; Z
15.                   printf("M2Speed = %d \n", Motor2Speed);
    
16. 
    
17.                   Motor1PWM = Motor1SpeedClosedControl(Motor1Speed,-20);
    $ B4 L. a  M( v
18.                   Motor2PWM = Motor2SpeedClosedControl(Motor2Speed,30);
    
19. 
    6 G$ z0 W7 r, j: w: x
20.                   SetMotor1Direction(Motor1PWM);
    
21.                   SetMotor2Direction(Motor2PWM);
    5 i& a) W* Y) a+ X! n9 Z
22.       }
    % [' B! ^+ ^0 ~0 \

复制代码

: n' U5 s  d# c$ q) ?7 E4 q

6.在工程文件目录下的Core文件夹下添加Inc和Src文件夹，并添加encoder.c文件和encoder.h文件。
, g6 R7 o' y" z% N在encoder.c文件下添加以下代码：
3 J! X0 G" X$ r6 Z6 [6 V

1. #include "tim.h"//包含tim头文件
   " E" T% X  c1 O. y
2. #include "encoder.h"
   & A! L, }* S+ w, T
3. 
   
4. int iTim4Encoder;//存放从TIM4定时器读出来的编码器脉冲
   
5. int iTim3Encoder;
   
6. 
   
7. int GetTim4Encoder(void)//获取TIM4定时器读出来的编码器脉冲
   $ ?, X& @) v! C3 y: E6 T& G2 @% ]; X
8. {
   ( k% x$ v0 O% `
9. iTim4Encoder = (short)(__HAL_TIM_GET_COUNTER(&htim4));//先读取脉冲数
   : T" x* ^/ i- v6 y: b6 o: h
10. __HAL_TIM_SET_COUNTER(&htim4,0);//再计数器清零
    $ O3 B7 S  `# U; C4 r
11. return iTim4Encoder;//返回脉冲数
    
12. }
    
13. 
    
14. int GetTim3Encoder(void)//获取TIM4定时器读出来的编码器脉冲
    . p5 r2 s8 v) ?  u" W. \2 J
15. {
    5 k) ?9 |; w( M# w
16. iTim3Encoder = (short)(__HAL_TIM_GET_COUNTER(&htim3));//先读取脉冲数
    
17. __HAL_TIM_SET_COUNTER(&htim3,0);//再计数器清零
    
18. return iTim3Encoder;//返回脉冲数
    
19. }

复制代码

在encoder.h文件下添加以下代码：
% w- }1 B: F. |' K8 ]! s$ D

1. int GetTim4Encoder(void);//声明函数
   
2. int GetTim3Encoder(void);

复制代码

  L3 i' n# |' G; Z: j5 K7.点击编译并进行烧录，完成PID速度闭环控制任务。可在在stm32f1xx_it.c中更改小车M1和M2电机的脉冲速度，正数转向为正向，负数转向为反向，并在调试器中接收小车的脉冲速度。（需要打开小车电源开关）
$ s* y- c4 K3 _例如此时设置M1电机脉冲速度为-20，M2电机脉冲速度为40。


3 c5 J1 h: ~. P8 l打开串口数据调试工具，可查看小车实时输出的PWM值：

. N* E2 I6 n7 e