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。

1）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：

STM32CubeIDE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。

关于PWM输出功能的实现可参考教程5的内容：

STM32CubeIDE自平衡小车教程5.直流电机转速开环控制

以下是实现电机转速闭环控制的步骤：
1.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



2.在motor_control.c文件中加入以下代码：

1. #include "main.h"
   
2. 
   
3. float SpeedKp = 10.0, SpeedKi = 1, SpeedKd = 0;
   
4. 
   
5. int Motor1SpeedClosedControl(int Encoder,int Target)
   
6. {
   
7.         static float Error,ErrorPrev,ErrorLast,PWM;
   
8. 
   
9.         Error = Target - Encoder;
   
10. 
    
11.         PWM += SpeedKp*(Error - ErrorPrev) + SpeedKi*Error + SpeedKd*(Error - 2*ErrorPrev + ErrorLast);
    
12. 
    
13.         ErrorLast = ErrorPrev;
    
14.         ErrorPrev = Error;
    
15. 
    
16.         if(PWM >= 100) PWM = 100;
    
17.         if(PWM <= -100) PWM = -100;
    
18. 
    
19.         return PWM;
    
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);
    
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
    
29. __HAL_TIM_SET_COMPARE(&htim2, TIM_CHANNEL_4, Pwm);
    
30. }else
    
31. {
    
32. HAL_GPIO_WritePin(BIN1_GPIO_Port, BIN1_Pin, GPIO_PIN_SET);
    
33. HAL_GPIO_WritePin(BIN2_GPIO_Port, BIN2_Pin, GPIO_PIN_RESET);
    
34. __HAL_TIM_SET_COMPARE(&htim2, TIM_CHANNEL_4, Pwm);
    
35. }
    
36. }
    
37. 
    
38. int Motor2SpeedClosedControl(int Encoder,int Target)
    
39. {
    
40.         static float Error,ErrorPrev,ErrorLast,PWM;
    
41. 
    
42.         Error = Target - Encoder;
    
43. 
    
44.         PWM += SpeedKp*(Error - ErrorPrev) + SpeedKi*Error + SpeedKd*(Error - 2*ErrorPrev + ErrorLast);
    
45. 
    
46.         ErrorLast = ErrorPrev;
    
47.         ErrorPrev = Error;
    
48. 
    
49.         if(PWM >= 100) PWM = 100;
    
50.         if(PWM <= -100) PWM = -100;
    
51. 
    
52.         return PWM;
    
53. }
    
54. 
    
55. void SetMotor2Direction(int Pwm)//设置电机方向
    
56. {
    
57.         if(Pwm < 0)//反转
    
58.         {
    
59.         HAL_GPIO_WritePin(AIN1_GPIO_Port, AIN1_Pin, GPIO_PIN_SET);
    
60.         HAL_GPIO_WritePin(AIN2_GPIO_Port, AIN2_Pin, GPIO_PIN_RESET);
    
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);
    
63.         }
    
64.         else
    
65.         {
    
66.         HAL_GPIO_WritePin(AIN1_GPIO_Port, AIN1_Pin, GPIO_PIN_RESET);
    
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

3.在motor_control.h文件中加入以下代码：

1. int Motor1SpeedClosedControl;
   
2. int Motor2SpeedClosedControl;
   
3. void SetMotor1Direction(int Pwm);
   
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);
   
2.         HAL_TIM_Encoder_Start(&htim4,TIM_CHANNEL_ALL);

复制代码

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）：

1. static unsigned char Timer5msCounter;
   
2.         static int Motor1Speed;
   
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
   
9.           {
   
10.                   Timer5msCounter = 0;
    
11.                   Motor2Speed = GetTim4Encoder();
    
12.                   Motor1Speed = GetTim3Encoder();
    
13. 
    
14.                   printf("M1Speed = %d \n", Motor1Speed);
    
15.                   printf("M2Speed = %d \n", Motor2Speed);
    
16. 
    
17.                   Motor1PWM = Motor1SpeedClosedControl(Motor1Speed,-20);
    
18.                   Motor2PWM = Motor2SpeedClosedControl(Motor2Speed,30);
    
19. 
    
20.                   SetMotor1Direction(Motor1PWM);
    
21.                   SetMotor2Direction(Motor2PWM);
    
22.       }
    

复制代码

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。
在encoder.c文件下添加以下代码：

1. #include "tim.h"//包含tim头文件
   
2. #include "encoder.h"
   
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
   
8. {
   
9. iTim4Encoder = (short)(__HAL_TIM_GET_COUNTER(&htim4));//先读取脉冲数
   
10. __HAL_TIM_SET_COUNTER(&htim4,0);//再计数器清零
    
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
    
15. {
    
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：

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

复制代码

7.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）
例如此时设置M1电机脉冲速度为-20，M2电机脉冲速度为40。


打开串口数据调试工具，可查看小车实时输出的PWM值：