平衡車 - 電機調速

🌈個人主頁：羽晨同學

💫個人格言:“成為自己未來的主人~”?

在我們的這篇文章當中，我們主要想要實現的功能的是電機調速功能。在我們的這篇文章中，主要實現的是開環的功能，而非閉環，也就是不加入PID對電機速度進行控制。

首先，我們需要將STBY引腳設置為高電平，因為STBY為休眠引腳，當STBY為低電平的時候，電機處于休眠狀態，此時電機是不會進行運動的。

由電路圖可知，STBY引腳，也就是PA1引腳，所以，我們需要將PA1設置為高電平。

在這個之前，我們先實現按鍵的功能，通過按鍵控制電機速度。

static Button_TypeDef userKey;//用戶按鈕
static void OnUserKey_Clicked(uint8_t clicks);
//
// @簡介： 按鍵任務的初始化函數
//
void App_Button_Init(void)
{Button_InitTypeDef Button_InitStruct = {0};Button_InitStruct.GPIOx = GPIOA;Button_InitStruct.GPIO_Pin = GPIO_Pin_11;My_Button_Init(&userKey,&Button_InitStruct);My_Button_SetClickCb(&userKey,OnUserKey_Clicked);
}

通過回調函數來控制按鍵按下之后的操作。

//
// @簡介： 按鍵回調函數
//
static void OnUserKey_Clicked(uint8_t clicks)
{}

所以，接下來，我們通過回調函數來實現對應的功能

首先，我們先設置STBY，來控制是休眠狀態還是啟動狀態，也就是說，我們需要先配置PA1引腳。

//
// @簡介： 初始化STBY引腳 PA1 -- Out -PP
//
static void STBY_Pin_Init(void)
{RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA,ENABLE);GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct = {0};GPIO_InitStruct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;GPIO_InitStruct.GPIO_Pin = GPIO_Pin_1;GPIO_InitStruct.GPIO_Speed = GPIO_Speed_2MHz;GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStruct);}

然后，我們設置一個函數來控制STBY的狀態

//
// @簡介： 控制TB6612進入休眠狀態或者活動狀態
// @參數： on  0 - 休眠狀態，向STBY寫L
// 					 非零 - 活動狀態，向STBY寫H
//
void App_Pwm_Cmd(uint8_t on)
{if(on == 0){GPIO_WriteBit(GPIOA,GPIO_Pin_1,Bit_RESET);//休眠}else{GPIO_WriteBit(GPIOA,GPIO_Pin_1,Bit_SET);//覺醒}
}

這樣的話，我們就可以在按鍵回調函數當中，通過按下按鍵來改變對應的狀態

//
// @簡介： 按鍵回調函數
//
static void OnUserKey_Clicked(uint8_t clicks)
{if(clicks == 1){pwm_on^=1;App_Pwm_Cmd(pwm_on);}
}

所以，這個時候來說，我們就實現了，只要按下按鍵，就可以控制STBY的狀態。

然后，我們在main中對PWM進行初始化

#include "stm32f10x.h"
#include "delay.h"
#include "app_bat.h"
#include "app_button.h"
int main(void)
{NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_0);App_Bat_Init();App_Button_Init();App_Pwm_Init();while(1){App_Bat_Proc();App_Button_Proc();}
}

這樣，就可以實現通過按鍵來控制STBY的狀態了。

接下來，我們就來實現電機調速的具體功能。

這個是電機控制的具體的引腳圖，我們可以看到在這個H橋的結構當中，AIN1為正，AIN2為負的時候，是正轉，否則反轉，所以，我們可以通過控制AIN1和AIN2來控制電機轉動的方向，通過PWMA和PWMB來控制速度，而對應的AIN1和AIN2為PA10和PA9，同理，BIN1和BIN2為PB5和PB7，所以，首先，我們需要對這些引腳進行初始化。

//
// @簡介： 左電機的初始化
//
static void Motor_L_Init(void)
{//初始化 PA9 PA10為Out_PPRCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA,ENABLE);GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct = {0};GPIO_InitStruct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;GPIO_InitStruct.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9 | GPIO_Pin_10;GPIO_InitStruct.GPIO_Speed = GPIO_Speed_2MHz;GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStruct);
}
//
// @簡介： 右電機初始化
//
static void Motor_R_Init(void)
{//初始化PB5和PB7RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB,ENABLE);GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct = {0};GPIO_InitStruct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;GPIO_InitStruct.GPIO_Pin = GPIO_Pin_5 | GPIO_Pin_7;GPIO_InitStruct.GPIO_Speed = GPIO_Speed_2MHz;GPIO_Init(GPIOB,&GPIO_InitStruct);
}

這樣，我們就對對應的引腳進行了初始化

接下來，我們需要對對應的PWM進行初始化，一個是PA8一個是PB6，我們應該設置為AF_PP模式，因為PA8和PB6均被定時器所占用，所以為復用模式，又因為要輸出高低電平，所以為推挽模式。

//
// @簡介： 左電機的初始化
//
static void Motor_L_Init(void)
{//初始化 PA9 PA10為Out_PPRCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA,ENABLE);GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct = {0};GPIO_InitStruct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;GPIO_InitStruct.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9 | GPIO_Pin_10;GPIO_InitStruct.GPIO_Speed = GPIO_Speed_2MHz;GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStruct);//對PWM進行初始化，PA8 - AF_PPGPIO_InitStruct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;GPIO_InitStruct.GPIO_Pin = GPIO_Pin_8;GPIO_InitStruct.GPIO_Speed = GPIO_Speed_2MHz;GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStruct);
}
//
// @簡介： 右電機初始化
//
static void Motor_R_Init(void)
{//初始化PB5和PB7RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB,ENABLE);GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct = {0};GPIO_InitStruct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;GPIO_InitStruct.GPIO_Pin = GPIO_Pin_5 | GPIO_Pin_7;GPIO_InitStruct.GPIO_Speed = GPIO_Speed_2MHz;GPIO_Init(GPIOB,&GPIO_InitStruct);//對PWM進行初始化，PB6 - AF_PPGPIO_InitStruct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;GPIO_InitStruct.GPIO_Pin = GPIO_Pin_6;GPIO_InitStruct.GPIO_Speed = GPIO_Speed_2MHz;GPIO_Init(GPIOB,&GPIO_InitStruct);}

初始化完成之后，接下來，讓我們完成對應的PWM的操作

這個是定時器內部的結構框圖。

我們先來完成時基單元的參數設置，我們想要實現的效果為1000級可調，我們輸入的是72MHz，為了讓周期盡可能的小，所以我們的PSC為0，為了實現1000級可調，PWM是由CCR寄存器實現的，它的范圍是0-ARR寄存器，所以，ARR應該為999，重復計數器RCR為0就好了，接下來，我們在代碼中實現這個功能：

所以，我們對定時器進行初始化

	//對定時器1進行初始化RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_TIM1,ENABLE);//設置時基單元的參數TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseInitStruct = {0};TIM_TimeBaseInitStruct.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;TIM_TimeBaseInitStruct.TIM_Period = 999;TIM_TimeBaseInitStruct.TIM_Prescaler = 0;TIM_TimeBaseInitStruct.TIM_RepetitionCounter = 0;TIM_TimeBaseInit(TIM1,&TIM_TimeBaseInitStruct);
	//設置時基單元的參數TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseInitStruct = {0};TIM_TimeBaseInitStruct.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;TIM_TimeBaseInitStruct.TIM_Period = 999;TIM_TimeBaseInitStruct.TIM_Prescaler = 0;TIM_TimeBaseInitStruct.TIM_RepetitionCounter = 0;TIM_TimeBaseInit(TIM4,&TIM_TimeBaseInitStruct);

初始化時鐘之后，我們對PWM進行設置，PWM是在CCR中進行設置，通過輸出比較產生PWM波

	//配置輸出比較TIM_OCInitTypeDef TIM_OCInitStruct = {0};TIM_OCInitStruct.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM1;TIM_OCInitStruct.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_High;TIM_OCInitStruct.TIM_OutputState = ENABLE;TIM_OCInitStruct.TIM_Pulse = 0;TIM_OC1Init(TIM1,&TIM_OCInitStruct);//配置MOE的開關TIM_CtrlPWMOutputs(TIM1,ENABLE);//閉合定時器的總開關TIM_Cmd(TIM1,ENABLE);
	//配置輸出比較TIM_OCInitTypeDef TIM_OCInitStruct = {0};TIM_OCInitStruct.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM1;TIM_OCInitStruct.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_High;TIM_OCInitStruct.TIM_OutputState = ENABLE;TIM_OCInitStruct.TIM_Pulse = 0;TIM_OC1Init(TIM4,&TIM_OCInitStruct);//配置MOE的開關TIM_CtrlPWMOutputs(TIM4,ENABLE);//閉合定時器的總開關TIM_Cmd(TIM4,ENABLE);

接下來，我們來設置左右電機的占空比

//
// @簡介： 控制左電機的PWM
// @參數： duty 占空比的具體指，-100.0f - 100.0f
//
void App_Pwm_Set_L(float duty)
{float sign;//符號，正數 - +1，負數， - 1if(duty >= 0) sign = 1;else sign = -1;duty = fabs(duty);if(sign >= 0)//正傳{GPIO_WriteBit(GPIOA,GPIO_Pin_9,Bit_SET);// AIN1 - 高GPIO_WriteBit(GPIOA,GPIO_Pin_10,Bit_RESET);//AIN2 - 低}else//反轉{GPIO_WriteBit(GPIOA,GPIO_Pin_10,Bit_SET);// AIN1 - 高GPIO_WriteBit(GPIOA,GPIO_Pin_9,Bit_RESET);//AIN2 - 低	}uint16_t ccr = duty/100.0f*999;TIM_SetCompare1(TIM1,ccr);
}
//
// @簡介： 控制右電機的PWM
// @參數： duty 占空比的具體指，-100.0f - 100.0f
//
void App_Pwm_Set_R(float duty)
{float sign;//符號，正數 - +1，負數， - 1if(duty >= 0) sign = 1;else sign = -1;duty = fabs(duty);if(sign >= 0)//正傳{GPIO_WriteBit(GPIOB,GPIO_Pin_5,Bit_SET);// AIN1 - 高GPIO_WriteBit(GPIOB,GPIO_Pin_7,Bit_RESET);//AIN2 - 低}else//反轉{GPIO_WriteBit(GPIOB,GPIO_Pin_7,Bit_SET);// AIN1 - 高GPIO_WriteBit(GPIOB,GPIO_Pin_5,Bit_RESET);//AIN2 - 低	}uint16_t ccr = duty/100.0f*999;TIM_SetCompare1(TIM4,ccr);
}

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