两轮平衡小车制作保姆式教程（2-2）——软件模块：直流编码器电机的使用

2024-01-28 03:28
文章标签 模块 使用 教程 软件 制作 平衡 电机 直流 小车 编码器 两轮 保姆式

本文主要是介绍两轮平衡小车制作保姆式教程（2-2）——软件模块：直流编码器电机的使用，希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！

✅作者简介：大家好我是：麦克斯科技，希望一起努力，一起进步！

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🔥系列专栏：两轮平衡小车制作保姆式教程
🏷️非常欢迎大家在评论区留言交流，互相学习！

提前声明：博客中给出的代码经过多个项目测试，实测能用，性能稳定，请大家放心使用！

前言

本系列博客将从硬件到软件详细介绍“如何制作一辆两轮自平衡小车”，笔者毫无保留，以最通俗易懂的语言，以最简单的实现方案，分享自己从0到1制作平衡小车的全过程，相信跟着我的教程，大家也能顺利制作一台属于自己的平衡车。系列专栏：🔥两轮平衡小车制作保姆式教程🔥

首先，给大家提前交个底，其实制作一台平衡小车并不难，用到的主要模块就是陀螺仪，而最主要的控制算法就是PID算法，而且平衡小车对陀螺仪与PID算法的掌握程度要求并不是很高，所以适合初学者来作为项目练手。

该系列教程一共分为4个板块，分为《硬件选型》、《软件模块》、《直立环、速度环、转向环》、《调参保姆级教程》，4个板块条理清晰，层次分明，简明扼要，请大家跟着我开始学习吧！

编码器和电机

编码器和电机的底层程序，其实就是STM32定时器编码器模式与TB6612的使用，非常简单，这里给出STM32F103的范例程序。

我的资源分配方案如下：
编码器1–PA0、PA1 TIM5 右
编码器2–PB6、PB7 TIM4 左
PWMA：B0
PWMB： B1
AIN1：PB12
AIN2：PB13
BIN1：PB14
BIN2：PB15

hal_encoder.c

//**********************编码器时钟初始化*********************
void Encoder_Count_RCC(void)
{RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA,ENABLE);RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB,ENABLE);RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM4,ENABLE);RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM5,ENABLE);
}
//**********************编码器引脚初始化*********************
void Encoder_Count_GPIO(void)
{GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;//**********TIM4,B6,B7****************GPIO_InitStruct.GPIO_Mode=GPIO_Mode_IPU;GPIO_InitStruct.GPIO_Pin=GPIO_Pin_6|GPIO_Pin_7;GPIO_InitStruct.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz;GPIO_Init(GPIOB,&GPIO_InitStruct);//**********TIM5,A0,A1****************GPIO_InitStruct.GPIO_Mode=GPIO_Mode_IPU;GPIO_InitStruct.GPIO_Pin=GPIO_Pin_0|GPIO_Pin_1;GPIO_InitStruct.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz;GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStruct);}
//**********************编码器功能初始化*********************
void Encoder_Count_Configuration(void)
{TIM_ICInitTypeDef TIM_ICInitStruct;TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseInitStruct;//**********TIM4,B6,B7***********************************TIM_TimeBaseInitStruct.TIM_ClockDivision=TIM_CKD_DIV1;TIM_TimeBaseInitStruct.TIM_Period=65535;    //65536-1TIM_TimeBaseInitStruct.TIM_Prescaler=0;     //1-1TIM_TimeBaseInitStruct.TIM_RepetitionCounter=0;TIM_TimeBaseInit(TIM4,&TIM_TimeBaseInitStruct);	TIM_ICStructInit(&TIM_ICInitStruct);TIM_ICInitStruct.TIM_Channel=TIM_Channel_1;TIM_ICInitStruct.TIM_ICFilter=0xF;TIM_ICInitStruct.TIM_ICPolarity=TIM_ICPolarity_Rising;TIM_ICInit(TIM4, &TIM_ICInitStruct);TIM_ICInitStruct.TIM_Channel=TIM_Channel_2;TIM_ICInitStruct.TIM_ICFilter=0xF;TIM_ICInitStruct.TIM_ICPolarity=TIM_ICPolarity_Rising;TIM_ICInit(TIM4, &TIM_ICInitStruct);	TIM_EncoderInterfaceConfig(TIM4,TIM_EncoderMode_TI12,TIM_ICPolarity_Falling,TIM_ICPolarity_Rising);TIM_Cmd(TIM4,ENABLE);  //**********TIM5,A0,A1***********************************TIM_TimeBaseInitStruct.TIM_ClockDivision=TIM_CKD_DIV1;TIM_TimeBaseInitStruct.TIM_Period=65535;    //65536-1TIM_TimeBaseInitStruct.TIM_Prescaler=0;     //1-1TIM_TimeBaseInitStruct.TIM_RepetitionCounter=0;TIM_TimeBaseInit(TIM5,&TIM_TimeBaseInitStruct);	TIM_ICStructInit(&TIM_ICInitStruct);TIM_ICInitStruct.TIM_Channel=TIM_Channel_1;TIM_ICInitStruct.TIM_ICFilter=0xF;TIM_ICInitStruct.TIM_ICPolarity=TIM_ICPolarity_Rising;TIM_ICInit(TIM5, &TIM_ICInitStruct);TIM_ICInitStruct.TIM_Channel=TIM_Channel_2;TIM_ICInitStruct.TIM_ICFilter=0xF;TIM_ICInitStruct.TIM_ICPolarity=TIM_ICPolarity_Rising;TIM_ICInit(TIM5, &TIM_ICInitStruct);	TIM_EncoderInterfaceConfig(TIM5,TIM_EncoderMode_TI12,TIM_ICPolarity_Falling,TIM_ICPolarity_Rising);TIM_Cmd(TIM5,ENABLE);  
}
//**********************编码器初始化*********************
void Encoder_Count_Init(void)
{Encoder_Count_RCC();Encoder_Count_GPIO();Encoder_Count_Configuration();
}
//******************编码器数据读取********************************
int Encoder_Value(TIM_TypeDef* TIMx)
{ int channal_val=0;channal_val = TIMx ->CNT;if(channal_val>>15){			channal_val =  (channal_val&0x7FFF)-32767;}	return channal_val;
}
//****************编码器清零*************************************
void Encoder_Count_Clear(TIM_TypeDef* TIMx)
{TIMx ->CNT = 0;
}

hal_encoder.h

#ifndef _HAL_ENCODER_H
#define _HAL_ENCODER_H#include "stm32f10x.h"
//**************************************************
void Encoder_Count_RCC(void);
void Encoder_Count_GPIO(void);
void Encoder_Count_Configuration(void);
void Encoder_Count_Init(void);
int Encoder_Value(TIM_TypeDef* TIMx);
void Encoder_Count_Clear(TIM_TypeDef* TIMx);#endif

hal_pwm.c

/***
配置PWM通道 产生PWM 一个tb6612可以同时驱动两路电机
***///**********************配置系统时钟*********************************
void PWM_RCC(void)
{ //使能GPIO外设(PWM引脚B0 B1 B4 B5 时钟配置)和AFIO复用功能模块时钟  B4 B5是JTDO下载引脚RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB  | RCC_APB2Periph_AFIO, ENABLE);RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM3, ENABLE);     //打开time3的中断时钟GPIO_PinRemapConfig(GPIO_Remap_SWJ_JTAGDisable, ENABLE);GPIO_PinRemapConfig(GPIO_PartialRemap_TIM3, ENABLE); //Timer3部分重映射  TIM3_CH2->PB5   
}
//**********************配置GPIO管脚****************B0 B1 //B4 B5//***************
void PWM_GPIO(void)
{GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;//PWM管脚PWM1配置GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0;GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);//PWM管脚PWM2配置GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_1;GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);driver_pin_init();}
//**********************时钟中断配置函数*********************************
void PWM_TIM3_Configuration(void)
{ TIM_OCInitTypeDef  TIM_OCInitStructure;                      //定义结构体变量TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseStructure;  //GPIO_PinRemapConfig(GPIO_PartialRemap_TIM3,DISABLE);         //关闭映射功能   TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period=100;                       //计数100,PWM频率10KHz  TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler=72;                       //不分频TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision=0;                   //不滤波TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode=TIM_CounterMode_Up;    //向上计数模式TIM_TimeBaseInit(TIM3,&TIM_TimeBaseStructure);               //初始化TIM_Cmd(TIM3,ENABLE);                                        //打开定时器外设
//***配置PWM1**********	
//  TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM1;            //PWM模式1
//  TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState=TIM_OutputState_Enable;  //打开PWM使能
//  TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_Low;     //输出极性
//	TIM_OC1Init(TIM3, & TIM_OCInitStructure); 	                 //初始化  使用通道1
//	TIM_OC1PreloadConfig(TIM3,TIM_OCPreload_Enable);             //打开PWM中断使能，否则只能执行一次
	
	//***配置PWM2**********	
//  TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM1;            //PWM模式1
//  TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState=TIM_OutputState_Enable;  //打开PWM使能
//  TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_Low;     //输出极性
//	TIM_OC2Init(TIM3, & TIM_OCInitStructure); 	                 //初始化  使用通道2
//	TIM_OC2PreloadConfig(TIM3,TIM_OCPreload_Enable);             //打开PWM中断使能，否则只能执行一次
//	
	//***配置PWM3**********	TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM1;            //PWM模式1TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState=TIM_OutputState_Enable;  //打开PWM使能TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_High;     //输出极性TIM_OC3Init(TIM3, & TIM_OCInitStructure); 	                 //初始化  使用通道3TIM_OC3PreloadConfig(TIM3,TIM_OCPreload_Enable);             //打开PWM中断使能，否则只能执行一次
//	
//	//***配置PWM4**********	TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM1;            //PWM模式1TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState=TIM_OutputState_Enable;  //打开PWM使能TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_High;     //输出极性TIM_OC4Init(TIM3, & TIM_OCInitStructure); 	                 //初始化  使用通道4TIM_OC4PreloadConfig(TIM3,TIM_OCPreload_Enable);             //打开PWM中断使能，否则只能执行一次}
//**************************配置优先级***********************************
void TIM3_NVIC_Configuration(void)
{NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;                        //为结构体定义结构体变量NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);             //对优先级进行分组NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel =TIM3_IRQn;              NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0;   //抢占优先级为1NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0;          //响应优先级为0         NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;             //使能NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);                             //初始化
}
//**********************PWM初始化函数*********************************
void PWM_Init(void)
{PWM_RCC();                  //PWM时钟配置   PWM_GPIO();                 //PWM管脚配置PWM_TIM3_Configuration();   //占空比时钟控制 TIM3_NVIC_Configuration();  //优先级配置TIM_SetCompare3(TIM3,0);    //防止上电就乱动  PB0TIM_SetCompare4(TIM3,0);    //防止上电就乱动  PB1NEncoder.left_motor_dir = 1;NEncoder.right_motor_dir = 1;}
/***驱动引脚配置 PB12 13 14 15***/
void driver_pin_init(void)
{GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;	RCC_APB2PeriphClockCmd( RCC_APB2Periph_GPIOB,ENABLE); 						 GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = AIN1_PIN | AIN2_PIN | BIN1_PIN | BIN2_PIN; GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP; GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);L_MOTOR_GO;	R_MOTOR_GO;
}

hal_pwm.h

#ifndef _HAL_PWM_H
#define _HAL_PWM_H
#include "stm32f10x.h"#define AIN1_PIN GPIO_Pin_12
#define AIN2_PIN GPIO_Pin_13
#define BIN1_PIN GPIO_Pin_14
#define BIN2_PIN GPIO_Pin_15
//电机初始化相关函数
void PWM_RCC(void);                  //时钟配置   
void PWM_GPIO(void);                 //管脚配置
void PWM_TIM3_Configuration(void);   //占空比时钟控制
void TIM3_NVIC_Configuration(void);  //优先级
void PWM_Init(void);                 //初始化 
void driver_pin_init(void);#endif

这篇关于两轮平衡小车制作保姆式教程（2-2）——软件模块：直流编码器电机的使用的文章就介绍到这儿，希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助！


http://www.chinasem.cn/article/652327。

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