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第三篇-V1.5 TB6612電機(jī)pwm控制STM32智能小車 江科大筆記

2024/08/19
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第三篇-V1.5 TB6612電機(jī)pwm控制STM32智能小車 江科大筆記 江科大同款STM32F103C8T6單片機(jī) 嵌入式實(shí)戰(zhàn)項(xiàng)目入門(mén)教程 STM32電機(jī)控制教程嵌入式教程 循跡避障跟隨遙控

當(dāng)前筆記版本1.5
現(xiàn)在有兩個(gè)版本小車
V1.5.0


STM32智能小車V3-STM32入門(mén)教程-openmv與STM32循跡小車-stm32f103c8t6-電賽 嵌入式學(xué)習(xí) PID控制算法 編碼器電機(jī) 跟隨

V3.3.0-STM32智能小車
視頻
視頻鏈接點(diǎn)擊直達(dá)
介紹:
V1.5.0:庫(kù)函數(shù)開(kāi)發(fā)。功能:循跡、避障、跟隨、遙控、電池電壓顯示等。
V3:HAL庫(kù)開(kāi)發(fā)、功能：PID速度控制、PID循跡、PID跟隨、遙控、避障、PID角度控制、視覺(jué)控制、電磁循跡等。

系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

點(diǎn)亮小燈

查看原理圖

查閱原理圖，小燈接在PC13上下面驅(qū)動(dòng)PC13
在這里插入圖片描述

編寫(xiě)驅(qū)動(dòng)

在這里插入圖片描述

思考題：如果同時(shí)驅(qū)動(dòng)PC13與PC14，應(yīng)該如何編寫(xiě)？（答案：應(yīng)該增加下圖代碼）
在這里插入圖片描述
LED_Init（）函數(shù)的代碼

void LED_Init(void)
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOC, ENABLE); //使能PB,PC端口時(shí)鐘
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_13; //PC13
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP; //推挽輸出
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; //IO口速度為50MHz
GPIO_Init(GPIOC, &GPIO_InitStructure); //根據(jù)設(shè)定參數(shù)初始化
GPIOC.13
GPIO_SetBits(GPIOC,GPIO_Pin_13); //PC.13輸出高
}

LED.h 部分宏定義

#define LED PCout(13)// PC13

測(cè)試

編譯下載（如果沒(méi)有運(yùn)行，需要按復(fù)位 運(yùn)行）

電機(jī)驅(qū)動(dòng)

由TB6612介紹得，通過(guò)控制AO和AO2高低電平可以控制AIN1和AIN2輸出。

GPIO 高低電平控制AIN和BIN

  1. 查閱原理圖AIN1、AIN2、BIN1、BIN2依次接在單片機(jī)的PB13、PB12、PB1、PB0
    在這里插入圖片描述
  2. 原理同GPIO輸出高低電平見(jiàn)第二節(jié)
    TB6612 GPIO驅(qū)動(dòng)函數(shù)代碼
//驅(qū)動(dòng)6612 的AIN1 AIN2 BIN1 BIN2
// AIN1 PB13
// AIN2 PB12
// BIN1 PB1
// BIN2 PB0
void TB6612_GPIO_Init(void)
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB, ENABLE); //使能PB端口時(shí)鐘
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin =GPIO_Pin_13
|GPIO_Pin_12|GPIO_Pin_0|GPIO_Pin_1; //PB0 OB1 PB12 PB13端口配置
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP; //推挽輸出
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; //IO口速度為50MHz
GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure); //根據(jù)設(shè)定參數(shù)初始化
GPIO_SetBits(GPIOB,GPIO_Pin_13 |GPIO_Pin_12|GPIO_Pin_0|GPIO_Pin_1);
//PB0 OB1 PB12 PB1 輸出高
}

相關(guān)宏定義

#define AIN1 PBout(13)// PB13
#define AIN2 PBout(12)// PB12
#define BIN1 PBout(1)// PB1
#define BIN2 PBout(0)// PB0

PWM控制PWMA和PWMB

將 PWM輸出實(shí)驗(yàn) 的 timer 文件移植到我們前面點(diǎn)燈的工程中，更改驅(qū)動(dòng)文件

  1. 查看原理圖 PWMA 和PWMB依次連接PA11和PA8
  2. 查看 參考手冊(cè) 關(guān)于定時(shí)器復(fù)用功能重映射的介紹（中文參考手冊(cè)第119頁(yè)）
    在這里插入圖片描述
  3. 初始化外設(shè)
    配置對(duì)應(yīng)引腳功能
    初始化TIM1
    初始化TIM1 相應(yīng)通道的 PWM模式
    使能
    注意輸出使能 高級(jí)定時(shí)器必須使用：TIM_CtrlPWMOutputs(TIM_TypeDef* TIMx,
    FunctionalState NewState);
//TIM1 PWM部分初始化
//PWM輸出初始化
//arr：自動(dòng)重裝值
//psc：時(shí)鐘預(yù)分頻數(shù)
void TIM1_PWM_Init(u16 arr,u16 psc)
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseStructure;
TIM_OCInitTypeDef TIM_OCInitStructure;
//使能對(duì)應(yīng)定時(shí)器
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_TIM1, ENABLE); //使能定時(shí)器1時(shí)鐘
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA | RCC_APB2Periph_AFIO,
ENABLE); //使能GPIO外設(shè)和AFIO復(fù)用功能模塊時(shí)鐘
//GPIO_PinRemapConfig(GPIO_PartialRemap_TIM1, ENABLE); //Timer3部分重映射
TIM3_CH2->PB5
//配置對(duì)應(yīng)引腳功能
//設(shè)置該引腳為復(fù)用輸出功能,輸出TIM1 CH1 和CH4
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_8|GPIO_Pin_11; //TIM_CH1 TIM_CH4
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP; //復(fù)用推挽輸出
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);//初始化GPIO
//初始化TIM1
TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = arr; //設(shè)置在下一個(gè)更新事件裝入活動(dòng)的自動(dòng)重
裝載寄存器周期的值
TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler =psc; //設(shè)置用來(lái)作為T(mén)IMx時(shí)鐘頻率除數(shù)的預(yù)
分頻值
TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = 0; //設(shè)置時(shí)鐘分割:TDTS = Tck_tim
TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up; //TIM向上計(jì)數(shù)
模式
TIM_TimeBaseInit(TIM1, &TIM_TimeBaseStructure); //根據(jù)
TIM_TimeBaseInitStruct中指定的參數(shù)初始化TIMx的時(shí)間基數(shù)單位
//初始化TIM1 Channel1 PWM模式
TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM2; //選擇定時(shí)器模式:TIM脈沖寬
度調(diào)制模式2
TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable; //比較輸出使
能
TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_High; //輸出極性:TIM輸
出比較極性高
TIM_OC1Init(TIM1, &TIM_OCInitStructure); //根據(jù)T指定的參數(shù)初始化外設(shè)TIM3
OC2
TIM_OC1PreloadConfig(TIM1, TIM_OCPreload_Enable); //使能TIM3在CCR2上的預(yù)裝
載寄存器
//初始化TIM1 Channel4 PWM模式
TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM2; //選擇定時(shí)器模式:TIM脈沖寬
度調(diào)制模式2
TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable; //比較輸出使
能
TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_High; //輸出極性:TIM輸
出比較極性高
TIM_OC4Init(TIM1, &TIM_OCInitStructure); //根據(jù)T指定的參數(shù)初始化外設(shè)TIM3
OC2
TIM_OC4PreloadConfig(TIM1, TIM_OCPreload_Enable); //使能TIM3在CCR2上的預(yù)裝
載寄存器
TIM_Cmd(TIM1, ENABLE); //使能TIM1
TIM_CtrlPWMOutputs(TIM1,ENABLE); //MOE 主輸出使能,高級(jí)定時(shí)器必須開(kāi)啟這
個(gè)
}

調(diào)用初始化函數(shù)、改變占空比。

TIM1_PWM_Init(1999,359);
//TIM1掛在APB2為72M ，故計(jì)算 72 000 000 /(359+1)/(1999+1) = 100 Hz，
//故設(shè)置了頻率為100 Hz、自動(dòng)重裝載值 1999
TIM_SetCompare1(TIM1,100); //設(shè)置 TIM1 通道1 捕獲/比較寄存器值 為 1000 可以
計(jì)算出占空比
//PA8 PWMB
TIM_SetCompare4(TIM1,1900); //設(shè)置
//PA11 PWMA

通過(guò)軟件仿真

邏輯分析儀觀察波形輸出、顯示PWM波形
設(shè)置好仿真環(huán)境
在這里插入圖片描述
打開(kāi)邏輯分析儀

在這里插入圖片描述
添加要觀察的引腳
在這里插入圖片描述
跳到設(shè)置對(duì)應(yīng)程序位置，打開(kāi)仿真
在這里插入圖片描述
打開(kāi)實(shí)時(shí)更新選項(xiàng)
在這里插入圖片描述
調(diào)節(jié)觀察分析儀
在這里插入圖片描述
產(chǎn)生的如圖方波就是一種PWM波
在這里插入圖片描述
在這里插入圖片描述
那么在程序哪里設(shè)置的這些參數(shù)那
時(shí)鐘預(yù)分頻數(shù) 決定了PWM 頻率和周期

TIM1_PWM_Init(1999,359);
//TIM1掛在APB2為72M ，故計(jì)算 72 000 000 /(359+1)/(1999+1) = 100 Hz，

那么誰(shuí)調(diào)節(jié)占空比那？
在這里插入圖片描述

  1. 非常好理解、定時(shí)器的計(jì)數(shù)器向上計(jì)數(shù)就是越來(lái)越大。
  2. PWM 模式我們可以看手冊(cè)
    在這里插入圖片描述
    3.這里的TIM_OCPolarity_High 就是把有效電平設(shè)置為高
    舉個(gè)栗子：如果我們?cè)O(shè)置上面的示例參數(shù)，工作過(guò)程應(yīng)該是怎么的吶？
    在這里插入圖片描述
    電機(jī)控制通過(guò)AIN1、AIN2、BIN1、BIN2控制電機(jī)正反轉(zhuǎn)，通過(guò)PWMA、PWMB控制電機(jī)轉(zhuǎn)速
AIN1 = 1;
AIN2 = 0;
BIN1 = 1;
BIN2 = 0;
TIM_SetCompare4(TIM1,1500); //設(shè)置 A
TIM_SetCompare1(TIM1,1500); //設(shè)置B

讓小車跑一跑吧

小車電機(jī)線正確接法
在這里插入圖片描述
錯(cuò)誤接法
在這里插入圖片描述
小車直行

void Forward(void)
{
AIN1 = 1;
AIN2 = 0;
BIN1 = 1;
BIN2 = 0;
TIM_SetCompare4(TIM1,1500); //設(shè)置 A
TIM_SetCompare1(TIM1,1500); //設(shè)置B
}

小車后退

void Backward(void)
{
AIN1 = 0;
AIN2 = 1;
BIN1 = 0;
BIN2 = 1;
TIM_SetCompare4(TIM1,1500); //設(shè)置 A
TIM_SetCompare1(TIM1,1500); //設(shè)置B
}

小車左轉(zhuǎn)

void Leftward(void)
{
AIN1 = 0;
AIN2 = 1;
BIN1 = 1;
BIN2 = 0;
TIM_SetCompare4(TIM1,1500); //設(shè)置 A
TIM_SetCompare1(TIM1,1500); //設(shè)置B
}

小車右轉(zhuǎn)

void Rightward(void)
{
AIN1 = 1;
AIN2 = 0;
BIN1 = 0;
BIN2 = 1;
TIM_SetCompare4(TIM1,1500); //設(shè)置 A
TIM_SetCompare1(TIM1,1500); //設(shè)置B
}

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意法半導(dǎo)體

意法半導(dǎo)體

意法半導(dǎo)體（ST）集團(tuán)于1987年6月成立，是由意大利的SGS微電子公司和法國(guó)Thomson半導(dǎo)體公司合并而成。1998年5月，SGS-THOMSON Microelectronics將公司名稱改為意法半導(dǎo)體有限公司。意法半導(dǎo)體是世界最大的半導(dǎo)體公司之一，公司銷售收入在半導(dǎo)體工業(yè)五大高速增長(zhǎng)市場(chǎng)之間分布均衡（五大市場(chǎng)占2007年銷售收入的百分比）：通信（35%），消費(fèi)（17%），計(jì)算機(jī)（16%），汽車（16%），工業(yè)（16%）。 據(jù)最新的工業(yè)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，意法半導(dǎo)體是全球第五大半導(dǎo)體廠商，在很多市場(chǎng)居世界領(lǐng)先水平。例如，意法半導(dǎo)體是世界第一大專用模擬芯片和電源轉(zhuǎn)換芯片制造商，世界第一大工業(yè)半導(dǎo)體和機(jī)頂盒芯片供應(yīng)商，而且在分立器件、手機(jī)相機(jī)模塊和車用集成電路領(lǐng)域居世界前列.

意法半導(dǎo)體（ST）集團(tuán)于1987年6月成立，是由意大利的SGS微電子公司和法國(guó)Thomson半導(dǎo)體公司合并而成。1998年5月，SGS-THOMSON Microelectronics將公司名稱改為意法半導(dǎo)體有限公司。意法半導(dǎo)體是世界最大的半導(dǎo)體公司之一，公司銷售收入在半導(dǎo)體工業(yè)五大高速增長(zhǎng)市場(chǎng)之間分布均衡（五大市場(chǎng)占2007年銷售收入的百分比）：通信（35%），消費(fèi)（17%），計(jì)算機(jī)（16%），汽車（16%），工業(yè)（16%）。 據(jù)最新的工業(yè)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，意法半導(dǎo)體是全球第五大半導(dǎo)體廠商，在很多市場(chǎng)居世界領(lǐng)先水平。例如，意法半導(dǎo)體是世界第一大專用模擬芯片和電源轉(zhuǎn)換芯片制造商，世界第一大工業(yè)半導(dǎo)體和機(jī)頂盒芯片供應(yīng)商，而且在分立器件、手機(jī)相機(jī)模塊和車用集成電路領(lǐng)域居世界前列.收起

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