使用STM32CubeMx搭建平衡小车代码框架.docx
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使用STM32CubeMx搭建平衡小车代码框架
使用STM32CubeMx快速搭建平衡小车代码框架
硬件平台：
STM32CubeMx
HAL代码库：
STM32F1xx
项目平台:
MDK5.17A
1.项目总体框架如下:
MPU6050的数据读取采用软件模拟IIC,可使用MPU的DMP库直接生成角度值，减轻MCU计算负担;（DMP库资源详见，正点原子MPU6050资料）
电机驱动部分采用市面上常见的直流电机驱动，引脚分布如下：
PWMA,PWMB,A0,A1,B0,B1；
其中PWMA、PWMB为电机驱动信号；
A0、A1、B0、B1为电机方向控制信号，其控制电平如下：
A0A1电机
高高制动
高低正转
低高反转
低低停止
其中，制动为电机锁死，而停止为电机停转；
2.项目搭建：
Step1.打开STM32CubeMX，单击“NewProject”，选择芯片型号，STM32F103C8Tx。
Step2.配置Debug，根据实际选择
Step3.配置外部时钟信号
Step4.配置TIM2（PWM发生器）
Step5.配置模拟IIC引脚
Step6.配置电机控制引脚
Step7.配置TIM3（用作微妙延时时钟），CubeMx生成的代码中不包含微妙延时，此部分用于实现模拟IIC的微妙延时
Step8.配置USART1（用于串口调试）
Step9.时钟配置
注：
关于输入时钟一定要按实际晶振频率填写，否则会造成时序混乱；
Step10.TIM2参数配置（10KHz）
Step11.配置TIM3（微妙延时定时器）
定时器时钟频率的计算：
定时器时钟频率:
72MHz
72MHz/（PSC+1）/ARR=72/（71+1）/1=1Mhz=1us;
Step12.配置GPIO口
Step13.生成项目配置
至此，关于平衡小车的软件框架配置已全部完成，点击项目生成，进入MDK编写代码：
代码片段1：
微妙函数的实现
#include"delay.h"
#include"tim.h"
voidDelay_us（uint32_tus）{
uint16_tcounter=us&0xffff;
HAL_TIM_Base_Start（&htim3）;
__HAL_TIM_SetCounter（&htim3,counter）;
while（counter>1）{
counter=__HAL_TIM_GetCounter（&htim3）;
}
HAL_TIM_Base_Stop（&htim3）;
}
voidDelay_ms（uint32_tms）{
Delay_us（1000*ms）;
}
代码片段2模拟IIC：
#defineHIGH1
#defineLOW0
#defineSDA_IN（）{GPIOB->CRL&=0x0FFFFFFF;GPIOB->CRL|=0x40000000;}
#defineSDA_OUT（）{GPIOB->CRL&=0x0FFFFFFF;GPIOB->CRL|=0x10000000;}
#defineIIC_SCL（n）（n?
HAL_GPIO_WritePin（GPIOB,GPIO_PIN_6,GPIO_PIN_SET）:
HAL_GPIO_WritePin（GPIOB,GPIO_PIN_6,GPIO_PIN_RESET））//SCL
#defineIIC_SDA（n）（n?
HAL_GPIO_WritePin（GPIOB,GPIO_PIN_7,GPIO_PIN_SET）:
HAL_GPIO_WritePin（GPIOB,GPIO_PIN_7,GPIO_PIN_RESET））//SDA
#defineREAD_SDAHAL_GPIO_ReadPin（GPIOB,GPIO_PIN_7）
voidIIC_Init（void）
{
IIC_SDA（HIGH）;
IIC_SCL（HIGH）;
}
voidIIC_Start（void）
{
SDA_OUT（）;
IIC_SDA（HIGH）;
IIC_SCL（HIGH）;
Delay_us（4）;
IIC_SDA（LOW）;
Delay_us（4）;
IIC_SCL（LOW）;
}
voidIIC_Stop（void）
{
SDA_OUT（）;
IIC_SCL（LOW）;
IIC_SDA（LOW）;
Delay_us（4）;
IIC_SCL（HIGH）;
IIC_SDA（HIGH）;
Delay_us（4）;
}
uint8_tIIC_Wait_Ack（void）
{
uint8_tucErrTime=0;
SDA_IN（）;
IIC_SDA（HIGH）;Delay_us
（1）;
IIC_SCL（HIGH）;Delay_us
（1）;
while（READ_SDA）
{
ucErrTime++;
if（ucErrTime>250）
{
IIC_Stop（）;
return1;
}
}
IIC_SCL（LOW）;
return0;
}
voidIIC_Ack（void）
{
IIC_SCL（LOW）;
SDA_OUT（）;
IIC_SDA（LOW）;
Delay_us
（2）;
IIC_SCL（HIGH）;
Delay_us
（2）;
IIC_SCL（LOW）;
}
voidIIC_NAck（void）
{
IIC_SCL（LOW）;
SDA_OUT（）;
IIC_SDA（HIGH）;
Delay_us
（2）;
IIC_SCL（HIGH）;
Delay_us
（2）;
IIC_SCL（LOW）;
}
voidIIC_Send_Byte（uint8_ttxd）
{
uint8_tt;
SDA_OUT（）;
IIC_SCL（LOW）;
for（t=0;t<8;t++）
{
IIC_SDA（（txd&0x80）>>7）;
txd<<=1;
Delay_us
（2）;
IIC_SCL（HIGH）;
Delay_us
（2）;
IIC_SCL（LOW）;
Delay_us
（2）;
}
}
uint8_tIIC_Read_Byte（uint8_tack）
{
uint8_ti,receive=0;
SDA_IN（）;
for（i=0;i<8;i++）
{
IIC_SCL（LOW）;
Delay_us
（2）;
IIC_SCL（HIGH）;
receive<<=1;
if（READ_SDA）receive++;
Delay_us
（1）;
}
if（!
ack）IIC_NAck（）;
elseIIC_Ack（）;
returnreceive;
}
代码片段3PID控制器
//50
#defineP_DATA70.0
//25.5
#defineI_DATA46.7
//1.25
#defineD_DATA0
//以上三值需根据实际调整参数
typedefstructPID{
intSetPoint;
doubleProportion;
doubleIntegral;
doubleDerivative;
intLastError;
intPrevError;
}PID;
voidIncPIDInit（PID*sptr）
{
sptr->LastError=0;
sptr->PrevError=0;
sptr->Proportion=P_DATA;
sptr->Integral=I_DATA;
sptr->Derivative=D_DATA;
sptr->SetPoint=0;
}
intIncPIDCalc（PID*sptr,intnextPoint）
{
intiError,iIncpid;
iError=sptr->SetPoint-nextPoint;
iIncpid=sptr->Proportion*iError-\
sptr->Integral*sptr->LastError+\
sptr->Derivative*sptr->PrevError;
sptr->PrevError=sptr->LastError;
sptr->LastError=iError;
returniIncpid;
}
代码片段4PWM发生器
HAL_GPIO_WritePin（Left_Dir0_GPIO_Port,Left_Dir0_Pin,GPIO_PIN_SET）;
HAL_GPIO_WritePin（Left_Dir1_GPIO_Port,Left_Dir1_Pin,GPIO_PIN_RESET）;
HAL_GPIO_WritePin（Right_Dir0_GPIO_Port,Right_Dir0_Pin,GPIO_PIN_SET）;
HAL_GPIO_WritePin（Right_Dir1_GPIO_Port,Right_Dir1_Pin,GPIO_PIN_RESET）;
__HAL_TIM_SetCompare（&htim2,TIM_CHANNEL_1,0）;
__HAL_TIM_SetCompare（&htim2,TIM_CHANNEL_2,0）;
HAL_TIM_PWM_Start（&htim2,TIM_CHANNEL_1）;
HAL_TIM_PWM_Start（&htim2,TIM_CHANNEL_2）;
注：
更改PWM的占空比使用
HAL_TIM_SetCompare（&htim2,TIM_CHANNEL_1,val）函数即可，其占空比的为用户设定的值除以ARR的值，即val/99+1;即val直接等于占空比；
后记：
关于DMP的代码直接参考正点原子的MPU6050的代码即可；
如有侵权请联系告知删除，感谢你们的配合！
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