使用STM32CubeMx搭建平衡小车代码框架参考模板.doc
使用STM32CubeMx快速搭建平衡小车代码框架硬件平台：STM32CubeMxHAL代码库：STM32F1xx项目平台:MDK5.17A1.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“New Project”，选择芯片型号，STM32F103C8Tx。Step2.配置Debug，根据实际选择1 / 12Step3.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:72MHz72MHz/(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"void Delay_us(uint32_t us)uint16_t counter=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);void Delay_ms(uint32_t ms)Delay_us(1000*ms);代码片段2 模拟IIC：#define HIGH1#define LOW0#define SDA_IN() GPIOB->CRL&=0x0FFFFFFF;GPIOB->CRL|=0x40000000;#define SDA_OUT() GPIOB->CRL&=0x0FFFFFFF;GPIOB->CRL|=0x10000000; #define IIC_SCL(n) (n?HAL_GPIO_WritePin(GPIOB,GPIO_PIN_6,GPIO_PIN_SET):HAL_GPIO_WritePin(GPIOB,GPIO_PIN_6,GPIO_PIN_RESET) /SCL#define IIC_SDA(n) (n?HAL_GPIO_WritePin(GPIOB,GPIO_PIN_7,GPIO_PIN_SET):HAL_GPIO_WritePin(GPIOB,GPIO_PIN_7,GPIO_PIN_RESET) /SDA#define READ_SDA HAL_GPIO_ReadPin(GPIOB,GPIO_PIN_7)void IIC_Init(void)IIC_SDA(HIGH);IIC_SCL(HIGH);void IIC_Start(void)SDA_OUT(); IIC_SDA(HIGH); IIC_SCL(HIGH);Delay_us(4); IIC_SDA(LOW);Delay_us(4);IIC_SCL(LOW); void IIC_Stop(void)SDA_OUT();IIC_SCL(LOW);IIC_SDA(LOW); Delay_us(4);IIC_SCL(HIGH); IIC_SDA(HIGH);Delay_us(4); uint8_t IIC_Wait_Ack(void)uint8_t ucErrTime=0;SDA_IN(); IIC_SDA(HIGH);Delay_us(1); IIC_SCL(HIGH);Delay_us(1); while(READ_SDA)ucErrTime+;if(ucErrTime>250)IIC_Stop();return 1;IIC_SCL(LOW); return 0; void IIC_Ack(void)IIC_SCL(LOW);SDA_OUT();IIC_SDA(LOW);Delay_us(2);IIC_SCL(HIGH);Delay_us(2);IIC_SCL(LOW); void IIC_NAck(void)IIC_SCL(LOW);SDA_OUT();IIC_SDA(HIGH);Delay_us(2);IIC_SCL(HIGH);Delay_us(2);IIC_SCL(LOW); void IIC_Send_Byte(uint8_t txd) uint8_t t; 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_t IIC_Read_Byte(uint8_t ack)uint8_t i,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();else IIC_Ack(); return receive;代码片段3 PID控制器/50#define P_DATA 70.0/25.5#define I_DATA 46.7/1.25#define D_DATA 0/以上三值需根据实际调整参数typedef struct PIDint SetPoint;double Proportion;double Integral;double Derivative;int LastError;int PrevError;PID;void IncPIDInit(PID* sptr)sptr->LastError=0;sptr->PrevError=0;sptr->Proportion=P_DATA;sptr->Integral=I_DATA;sptr->Derivative=D_DATA;sptr->SetPoint=0;int IncPIDCalc(PID* sptr,int nextPoint)int iError,iIncpid;iError=sptr->SetPoint-nextPoint;iIncpid=sptr->Proportion*iError-sptr->Integral*sptr->LastError+sptr->Derivative*sptr->PrevError;sptr->PrevError=sptr->LastError;sptr->LastError=iError;return iIncpid;代码片段4 PWM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；
