【STM32】HAL库 PWM控制电机转速与编码器读取（超详解）

  大家好，我是小政。本篇文章我将针对PWM控制电机与编码器读取电机转速的STM32CubeMX配置过程进行详细的讲解，让准备学习HAL库的小伙伴能够更好的理解STM32CubeMX如何配置。

有小伙伴对于电机驱动和编码器不懂的话请看：
电机驱动讲解：【平衡小车制作】（二）电机驱动（超详解）
编码器讲解：【平衡小车制作】（三）编码器讲解（超详解）

  下一篇文章会推出利用PID算法闭环控制电机转速(HAL库)。

  话不多说，开始今天的学习吧！

1、硬件准备

（1）所需硬件

• 芯片：STM32F103RCT6
• 驱动：电机驱动板或TB6612（电机驱动芯片）
• 电池：12V Libo电池
• 电机：带编码器电机
• 轮子：我用的是麦克纳姆轮

（2）硬件连接：

• PA8 —— 电机驱动板PWM1
• GND —— 电机驱动板PWM2
  （这里若要反转则PWM1接地，PWM2接PA8；如果在小车中两者都需接PWM引脚，正转：PWM1给一定占空比，PWM2占空比为0）
• PA9(USART1_RX) —— 接串口TX
• PA10(USART1_TX) —— 接串口RX
• PB6 —— 编码器A
• PB7 —— 编码器B

2、STM32CubeMX配置：

1.1 所用工具：

• 芯片：STM32F103RCT6
• IDE：MDK-Keil软件
• STM32F1xxHAL库

1.2 知识概括：

• STM32CubeMX创建TIMx、USART例程
• Keil软件程序编写

1.3 工程创建
1、芯片选择
  芯片：STM32F103RCT6（根据自己的板子来进行选择）

2、设置RCC
  设置高速外部时钟HSE 选择外部时钟源

3、LED1配置
  我使用的板子LED1引脚为PD2，初始电平为高电平，目的是通过观察小灯的亮灭判断是否进入定时器中断

4、USART1配置
  异步收发，波特率默认：115200 Bit/s

5、PWM配置
  使用定时器1通道1和通道4（TIM1_CH1和TIM1_CH4），频率10KHz

6、定时器中断配置
  使用定时器2（TIM2），周期设为10ms，即10ms进一次定时器中断

  打开更新定时器中断

7、编码器配置
  STM32自带编码器配置，使用定时器4（TIM4_CH1和TIM4_CH2），打开更新定时器中断

8、中断优先级配置
  因为编码器中断要发生在定时10ms中断内，故编码器中断的抢占优先级要大于定时10ms

9、配置时钟
  F1系列芯片系统时钟为72MHzs

10、项目创建最后步骤

• 设置项目名称
• 选择所用IDE

11、输出文件

• ②处：复制所用文件的.c和.h
• ③处：每个功能生产独立的.c和.h文件

12、创建工程文件
  点击GENERATE CODE 创建工程

13、配置下载工具
  这里我们需要勾选上下载后直接运行，然后进行一次编译

---

3、STM32源代码：

（1）下面的代码之前有用过hal库的小伙伴应该都很容易理解，小政就不过多解释，有不懂的地方欢迎在评论区下方提问。在main.c加上：

/* USER CODE BEGIN Includes */
#include "stdio.h"
#include "math.h"
/* USER CODE END Includes */

/* USER CODE BEGIN PV */
unsigned int MotorSpeed;  // 电机当前速度数值，从编码器中获取
int MotorOutput;		  // 电机输出
/* USER CODE END PV */

/* USER CODE BEGIN 0 */
int fputc(int ch, FILE *p)
{
     
	while(!(USART1->SR & (1<<7)));
	USART1->DR = ch;
	
	return ch;
}
/* USER CODE END 0 */

  /* USER CODE BEGIN 2 */
  HAL_TIM_PWM_Start(&htim1, TIM_CHANNEL_1);	    // TIM1_CH1(pwm)
  HAL_TIM_Encoder_Start(&htim4, TIM_CHANNEL_1); // 开启编码器A
  HAL_TIM_Encoder_Start(&htim4, TIM_CHANNEL_2); // 开启编码器B	
  HAL_TIM_Base_Start_IT(&htim2);                // 使能定时器2中断
  /* USER CODE END 2 */

/* USER CODE BEGIN 4 */
void HAL_TIM_PeriodElapsedCallback(TIM_HandleTypeDef *htim)
{
     
    static unsigned char i = 0;
    if (htim == (&htim2))
    {
     
        //1.获取电机速度
        MotorSpeed = (short)(__HAL_TIM_GET_COUNTER(&htim4)/18);   
        // TIM4计数器获得电机脉冲，该电机在10ms采样的脉冲/18则为实际转速的rpm
        __HAL_TIM_SET_COUNTER(&htim4,0);  // 计数器清零
        
      
        //2.将占空比导入至电机控制函数
        MotorOutput=3600; // 3600即为50%的占空比
        __HAL_TIM_SET_COMPARE(&htim1, TIM_CHANNEL_1, MotorOutput);
        MotorOutput=MotorOutput*100/7200; 
        // 占空比（按最高100%计算，串口打印）
        i++;
        if(i>100)
        {
     
          // 通过观察小灯亮灭来判断是否正确进入定时器中断
          HAL_GPIO_TogglePin(GPIOD, GPIO_PIN_2);
          // 打印定时器4的计数值，short（-32768——32767）
          printf("Encoder = %d moto = %d \r\n",MotorSpeed,MotorOutput);	
          i=0;
        }
    }
}
/* USER CODE END 4 */

（2）烧入STM32中，串口展示：

（3）实物展示：

4、下载

（1）程序下载地址：https://pan.baidu.com/s/1mXYS8lQKaMX6XNA961UuJw
提取码：z3ax

（2）串口助手下载地址：https://pan.baidu.com/s/11xBkoLBMVcIv7QNALpOeeg
提取码：yzx3

5、总结

  以上就PWM控制电机转速与编码器读取电机速度的HAL库配置与keil编程，后续会推出利用PID算法闭环控制电机转速(HAL库)，若文章中出现错误或者小伙伴对以上内容有所疑问，欢迎大家在评论区留言，小政看到后会尽快回复大家！我们下期再见！