二轮平衡小车1：舵机与电机的基本控制

今日开始使用STM32F103 C8T6尝试做一个二轮平衡小车，从电机舵机控制开始，小车也是在三个小时的自主设计下框架结构与引脚安排都做好了。

本文主要贴代码，之前的文章都有原理，代码中相应初始化驱动部分也有注释~~

文章提供源码，解释以及工程下载，测试效果视频。

目录

电机与舵机控制基础原理：

初始化TIM1为通用定时器：

初始化定时器TIM2为PWM输出控制电机：

TB6612电机正反转控制引脚的初始化：

编写函数封装电机控制：

初始化定时器TIM4为舵机控制：

如此以后我们将这些动作加入主函数

测试效果：

测试工程下载：

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电机与舵机控制基础原理：

原理方面其余文章都有讲到：

使用模块分别为：TB6612带稳压模块、MG996R舵机、JGB-520电机 。

STM32 F103C8T6学习笔记5：定时器输出不同占空比PWM驱动舵机旋转角度_NULL指向我的博客-CSDN博客

【MSP432电机驱动学习—上篇】TB6612带稳压电机驱动模块、MG310电机、霍尔编码器_tb6612fng电机驱动模块_NULL指向我的博客-CSDN博客

初始化TIM1为通用定时器：

这里我选择了TIM1为通用定时器，因为它与定时器TIM2、3、4不同，

1、它是高级定时器，拥有带死区控制，但我们不需要，

2、它的部分初始化内容也与TIM2、3、4不同，因此这里初始化一下TIM1,巩固一下，

3、它占用的引脚有俩个是串口1的PA9\PA10，为了使得串口1能正常使用，因此不使用TIM1的通道，来控制舵机电机了

直接贴代码，这里初始化TIM1为通用定时器，都是周期1ms：

void TIM1_init(void)
{
	  // 定时器初始化结构体定义
	  TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseStructure;   
    // 定时器中断向量配置
    NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;    
	
    // 使能定时器1时钟
    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_TIM1, ENABLE);    
    // 定时器时钟分频系数设置为72-1
    TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler = 72 - 1;    
    // 定时器重载值设置为1000-1，即定时器溢出时间为1ms
    TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = 1000 - 1;    
    // 定时器计数模式设置为向上计数
    TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;    
    // 定时器时钟分频因子设置为1
    TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision =TIM_CKD_DIV1;  
	  //高级计数器需要，不需要用到的直接给0就好
	  TIM_TimeBaseStructure.TIM_RepetitionCounter = 0;
  
    // 应用定时器初始化配置
    TIM_TimeBaseInit(TIM1, &TIM_TimeBaseStructure);    
    // 清除定时器中断标志位
    TIM_ClearFlag(TIM1, TIM_FLAG_Update);   
    // 使能定时器中断
    TIM_ITConfig(TIM1, TIM_IT_Update, ENABLE);    

    // 中断优先级设置为最低
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 3;
   
    // 中断子优先级设置为最低
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 3;    
    // 使能中断
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;  
    // 应用中断配置
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = TIM1_UP_IRQn;
    NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);
    // 启动定时器1
    TIM_Cmd(TIM1, ENABLE);
}

 中断服务函数：

//通用定时器 定时器1 中断服务函数
void TIM1_UP_IRQHandler(void)
{
	if (TIM_GetITStatus(TIM1, TIM_IT_Update) == SET)
	{	
//		if(++t==1000)		
//		{
//			T++;t=0;
//			printf("%d\r\n",T);
//		}
		TIM_ClearITPendingBit(TIM1, TIM_IT_Update);//清出中断寄存器标志位，用于退出中断
	}
}

初始化定时器TIM2为PWM输出控制电机：

TIM2_init();              //定时器2初始化为电机PWM （频率 18K HZ，重载值 1000）

void TIM2_init(void)
{
  TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseInitStructure;//定义初始化参数结构体
	TIM_OCInitTypeDef TIM_OCInitStructure;//结构体变量需要赋值
	GPIO_InitTypeDef GPIO_Initstructure;  //引脚结构体
	
  RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM2,ENABLE);//开启TIM2的时钟
	TIM_InternalClockConfig(TIM2);//开启定时器2的时钟源作为内部时钟源
	
	TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_ClockDivision=TIM_CKD_DIV1; //设置时钟分割:TDTS = Tck_tim，这里是不分频
	TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_CounterMode=TIM_CounterMode_Up;//TIM向上计数模式
	TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Period=1000- 1;       //ARR
	TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Prescaler=4 - 1;      //PSC
	TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_RepetitionCounter=0;;//定时器的倍率，如果定时1秒，参数是1，那就是1+1=2倍
	TIM_TimeBaseInit(TIM2,&TIM_TimeBaseInitStructure); //根据TIM_TimeBaseInitStruct中指定的参数初始化TIMx的时间基数单位
	
	//	TIM_ClearFlag(TIM2,TIM_FLAG_Update);//中断清除
	TIM_ITConfig(TIM2,TIM_IT_Update,ENABLE);//开启中断
	
	TIM_OCStructInit(&TIM_OCInitStructure);//结构体赋初始值的函数
	TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode=TIM_OCMode_PWM1;//输出比较模式
 
	TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity=TIM_OCPolarity_High;//输出比较的极性
	TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState=TIM_OutputState_Enable;//输出比较的使能
 
	TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse =0;//设置CCR的
 
	TIM_OC1Init(TIM2,&TIM_OCInitStructure);//初始化TIM2_CH1
	TIM_OC1PreloadConfig(TIM2, TIM_OCPreload_Enable);//使能预装载寄存器
	
	TIM_OC2Init(TIM2,&TIM_OCInitStructure);//初始化TIM2_CH2
	TIM_OC2PreloadConfig(TIM2, TIM_OCPreload_Enable);//使能预装载寄存器
	
	//	用结构体初始化输出比较单元，不同函数不同的GPIO（A0）
	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA,ENABLE);
	//这里的注释部分是展示开启定时器相应通道管脚的重映射
	//RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_AFIO,ENABLE);//开启AFIO的时钟
	//GPIO_PinRemapConfig(GPIO_PartialRemap1_TIM2,ENABLE);//部分重映射
	//GPIO_PinRemapConfig(GPIO_Remap_SWJ_JTAGDisable,ENABLE);//关闭调试端口的复用
	
	
	GPIO_Initstructure.GPIO_Mode= GPIO_Mode_AF_PP;//复用推挽输出
	GPIO_Initstructure.GPIO_Pin= GPIO_Pin_0;
	GPIO_Initstructure.GPIO_Speed= GPIO_Speed_50MHz;
	GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_Initstructure);
	
	GPIO_Initstructure.GPIO_Mode= GPIO_Mode_AF_PP;//复用推挽输出
	GPIO_Initstructure.GPIO_Pin= GPIO_Pin_1;
	GPIO_Initstructure.GPIO_Speed= GPIO_Speed_50MHz;
	GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_Initstructure);
	
	//	GPIO_SetBits(GPIOA,GPIO_Pin_0);
	TIM_Cmd(TIM2,ENABLE);

	
}


//void PWM_SetCompare1(uint16_t Compare1)
//{
//	TIM_SetCompare1(TIM2,Compare1);//TIM2通道1,改变比较值CCRx，达到不同的占空比效果
//}

TB6612电机正反转控制引脚的初始化：

控制速度的PWM在上面已经初始化了，现在还需要初始化启用几个类似于点灯的，可以输出1和0逻辑的几个引脚，用于控制电机正反转：

//电机正反转控制引脚初始化：
void TB6612_init(void)
{
	//初始化BIN2 (PB9) 和 BIN1 (PB10)
	
		/*定义一个GPIO_InitTypeDef类型的结构体*/
		GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure0;	
		/*开启LED相关的GPIO外设时钟*/
		RCC_APB2PeriphClockCmd( RCC_APB2Periph_GPIOB,ENABLE);
		/*选择要控制的GPIO引脚*/
		GPIO_InitStructure0.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9;	
		/*设置引脚模式为通用推挽输出*/
		GPIO_InitStructure0.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;   
		/*设置引脚速率为50MHz */   
		GPIO_InitStructure0.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; 
		/*调用库函数，初始化GPIO*/
		GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure0);		
		
		/*开启LED相关的GPIO外设时钟*/
		RCC_APB2PeriphClockCmd( RCC_APB2Periph_GPIOB,ENABLE);
		/*选择要控制的GPIO引脚*/
		GPIO_InitStructure0.GPIO_Pin = GPIO_Pin_10;	
		/*设置引脚模式为通用推挽输出*/
		GPIO_InitStructure0.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;   
		/*设置引脚速率为50MHz */   
		GPIO_InitStructure0.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; 
		/*调用库函数，初始化GPIO*/
		GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure0);			
		
		
	//初始化AIN2 (PA8) 和 AIN1 (PA11)		
		/*开启LED相关的GPIO外设时钟*/
		RCC_APB2PeriphClockCmd( RCC_APB2Periph_GPIOA,ENABLE);	
		/*选择要控制的GPIO引脚*/
		GPIO_InitStructure0.GPIO_Pin = GPIO_Pin_8;	
		/*设置引脚模式为通用推挽输出*/
		GPIO_InitStructure0.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;   
		/*设置引脚速率为50MHz */   
		GPIO_InitStructure0.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; 
		/*调用库函数，初始化GPIO*/
		GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure0);			
		
		/*开启LED相关的GPIO外设时钟*/
		RCC_APB2PeriphClockCmd( RCC_APB2Periph_GPIOA,ENABLE);	
		/*选择要控制的GPIO引脚*/
		GPIO_InitStructure0.GPIO_Pin = GPIO_Pin_4;	
		/*设置引脚模式为通用推挽输出*/
		GPIO_InitStructure0.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;   
		/*设置引脚速率为50MHz */   
		GPIO_InitStructure0.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; 
		/*调用库函数，初始化GPIO*/
		GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure0);			
		
		//初始化完先都置0，不转
		GPIO_ResetBits(GPIOA,GPIO_Pin_8);  //AIN1
		GPIO_ResetBits(GPIOA,GPIO_Pin_4); //AIN2
		GPIO_ResetBits(GPIOB,GPIO_Pin_10); //BIN1 
		GPIO_ResetBits(GPIOB,GPIO_Pin_9);	 //BIN2	 
} 

编写函数封装电机控制：

//设置轮子速度，方向
//PWMA PWMB分别设置 左PWMA 右PWMB 电机 
void set_wheels(uint16_t PWMA,uint16_t PWMB,uint16_t DIRA,uint16_t DIRB)
{
	TIM_SetCompare1(TIM2,PWMB);//TIM2通道1,改变比较值CCRx，达到不同的占空比效果
	TIM_SetCompare2(TIM2,PWMA);//TIM2通道1,改变比较值CCRx，达到不同的占空比效果
	if(DIRA==0)  //反转
	{
		GPIO_SetBits(GPIOA,GPIO_Pin_8);  //AIN1
		GPIO_ResetBits(GPIOA,GPIO_Pin_4);//AIN2
	}
	else if(DIRA==1)  //正转
	{
		GPIO_SetBits(GPIOA,GPIO_Pin_4);  //AIN1
		GPIO_ResetBits(GPIOA,GPIO_Pin_8);//AIN2		
	}
	
	if(DIRB==0)  //反转
	{
	  GPIO_SetBits(GPIOB,GPIO_Pin_10); //BIN1 
		GPIO_ResetBits(GPIOB,GPIO_Pin_9);//BIN2	 
	}
	else if(DIRB==1)  //正转
	{
	  GPIO_SetBits(GPIOB,GPIO_Pin_9);   //BIN1 
		GPIO_ResetBits(GPIOB,GPIO_Pin_10);//BIN2	 		
	}
}

初始化定时器TIM4为舵机控制：

void TIM4_init(void)
{
	GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
	TIM_TimeBaseInitTypeDef  TIM_TimeBaseStructure;
	TIM_OCInitTypeDef  TIM_OCInitStructure;	
	
//   //开时钟	
	RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM4, ENABLE);	
 	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB, ENABLE);   
	
//  //PWM输出管脚配置 
	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_8; 
	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP; 
	GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
	GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);	
	
	TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = 3000; 
	TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler =71; 
	TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = 0; 
	TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;  
	TIM_TimeBaseInit(TIM4, &TIM_TimeBaseStructure); 	
	
//	//PWM模式配置
	TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode=TIM_OCMode_PWM1;
	TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity=TIM_OCPolarity_High;
	TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState=TIM_OutputState_Enable;
	
	TIM_OC3Init(TIM4,&TIM_OCInitStructure); 
	TIM_OC3PreloadConfig(TIM4,TIM_OCPreload_Enable); 
	
	TIM_Cmd(TIM4,ENABLE); 	
	
//TIM_SetCompare3(TIM4,psc);	   //设置舵机占空比，控制舵机转动	
}

//	TIM_SetCompare3(TIM4,350); // 0度
//	TIM_SetCompare3(TIM4,2600);  //180度
//	TIM_SetCompare3(TIM4,1475);  //90度	

如此以后我们将这些动作加入主函数

uint16_t T,t;

int main(void)
{	
	init_ALL();     //初始化所有函数
	TIM_SetCompare3(TIM4,350); // 0度
	delay_ms(5000);
	set_wheels(555,555,1,1);
	delay_ms(1000);
	set_wheels(0,0,0,0);
	delay_ms(1000);
	set_wheels(555,555,0,0);
	delay_ms(1000);
	set_wheels(0,0,0,0);
	
  while(1)
	{	

	}
}


//初始化所有函数：
void init_ALL(void)
{
	SysTick_Init(72);         //初始化滴答计时器
	Usart1_Init(115200);      //串口1初始化
//	i2c_GPIO_Config();	      //IIC初始化
//	Usart2_Init(115200);      //串口2初始化
//	Usart3_Init(115200);      //串口3初始化
//	OLED_Init();              //初始化OLED屏幕
//	OLED_Clear();             //清空屏幕数据
//	RTC_init();               //初始化RTC实时时钟
	TIM1_init();              //定时器1初始化为通用定时器 （周期1ms）
	TIM2_init();              //定时器2初始化为电机PWM （频率 18K HZ，重载值 1000）
	TIM4_init();              //定时器4初始化为舵机PWM （频率333 hz ，重载值3000）
	TB6612_init();  	        //电机正反转控制引脚初始化：
	
	printf("HELLO");            //开机测试 串口1

//	TIM_SetCompare3(TIM4,350); // 0度
//	TIM_SetCompare3(TIM4,2600);  //180度
//	TIM_SetCompare3(TIM4,1475);  //90度	
}

测试效果：

今日就做到这吧，明日在接着做下面的东西......

二轮平衡小车：舵机与电机的基本控制与编码器信号捕获

测试工程下载：

https://download.csdn.net/download/qq_64257614/88286409?spm=1001.2014.3001.5503