机器人控制技术 STM32直流电机控制程序.docx

【STM32直流电机控制技术】 STM32是一款基于ARM Cortex-M内核的微控制器，广泛应用在各种嵌入式系统中，包括机器人控制。在直流电机控制中，STM32通常利用其内置的定时器和GPIO功能来实现精确的速度调节。 1. **PWM控制直流电机**： - **PWM（Pulse Width Modulation）**是一种常见的电机速度控制方法，通过调整PWM信号的占空比来改变电机的平均电压，从而控制电机转速。在STM32中，可以通过配置定时器来生成PWM信号。 2. **GPIO配置**： - GPIO（General Purpose Input/Output）设置是控制电机的第一步。在STM32中，需要将特定的GPIO引脚配置为推挽输出（Mode_AF_PP），以便它们能够驱动PWM信号。 3. **定时器配置**： - 定时器如TIM4的配置至关重要，用于生成PWM信号。例如，设置TIM4的时间基（TIM_TimeBaseInit），包括周期、预分频器、时钟分频因子等，以确定PWM的频率。在这里，预分频器设置为4000，周期设为144，使得PWM频率为125Hz。 4. **PWM通道设置**： - 使用TIM_OCInit结构体来初始化输出比较模式，将定时器配置为PWM2模式。然后，设置输出状态、极性和占空比，比如左轮和右轮的PWM值。 5. **PWM占空比动态调整**： - 在SysTick中断服务函数中，定期读取两个电机的速度，通过比较它们的脉冲数（计数器值）来判断速度差异。若以右轮为基准，通过调用TIM_SetCompare1函数修改左轮的PWM占空比，确保两轮速度一致。 6. **速度检测**： - 通过TIM的计数器（如TIM1->CNT）读取电机编码器产生的脉冲数，可以计算电机的转速和行程。这里的Dist_L和Dist_R变量用于存储左轮和右轮的行程脉冲数。 7. **PID算法**： - 提及PID算法，这是用来精确控制电机速度和位置的常见方法。虽然在描述中没有详细介绍，但PID控制器可以根据误差（实际速度与期望速度的差值）实时调整PWM占空比，实现更稳定的电机控制。 8. **中断处理**： - SysTick中断是STM32中的系统定时器中断，通常每毫秒触发一次，用于执行周期性的任务，如速度检测和调整。中断处理函数中应避免长时间运行，以免影响系统的实时响应。 通过以上步骤，STM32可以实现对直流电机的精确控制，确保机器人小车在行驶过程中保持直线或者达到预期的运动轨迹。这种控制方法在机器人和自动化设备领域有广泛的应用。