串口闭环步进电机麦轮控制代码

以下是一个实现串口闭环步进电机麦轮控制的Arduino代码示例：

#include <SoftwareSerial.h>

SoftwareSerial mySerial(10, 11); // RX, TX

const int stepsPerRevolution = 200; // 步进电机每转的步数
const float wheelDiameter = 10.0; // 麦轮直径（单位：厘米）
const float wheelCircumference = wheelDiameter * PI; // 麦轮周长（单位：厘米）
const float distancePerStep = wheelCircumference / stepsPerRevolution; // 步进电机每步行进的距离（单位：厘米）

float targetSpeed = 0.0; // 目标速度（单位：厘米/秒）
float currentSpeed = 0.0; // 当前速度（单位：厘米/秒）
float error = 0.0; // 速度误差
float lastError = 0.0; // 上一次的速度误差
float kp = 1.0; // 比例系数
float ki = 0.0; // 积分系数
float kd = 0.0; // 微分系数
float integral = 0.0; // 积分项
float derivative = 0.0; // 微分项

void setup() {
  Serial.begin(9600);
  mySerial.begin(9600);
}

void loop() {
  if (mySerial.available() > 0) {
    targetSpeed = mySerial.parseFloat();
    mySerial.read(); // 读取换行符
  }
  
  currentSpeed = getCurrentSpeed();
  error = targetSpeed - currentSpeed;
  integral += error;
  derivative = error - lastError;
  
  float output = kp * error + ki * integral + kd * derivative;
  lastError = error;
  
  setMotorSpeed(output);
  
  Serial.print("Target speed: ");
  Serial.print(targetSpeed);
  Serial.print(", Current speed: ");
  Serial.print(currentSpeed);
  Serial.print(", Output: ");
  Serial.println(output);
}

float getCurrentSpeed() {
  // 读取步进电机的转速，并计算出当前麦轮的速度
  int steps = analogRead(A0); // 读取步进电机的脉冲数
  float rpm = steps * 60.0 / stepsPerRevolution; // 计算步进电机的转速
  float speed = rpm * wheelCircumference / 60.0; // 计算麦轮的速度
  return speed;
}

void setMotorSpeed(float speed) {
  // 控制步进电机的转速
  int stepsPerSecond = speed / distancePerStep;
  digitalWrite(9, LOW);
  for (int i = 0; i < stepsPerSecond; i++) {
    digitalWrite(8, HIGH);
    delayMicroseconds(500);
    digitalWrite(8, LOW);
    delayMicroseconds(500);
  }
  digitalWrite(9, HIGH);
}

这个代码实现了通过串口从上位机输入目标速度，然后通过PID控制器计算出合适的步进电机输出速度，最后控制步进电机实现麦轮的转动。其中，`setMotorSpeed`函数控制步进电机的转速，`getCurrentSpeed`函数读取步进电机的转速，并计算出当前麦轮的速度，`targetSpeed`变量存储目标速度，`kp`、`ki`、`kd`三个参数分别是PID控制器的比例、积分、微分系数。