STM32F407 三路巡线模块 PID控制舵机转向标准库函数代码

以下是使用STM32F407标准库函数进行三路巡线模块PID控制舵机转向的代码：

#include "stm32f4xx.h"

#define KP 2.0    // 比例系数
#define KI 0.5    // 积分系数
#define KD 0.2    // 微分系数

int main(void)
{
    // 初始化GPIO口和PWM输出
    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
    TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseStructure;
    TIM_OCInitTypeDef TIM_OCInitStructure;
    RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOA, ENABLE);
    RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM5, ENABLE);
    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0 | GPIO_Pin_1 | GPIO_Pin_2;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AN; // 模拟输入
    GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_1 | GPIO_Pin_2 | GPIO_Pin_3 | GPIO_Pin_4 | GPIO_Pin_5;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_OUT; // 输出
    GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_100MHz;
    GPIO_InitStructure.GPIO_OType = GPIO_OType_PP;
    GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_NOPULL;
    GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);
    GPIO_PinAFConfig(GPIOB, GPIO_PinSource0, GPIO_AF_TIM5);
    GPIO_PinAFConfig(GPIOB, GPIO_PinSource1, GPIO_AF_TIM5);
    RCC_APB1PeriphResetCmd(RCC_APB1Periph_TIM5, ENABLE);
    RCC_APB1PeriphResetCmd(RCC_APB1Periph_TIM5, DISABLE);
    TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = 19999; // PWM周期为20ms
    TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler = 419; // 分频系数为420
    TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1;
    TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;
    TIM_TimeBaseInit(TIM5, &TIM_TimeBaseStructure);
    TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM1;
    TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable;
    TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse = 0;
    TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_High;
    TIM_OC1Init(TIM5, &TIM_OCInitStructure);
    TIM_OC1PreloadConfig(TIM5, TIM_OCPreload_Enable);
    TIM_OC2Init(TIM5, &TIM_OCInitStructure);
    TIM_OC2PreloadConfig(TIM5, TIM_OCPreload_Enable);
    TIM_Cmd(TIM5, ENABLE);

    // 初始化PID控制参数
    float error[3] = {0, 0, 0};     // 误差数组
    float integral = 0;             // 积分项
    float derivative = 0;           // 微分项
    int lastError = 0;              // 上一次误差值
    float pwm = 0;                  // PWM占空比

    while(1)
    {
        // 读取三路巡线模块的输入
        uint16_t sensor[3];
        sensor[0] = ADC_GetConversionValue(ADC1);
        sensor[1] = ADC_GetConversionValue(ADC2);
        sensor[2] = ADC_GetConversionValue(ADC3);

        // 计算误差值
        error[2] = error[1];
        error[1] = error[0];
        error[0] = (sensor[0] * 2 + sensor[1] - sensor[2] * 2) / 100;
        integral += error[0];
        derivative = error[0] - lastError;
        lastError = error[0];

        // 计算PWM占空比
        pwm = KP * error[0] + KI * integral + KD * derivative;

        // 控制舵机转向
        int angle = 90 - pwm;    // 转动角度为90°减去PWM占空比
        if(angle < 0)
        {
            angle = 0;
        }
        else if(angle > 180)
        {
            angle = 180;
        }
        TIM_SetCompare1(TIM5, angle * 111 + 500);   // 将角度转换为PWM脉宽输出

        // 等待一段时间再进行下一次循环
        for(int i = 0; i < 100000; i++);
    }
}

在这个代码中，我们使用了STM32F407的定时器5作为PWM输出，GPIOB的0、1、2引脚作为舵机控制信号输出，GPIOA的0、1、2引脚作为三路巡线模块的输入。我们使用了PID控制算法来控制舵机的转向，其中KP、KI、KD分别是比例系数、积分系数和微分系数，可以根据具体情况进行调整。最后我们将角度转换为PWM脉宽输出，控制舵机转向。