帮我写一个在STM32F103ZET6上使用的PID控制步进电机运动到指定坐标的代码

时间: 2024-03-10 13:47:12 浏览: 34
以下是一个简单的例子,演示了如何在STM32F103ZET6上使用PID控制步进电机运动到指定坐标的代码: ```c #include "stm32f10x.h" #define PULSE_PER_REV 200 // 步进电机每转的脉冲数 #define STEPS_PER_MM 10 // 步进电机每毫米的脉冲数 #define MAX_SPEED 1000 // 步进电机最大速度,单位:mm/min #define ACC 1000 // 步进电机加速度,单位:mm/min^2 #define KP 1 // 比例系数 #define KI 0.5 // 积分系数 #define KD 0.1 // 微分系数 // 定义步进电机引脚 #define STEP_PIN GPIO_Pin_0 #define DIR_PIN GPIO_Pin_1 #define ENABLE_PIN GPIO_Pin_2 // 定义定时器 #define STEP_TIMER TIM1 // 定义步进电机状态 typedef struct { int32_t pos; // 当前位置,单位:脉冲 int32_t targetPos; // 目标位置,单位:脉冲 int32_t speed; // 当前速度,单位:脉冲/秒 int32_t targetSpeed; // 目标速度,单位:脉冲/秒 int32_t acc; // 加速度,单位:脉冲/秒^2 int32_t maxSpeed; // 最大速度,单位:脉冲/秒 int32_t pulsePerStep; // 每步脉冲数 int32_t stepCounter; // 步进电机计数器 int32_t error; // 误差 int32_t lastError; // 上一次误差 int32_t errorSum; // 误差累计 } StepperState; // 步进电机状态 StepperState stepper; // 步进电机初始化 void stepper_init() { // 使能GPIO时钟 RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE); // 配置步进电机引脚为输出 GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure; GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = STEP_PIN | DIR_PIN | ENABLE_PIN; GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP; GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure); // 使能定时器时钟 RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_TIM1, ENABLE); // 配置定时器 TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseInitStruct; TIM_TimeBaseInitStruct.TIM_Prescaler = 72 - 1; TIM_TimeBaseInitStruct.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up; TIM_TimeBaseInitStruct.TIM_Period = 1000 - 1; TIM_TimeBaseInitStruct.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1; TIM_TimeBaseInitStruct.TIM_RepetitionCounter = 0; TIM_TimeBaseInit(STEP_TIMER, &TIM_TimeBaseInitStruct); // 配置定时器中断 NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure; NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = TIM1_UP_IRQn; NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0; NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0; NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE; NVIC_Init(&NVIC_InitStructure); // 使能定时器更新中断 TIM_ITConfig(STEP_TIMER, TIM_IT_Update, ENABLE); // 启动定时器 TIM_Cmd(STEP_TIMER, ENABLE); // 初始化步进电机状态 stepper.pos = 0; stepper.targetPos = 0; stepper.speed = 0; stepper.targetSpeed = 0; stepper.acc = ACC * STEPS_PER_MM / 60; stepper.maxSpeed = MAX_SPEED * STEPS_PER_MM / 60; stepper.pulsePerStep = PULSE_PER_REV / 200; stepper.stepCounter = 0; stepper.error = 0; stepper.lastError = 0; stepper.errorSum = 0; } // 定时器中断处理函数 void TIM1_UP_IRQHandler() { // 控制步进电机运动 stepper.stepCounter += stepper.speed; if (stepper.stepCounter >= stepper.pulsePerStep) { stepper.stepCounter -= stepper.pulsePerStep; stepper.pos++; GPIO_SetBits(GPIOA, STEP_PIN); GPIO_ResetBits(GPIOA, STEP_PIN); } else if (stepper.stepCounter <= -stepper.pulsePerStep) { stepper.stepCounter += stepper.pulsePerStep; stepper.pos--; GPIO_SetBits(GPIOA, STEP_PIN); GPIO_ResetBits(GPIOA, STEP_PIN); } // 计算PID控制量 stepper.error = stepper.targetPos - stepper.pos; stepper.errorSum += stepper.error; int32_t dError = stepper.error - stepper.lastError; stepper.lastError = stepper.error; int32_t pidOutput = KP * stepper.error + KI * stepper.errorSum + KD * dError; // 更新步进电机速度 stepper.targetSpeed = pidOutput * STEPS_PER_MM / 60; if (stepper.targetSpeed > stepper.maxSpeed) { stepper.targetSpeed = stepper.maxSpeed; } else if (stepper.targetSpeed < -stepper.maxSpeed) { stepper.targetSpeed = -stepper.maxSpeed; } if (stepper.speed < stepper.targetSpeed) { stepper.speed += stepper.acc; if (stepper.speed > stepper.targetSpeed) { stepper.speed = stepper.targetSpeed; } } else if (stepper.speed > stepper.targetSpeed) { stepper.speed -= stepper.acc; if (stepper.speed < stepper.targetSpeed) { stepper.speed = stepper.targetSpeed; } } } // 控制步进电机运动到指定位置 void stepper_move_to(int32_t pos) { stepper.targetPos = pos; } int main() { // 初始化步进电机 stepper_init(); // 控制步进电机运动到指定位置 stepper_move_to(1000); while (1) { // ... } } ``` 在这个例子中,我们使用PID控制步进电机运动到指定位置。在定时器中断处理函数中,我们控制步进电机按照目标速度运动,并计算出PID控制量。在PID控制量计算完成之后,我们根据控制量调整步进电机的速度。

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