帮我找一个利用STM标准库写的PID小车控制实验

时间: 2024-04-21 11:27:10 浏览: 15
好的,以下是一个利用STM32标准库写的PID小车控制实验。 硬件需求: - STM32F103C8T6开发板 - L298N电机驱动模块 - HC-SR04超声波模块 - 2个电机 - 4个轮子 - 电池组 软件需求: - Keil MDK-ARM开发环境 - STM32标准库 首先,需要配置定时器和PWM输出,以便于控制电机的速度。这里以定时器3和PWM2通道、PWM3通道为例: ```c // 定时器3初始化 TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseStructure; TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = 1000 - 1; // 定时器周期,1ms TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler = 72 - 1; // 定时器预分频系数,72MHz TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = 0; TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up; TIM_TimeBaseInit(TIM3, &TIM_TimeBaseStructure); // PWM2通道初始化 TIM_OCInitTypeDef TIM_OCInitStructure; TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM1; TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable; TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse = 0; // 初始占空比为0 TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_High; TIM_OC2Init(TIM3, &TIM_OCInitStructure); // PWM3通道初始化 TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM1; TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable; TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse = 0; // 初始占空比为0 TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_High; TIM_OC3Init(TIM3, &TIM_OCInitStructure); // 启动定时器3 TIM_Cmd(TIM3, ENABLE); ``` 然后,需要编写PID算法来控制小车的速度和方向。这里以位置式PID为例: ```c float setPoint = 0; // 设定值 float actualPoint = 0; // 实际值 float P = 0, I = 0, D = 0; // PID参数 float lastError = 0, sumError = 0; // 上一次误差和误差积分 void PID_Control(float setPoint, float actualPoint) { float error = setPoint - actualPoint; P = error; sumError += error; I = sumError; D = error - lastError; lastError = error; float output = P * kP + I * kI + D * kD; // 输出值 if (output > 500) output = 500; // 防止输出超过范围 if (output < -500) output = -500; if (output > 0) { TIM_SetCompare2(TIM3, output); // 设置左电机PWM输出 TIM_SetCompare3(TIM3, 0); // 设置右电机PWM输出 } else { TIM_SetCompare2(TIM3, 0); // 设置左电机PWM输出 TIM_SetCompare3(TIM3, -output); // 设置右电机PWM输出 } } ``` 接下来,需要编写超声波测距函数,以便于获取小车到障碍物的距离。这里以PA0和PA1引脚连接的超声波模块为例: ```c float getDistance(void) { // 发送10us的高电平脉冲 GPIO_SetBits(GPIOA, GPIO_Pin_0); delay_us(10); GPIO_ResetBits(GPIOA, GPIO_Pin_0); // 等待输入引脚变为高电平 while (!GPIO_ReadInputDataBit(GPIOA, GPIO_Pin_1)); uint32_t start = TIM_GetCounter(TIM2); // 等待输入引脚变为低电平 while (GPIO_ReadInputDataBit(GPIOA, GPIO_Pin_1)); uint32_t end = TIM_GetCounter(TIM2); // 计算距离,单位为厘米 return (float)(end - start) / 58.0; } ``` 最后,在主函数中调用PID_Control和getDistance函数即可控制小车运动: ```c int main(void) { // 初始化定时器和PWM输出 // ... // 初始化超声波模块 // ... // 循环控制小车运动 while (1) { float distance = getDistance(); // 获取距离 if (distance < 20) { PID_Control(0, actualPoint); // 障碍物在前方,停止小车 } else { PID_Control(50, actualPoint); // 将设定值设置为50cm } delay_ms(20); // 延时20ms } } ``` 其中,delay_ms和delay_us函数是自己编写的延时函数,可以通过调用HAL库中的延时函数实现。

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