用STM32F030C8T6 PB0引脚检测脉冲数,PA8引脚做PWM控制直流电机,其中PWM的周期为20k,请帮我写一个PID控制的代码

好的，以下是用C语言编写的基本的PID控制代码，可以实现用STM32F030C8T6的PB0引脚检测脉冲数、PA8引脚控制直流电机的功能。代码如下：

#include <stdio.h>
#include "stm32f0xx.h"

#define PWM_PERIOD 5000 // 20KHz PWM周期频率对应的寄存器ARR值（计数器自动重载值）
#define KP 2.0 // 比例系数
#define KI 0.5 // 积分系数
#define KD 0.1 // 微分系数

uint16_t pulse_cnt; // 统计脉冲个数
uint16_t duty_cycle = 0; // PWM占空比初值（0-1000）, 0-5V映射到0-1000

int16_t error = 0; // 误差值
int16_t last_error = 0; // 上一次的误差值
int16_t integral = 0; // 积分值

void TIM1_BRK_UP_TRG_COM_IRQHandler(void) // 定时器中断
{
    if(TIM_GetITStatus(TIM1, TIM_IT_Update)) // 周期计数器溢出中断
    {
        TIM_ClearITPendingBit(TIM1, TIM_IT_Update); // 清除中断标志位
        GPIO_WriteBit(GPIOA, GPIO_Pin_8, (BitAction)(duty_cycle < TIM_GetCounter(TIM1))); // 根据占空比控制PA8引脚电平
    }
}

void EXTI0_1_IRQHandler(void) // 外部中断
{
    if(EXTI_GetITStatus(EXTI_Line0)) // PB0引脚触发中断
    {
        EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line0); // 清除中断标志位
        pulse_cnt++; // 统计脉冲个数
    }
}

int main(void)
{
    RCC_AHBPeriphClockCmd(RCC_AHBPeriph_GPIOA, ENABLE); // 使能GPIOA外设时钟
    RCC_AHBPeriphClockCmd(RCC_AHBPeriph_GPIOB, ENABLE); // 使能GPIOB外设时钟
    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_TIM1, ENABLE); // 使能TIM1外设时钟

    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_8; // PA8引脚
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF; // 复用模式
    GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; // 最大速率50MHz
    GPIO_InitStructure.GPIO_OType = GPIO_OType_PP; // 推挽输出
    GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);

    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0; // PB0引脚
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN; // 输入模式
    GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);

    GPIO_PinAFConfig(GPIOA, GPIO_PinSource8, GPIO_AF_2); // PA8引脚的复用功能为TIM1_CH1

    TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseStructure;
    TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = PWM_PERIOD; // 20KHz PWM周期频率对应的ARR值
    TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler = 0; // 预分频系数
    TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = 0; // 时钟分频系数
    TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up; // 向上计数模式
    TIM_TimeBaseInit(TIM1, &TIM_TimeBaseStructure);

    TIM_OCInitTypeDef TIM_OCInitStructure;
    TIM_OCStructInit(&TIM_OCInitStructure); // 初始化TIM_OCInitStructure结构体
    TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM1; // PWM模式1
    TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable; // 输出使能
    TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse = 0; // PWM脉冲宽度初值
    TIM_OC1Init(TIM1, &TIM_OCInitStructure); // 初始化TIM1_CH1

    TIM_Cmd(TIM1, ENABLE); // 使能TIM1

    EXTI_InitTypeDef EXTI_InitStructure;
    EXTI_InitStructure.EXTI_Line = EXTI_Line0; // PB0引脚
    EXTI_InitStructure.EXTI_Mode = EXTI_Mode_Interrupt; // 中断模式
    EXTI_InitStructure.EXTI_Trigger = EXTI_Trigger_Rising; // 上升沿触发
    EXTI_InitStructure.EXTI_LineCmd = ENABLE; // 使能外部中断线路
    EXTI_Init(&EXTI_InitStructure);

    NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = EXTI0_1_IRQn; // 外部中断
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPriority = 0; // 优先级为0
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE; // 使能中断通道
    NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);

    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = TIM1_BRK_UP_TRG_COM_IRQn; // 定时器中断
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPriority = 0; // 优先级为0
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE; // 使能中断通道
    NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);

    TIM_ITConfig(TIM1, TIM_IT_Update, ENABLE); // 使能TIM1中断

    while(1)
    {
        error = 500 - pulse_cnt; // 目标值减去当前值得到误差
        integral += error; // 累计误差
        duty_cycle = KP * error + KI * integral + KD * (error - last_error); // 计算PID控制的PWM占空比，将最终结果映射到0-1000的范围内
        if(duty_cycle > 1000)
            duty_cycle = 1000;
        if(duty_cycle < 0)
            duty_cycle = 0;

        pulse_cnt = 0; // 清空脉冲计数器
        last_error = error; // 更新上一次的误差值

        TIM_SetCompare1(TIM1, duty_cycle); // 重新设定PWM占空比
    }
}

上述代码的功能是使用PB0引脚计数脉冲数，并使用PA8引脚输出PWM控制直流电机的转速。PID控制代码用于对直流电机速度进行调节，使其按照目标速度运行。具体实现方式如下：

- 在程序开头部分使用RCC_AHBPeriphClockCmd()和RCC_APB2PeriphClockCmd()函数使能GPIO和TIM外设的时钟。
- 定义一个Pulse_cnt变量，用于记录脉冲个数；定义一个Duty_cycle变量，用于记录PWM占空比。
- 初始化GPIOA的PA8引脚为复用输出模式，并把PA8的复用功能设置为TIM1_CH1。
- 初始化GPIOB的PB0引脚为输入模式，并通过EXTI_Init()函数初始化外部中断。
- 初始化TIM1并启用，通过TIM_OC1Init()函数初始化TIM1_CH1为PWM输出模式，初始占空比为0。
- NVIC_Init()函数用于配置中断优先级。
- 如change_duty_cycle()函数调用前所述，使用KP、KI和KD系数计算出控制的PWM占空比之后，调用TIM_SetCompare1()函数将占空比设置为最终值。
- 在主循环中，使用500减去pulse_cnt计算出误差值error，然后把它与前一次的误差累加到integral变量中，计算出PID算法的结果，最终将结果映射到0-1000的PWM占空比范围内，并把占空比设置为duty_cycle的值