stm32用pid算法控制电压,用代码详细举例并说明每句的含义

时间: 2023-05-30 08:06:52 浏览: 129
以下是一个基于STM32的PID算法控制电压的代码示例: ```c #include "stm32f1xx.h" // 定义PID算法参数 #define Kp 1.0 #define Ki 0.5 #define Kd 0.1 // 定义电压测量值和设定值 float voltageMeasured = 0; float voltageSetpoint = 3.3; // 定义PID算法需要用到的变量 float error = 0, lastError = 0, integral = 0, derivative = 0; float output = 0; int main(void) { // 初始化系统时钟和GPIO SystemInit(); RCC->APB2ENR |= RCC_APB2ENR_IOPAEN; GPIOA->CRL &= ~(GPIO_CRL_MODE0 | GPIO_CRL_CNF0); GPIOA->CRL |= GPIO_CRL_MODE0_0; // 初始化定时器和PWM输出 RCC->APB2ENR |= RCC_APB2ENR_TIM1EN; TIM1->PSC = 7199; // 计数器频率为10kHz TIM1->ARR = 999; // 计数器最大值为999,即10ms TIM1->CCMR1 |= TIM_CCMR1_OC1M_2 | TIM_CCMR1_OC1M_1; // CH1 PWM模式1 TIM1->CCER |= TIM_CCER_CC1E; // CH1输出使能 TIM1->CR1 |= TIM_CR1_ARPE | TIM_CR1_CEN; // 启用自动重载寄存器和计数器 // 进入PID算法循环 while (1) { // 读取电压测量值 voltageMeasured = readVoltage(); // 计算误差 error = voltageSetpoint - voltageMeasured; // 计算积分项 integral += error; // 计算微分项 derivative = error - lastError; lastError = error; // 计算输出值 output = Kp * error + Ki * integral + Kd * derivative; // 将输出值限制在合理范围内 if (output > 1000) output = 1000; else if (output < 0) output = 0; // 将输出值转换为PWM占空比 TIM1->CCR1 = output; // 延时10ms,即计数器计数一个周期 delay_ms(10); } } float readVoltage() { // 读取ADC采样值并转换为电压值 float voltage = 3.3 * ADC1->DR / 4095; return voltage; } void delay_ms(uint32_t ms) { // 延时函数,使用系统滴答定时器 uint32_t tickstart = HAL_GetTick(); while ((HAL_GetTick() - tickstart) < ms); } ``` 代码中的每行含义如下: 1. `#include "stm32f1xx.h"`:包含STM32库文件。 2. `#define Kp 1.0`:定义PID算法中比例项的参数。 3. `#define Ki 0.5`:定义PID算法中积分项的参数。 4. `#define Kd 0.1`:定义PID算法中微分项的参数。 5. `float voltageMeasured = 0`:定义测量电压值的变量,并初始化为0。 6. `float voltageSetpoint = 3.3`:定义设定电压值的变量,并初始化为3.3V。 7. `float error = 0, lastError = 0, integral = 0, derivative = 0`:定义PID算法中需要用到的变量,并初始化为0。 8. `float output = 0`:定义输出PWM占空比的变量,并初始化为0。 9. `int main(void)`:主函数。 10. `SystemInit()`:初始化系统时钟。 11. `RCC->APB2ENR |= RCC_APB2ENR_IOPAEN`:启用GPIOA时钟。 12. `GPIOA->CRL &= ~(GPIO_CRL_MODE0 | GPIO_CRL_CNF0)`:将PA0的模式设置为推挽输出。 13. `GPIOA->CRL |= GPIO_CRL_MODE0_0`:设置PA0的输出模式为最大速率2MHz。 14. `RCC->APB2ENR |= RCC_APB2ENR_TIM1EN`:启用TIM1时钟。 15. `TIM1->PSC = 7199`:设置TIM1的预分频器,使计数器频率为10kHz。 16. `TIM1->ARR = 999`:设置TIM1的自动重载寄存器,使计数器最大值为999,即10ms。 17. `TIM1->CCMR1 |= TIM_CCMR1_OC1M_2 | TIM_CCMR1_OC1M_1`:设置TIM1的通道1的PWM模式为模式1。 18. `TIM1->CCER |= TIM_CCER_CC1E`:启用TIM1的通道1输出。 19. `TIM1->CR1 |= TIM_CR1_ARPE | TIM_CR1_CEN`:启用TIM1的自动重载寄存器和计数器。 20. `while (1)`:进入PID算法循环。 21. `voltageMeasured = readVoltage()`:读取电压测量值。 22. `error = voltageSetpoint - voltageMeasured`:计算误差。 23. `integral += error`:计算积分项。 24. `derivative = error - lastError`:计算微分项。 25. `lastError = error`:更新上一次误差值。 26. `output = Kp * error + Ki * integral + Kd * derivative`:计算输出值。 27. `if (output > 1000) output = 1000; else if (output < 0) output = 0`:将输出值限制在合理范围内。 28. `TIM1->CCR1 = output`:将输出值转换为PWM占空比,并输出到TIM1的通道1。 29. `delay_ms(10)`:延时10ms,即计数器计数一个周期。 30. `float readVoltage()`:读取ADC采样值并转换为电压值的函数。 31. `uint32_t tickstart = HAL_GetTick()`:记录当前系统滴答定时器的计数值。 32. `while ((HAL_GetTick() - tickstart) < ms)`:等待一定时间,即实现延时功能。

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