stm32 f103编码器数据采集

### STM32F103 编码器电机 PID 控制小车项目实现方案 #### 方案概述 为了实现基于STM32F103的编码器电机PID控制系统，主要组件包括STM32F103ZET6开发板、两个TB6612电机驱动模块、HC-05蓝牙模块以及四个光电编码器电机。该系统利用PWM信号调整电机速度，并通过光电编码器反馈实际转速给MCU，从而形成闭环控制回路。 #### 系统硬件连接 - **电源管理**：确保所有设备共地并由稳定电压源供电。 - **通信接口**：HC-05蓝牙模块与STM32之间采用UART协议通讯；TB6612接受来自STM32发出的PWM指令来调节两轮独立驱动马达的速度。 - **传感器接入**：每台电机配备一对A/B相增量式光栅盘作为位置检测元件，其脉冲输出端口需接至微控制器相应的GPIO引脚上以便读取旋转方向及圈数信息[^1]。 #### 软件架构设计 ##### 初始化设置 初始化阶段完成外设资源分配工作，比如开启时钟树使能对应功能单元的工作频率，配置TIMx定时器产生周期性的PWM波形用于调制电动机功率输入水平，同时设定NVIC优先级分组参数以保障实时响应特性良好表现。 ```c // 配置 TIM2 为 PWM 输出模式 void TIM_Config(void){ GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure; TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseStructure; TIM_OCInitTypeDef TIM_OCInitStructure; RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM2, ENABLE); // ...其他必要的初始化操作... } ``` ##### 中断服务程序 Systick定时器被用来触发固定间隔下的数据采集过程，在此期间会执行如下任务： - 获取当前时刻左右两侧轮子各自累计走过的距离； - 计算瞬时线速度v(t)=Δd/Δt 和角加速度ω=(vr-vl)/b (其中 b 表示轴距长度)； - 更新目标期望值r(k+1)，并通过PI(D)算法求解最优控制量u(k)[^4]。 ```c extern volatile uint8_t flag_systick; void SysTick_Handler(void){ if(flag_systick == SET){ GetEncoderCounts(); /* 从编码器获取最新计数值 */ CalculateSpeedAndAngle(); /* 基于上述结果推导出即时运动状态 */ AdjustMotorPower(); /* 应用PID运算得出的最佳驱动力矩 */ DisplayOnOLED(); /* 刷新显示屏上的各项指标 */ flag_systick = RESET; } } ``` ##### PID控制器逻辑 针对具体应用场景定制化构建比例积分微分环节公式，考虑到可能存在过冲现象或者振荡情况发生，则适当引入防风区机制防止过度校正造成不稳定因素影响整体性能发挥效果不佳等问题出现。 ```c float Compute_PID(float setpoint,float measured_value){ static float last_error=0.0f,integral_sum=0.0f; const float Kp=1.2,Ki=0.001,Kd=0.5; float error=setpoint-measured_value; integral_sum+=error*Ki; float derivative=(error-last_error)*Kd; last_error=error; return(Kp*error)+integral_sum+derivative; } ``` #### 结论 综上所述，本案例展示了如何借助STM32平台搭建一套完整的机器人底盘自动化行驶解决方案——即依靠内置ADC采样电路配合外部辅助传感装置共同作用下达成精准轨迹跟踪目的的同时还能够灵活应对复杂多变的实际路况环境挑战[^3]。

的信号，你有什么建议吗？ 针对这个问题，您需要先了解编码器的工作原理以及STM32的定时器硬件模块。然后，您可以使用STM32的定时器模块捕获编码器AB两相信号的脉冲数量，进而计算出编码器的位置以及速度。在具体实现时，您可以使用STM32的CubeMX来生成工程代码，并根据具体需求对代码进行修改。同时，您需要注意编码器的信号处理和STM32的定时器配置，保证数据的准确性和稳定性。