stm32HAL库平衡小车代码

STM32 HAL库是一种由ST官方提供的高级API集合，用于简化开发者对STM32微控制器的操作。基于HAL库编写平衡小车代码需要综合考虑硬件控制、传感器数据处理以及控制系统算法。 ### 平衡小车的核心组成部分： 1. **主控芯片**：如STM32系列单片机。 2. **电机驱动模块**：通过PWM信号调节直流无刷电机的速度和方向。 3. **姿态检测单元**（IMU）：如MPU6050等六轴陀螺仪加速度计，提供角度信息。 4. **PID控制器**：实时调整车身倾斜角到目标值。 以下是简单的步骤描述： #### 步骤一 初始化系统 ```c // 系统时钟初始化 void SystemClock_Config(void) { // 配置PLL等设置... } int main() { HAL_Init(); // 基本外设初始化 (SysTick, NVIC...) SystemClock_Config(); MX_GPIO_Init(); // GPIO配置 MX_TIMx_PWM_Init(); // PWM定时器配置 MX_SPIx_MPU6050_Init(); // MPU6050通信SPI/I2C初始化 while(1){ ControlLoop(); // 主循环内运行控制逻辑 } } ``` #### 步骤二 获取姿态数据并滤波 利用卡尔曼滤波或其他方法融合加速度计与陀螺仪读数得到准确的角度反馈。 ```c float GetAngleFromSensor(){ float gyroData = ReadGyroValue(); // 从陀螺仪获取瞬时角速率变化量 static float lastTime=0; long currentTime = HAL_GetTick(); return FilteredAngle(gyroData*(currentTime - lastTime)/1000); } ``` #### 步骤三 PID 控制算法计算输出 设定期望倾角 `target_angle` 和当前实际测量倾角 `current_angle`, 计算误差并通过比例积分微分运算生成新的占空比命令发送给电机。 ```c #define KP 8.0f #define KI 0.2f #define KD 1.5f typedef struct{ float error_sum; float previous_error; }PidState; float ComputePwm(PidState* pid_state,float target_angle, float current_angle){ float e = target_angle - current_angle; pid_state->error_sum +=e; float de_dt = e-pid_state->previous_error; pid_state->previous_error=e; return(KP*e +KI*pid_state->error_sum+KD*de_dt); // 返回调整后的PWM数值 } ``` 将以上组件整合即可完成基本功能设计！