请给出用STM32F103ZET6实现TB6612驱动编码器电机mg310的占空比与角度转换的函数代码，要求不使用pid算法

<think>我们使用STM32F103ZET6的定时器（TIM）来产生PWM信号控制TB6612驱动模块，从而驱动MG310编码器电机。同时，我们使用定时器的编码器模式来读取编码器的脉冲数，进而计算电机的旋转角度。 注意：不使用PID算法，我们直接通过占空比控制电机速度，然后通过编码器反馈计算角度。 步骤： 1. 配置定时器（如TIM3）为PWM输出模式，用于产生控制电机的PWM信号。 2. 配置另一个定时器（如TIM2）为编码器模式，用于读取编码器信号。 3. 编写函数将编码器计数值转换为角度。 4. 编写函数设置PWM占空比。 假设： - 我们使用TIM3的通道1（PA6）和通道2（PA7）来控制TB6612的AIN1和AIN2（控制电机方向）。 - 使用TIM2的通道1（PA0）和通道2（PA1）来读取编码器的A相和B相信号。 - 编码器电机为MG310，其编码器每转一圈产生N个脉冲（具体值需查看电机手册，假设为13线，则每转13*4=52个脉冲，因为4倍频）。 代码结构： 一、PWM初始化（以TIM3为例） 二、编码器模式初始化（以TIM2为例） 三、占空比设置函数 四、角度转换函数（读取编码器计数值并转换为角度） 注意：由于不使用PID，我们直接设置占空比，然后通过编码器反馈计算角度，但这里不涉及闭环控制。 代码示例（使用HAL库）：</think>### STM32F103ZET6驱动编码器电机的占空比与角度转换实现 #### 1. 硬件连接配置 - **TB6612引脚连接**： - `AIN1/AIN2` → 控制电机方向 → STM32 GPIO - `PWMA/PWMB` → PWM输入 → STM32定时器通道 - **MG310编码器输出**： - `A相/B相` → 正交编码器信号 → STM32定时器编码器接口 - **STM32资源分配**： - `TIM3`：PWM输出（通道1/2） - `TIM4`：编码器接口模式（通道1/2） #### 2. 关键参数计算 1. **编码器分辨率**： - MG310编码器每转脉冲数 $P = 13$（线数）$ \times 4 = 52$（4倍频） - 角度转换公式：$ \theta = \frac{\text{CNT} \times 360}{P} $（度）[^1] 2. **PWM占空比转换**： - 占空比 $D = \frac{\text{CCR}}{\text{ARR}} \times 100\% $ - 其中ARR为自动重装载值（如1000） #### 3. 核心代码实现 ```c // 1. PWM初始化 (TIM3) void PWM_Init(void) { TIM_HandleTypeDef htim3; htim3.Instance = TIM3; htim3.Init.Prescaler = 71; // 72MHz/(71+1)=1MHz htim3.Init.CounterMode = TIM_COUNTERMODE_UP; htim3.Init.Period = 1000 - 1; // ARR=1000 → 1kHz PWM htim3.Init.ClockDivision = TIM_CLOCKDIVISION_DIV1; HAL_TIM_PWM_Init(&htim3); TIM_OC_InitTypeDef sConfigOC = {0}; sConfigOC.OCMode = TIM_OCMODE_PWM1; sConfigOC.Pulse = 0; // 初始占空比0% sConfigOC.OCPolarity = TIM_OCPOLARITY_HIGH; HAL_TIM_PWM_ConfigChannel(&htim3, &sConfigOC, TIM_CHANNEL_1); HAL_TIM_PWM_ConfigChannel(&htim3, &sConfigOC, TIM_CHANNEL_2); HAL_TIM_PWM_Start(&htim3, TIM_CHANNEL_1); HAL_TIM_PWM_Start(&htim3, TIM_CHANNEL_2); } // 2. 编码器初始化 (TIM4) void Encoder_Init(void) { TIM_Encoder_InitTypeDef encoder = {0}; TIM_HandleTypeDef htim4; htim4.Instance = TIM4; htim4.Init.Period = 65535; // 16位计数器 encoder.EncoderMode = TIM_ENCODERMODE_TI12; // 正交模式 encoder.IC1Filter = 0x0F; encoder.IC1Polarity = TIM_ICPOLARITY_RISING; encoder.IC2Polarity = TIM_ICPOLARITY_RISING; HAL_TIM_Encoder_Init(&htim4, &encoder); HAL_TIM_Encoder_Start(&htim4, TIM_CHANNEL_ALL); } // 3. 设置占空比函数 void Set_DutyCycle(uint8_t duty, uint8_t direction) { uint16_t ccr = duty * 10; // 占空比0-100% → CCR值0-1000 if(direction == FORWARD) { __HAL_TIM_SET_COMPARE(&htim3, TIM_CHANNEL_1, ccr); __HAL_TIM_SET_COMPARE(&htim3, TIM_CHANNEL_2, 0); } else { // REVERSE __HAL_TIM_SET_COMPARE(&htim3, TIM_CHANNEL_1, 0); __HAL_TIM_SET_COMPARE(&htim3, TIM_CHANNEL_2, ccr); } } // 4. 获取角度函数 float Get_MotorAngle(void) { int16_t cnt = (int16_t)TIM4->CNT; // 读取编码器计数值 TIM4->CNT = 0; // 重置计数器 const float PULSE_PER_REV = 52.0; // 编码器每转脉冲数 return (cnt * 360.0) / PULSE_PER_REV; // 角度计算公式 } ``` #### 4. 使用示例 ```c int main(void) { HAL_Init(); PWM_Init(); Encoder_Init(); Set_DutyCycle(70, FORWARD); // 70%占空比正转 HAL_Delay(1000); float angle = Get_MotorAngle(); printf("旋转角度: %.2f°\n", angle); while(1); } ``` #### 注意事项 1. **编码器方向处理**： - 计数器值可正可负，表示旋转方向 - 角度计算时保留符号可判断方向 2. **占空比精度**： - ARR=1000时占空比分辨率0.1% - 需根据电机响应调整最小有效占空比 3. **抗抖动处理**： - 配置输入滤波器（如示例中的IC1Filter） - 软件可添加移动平均滤波 [^1]: 基于正交编码器4倍频计数原理，角度转换公式为 $ \theta = \frac{360 \times \text{CNT}}{4 \times N} $，其中 $N$ 为编码器线数。