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2013年电赛倒立摆 STM32代码 高精度金属电位器 速度环+位置环PID控制

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楼主
ID:293035 发表于 2020-3-25 09:35 | 只看该作者 |只看大图 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
2013年全国电子设计竞赛倒立摆代码  STM32 + 高精度金属电位器  速度环+位置环PID控制

制作出来的实物图如下：


单片机源程序如下:
  1. #include "sys.h"
  2. #include "delay.h"
  3. #include "usart.h"
  4. #include "led.h"
  5. #include "lcd.h"
  6. #include "remote.h"
  7. #include "motor.h"
  8. #include "pwm.h"
  9. #include "timer.h"
  10. #include "math.h"
  11. #include "key.h"
  12. #include "adc.h"


  15. void LCD_Display(void);
  16. float Volt_To_Angle(float volt);
  17. void Start_Action(void);
  18. void Q_1(void);
  19. void Q_2(void);
  20. void Q_3(void);
  21. void Q_4(void);
  22. void Q_5(void);
  23. void Q_6(void);


  26. extern u8  TIM5CH1_CAPTURE_STA;                //输入捕获状态                                                   
  27. extern u32        Frequency;        //输入捕获值  
  28. extern float Period;
  29. extern u8 Motor_Flag; //Motor_flag = 0;反转   = 1时正转
  30. extern u32 pwm_count;
  31. u32 adc1;
  32. int pwm = 1500;
  33. float Err_Angle,Angle,Angle_Last,Err_Angle_Sum,Err_Angle_Last,volt1;
  34. float Kp=30,Ki,Kd;
  35. float Aim_Angle;
  36. float R_x,adc2;
  37. u8 count; //记录第一次情况
  38. u8 mode = 1;//电机正反转标志
  39. int main(void)
  40. {
  41.         u8 key;
  42.         u8 t=0;        
  43.         u8 *str=0;
  44.         NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);//设置系统中断优先级分组2
  45.         delay_init(168);  //初始化延时函数
  46.         delay_ms(1000);
  47.         delay_ms(1000);
  48.         uart_init(115200);                //初始化串口波特率为115200
  49.         KEY_Init();        
  50.         Motor_Init();           //电机初始化
  51.         Adc_Init();             //adc初始化
  52.         TIM3_Init(100-1,8400-1);         //50HZ  每20ms进入一次中断
  53.         TIM14_PWM_Init(5000-1,21-1);
  54.         TIM5_CH1_Cap_Init();
  55.         
  56.         //LED_Init();                                        //初始化LED
  57.          LCD_Init();
  58.          Remote_Init();                                //红外接收初始化               
  59.         
  60.          POINT_COLOR=RED;//设置字体为红色
  61.         LCD_ShowString(30,50,200,16,16,"Kp:");        
  62.         LCD_ShowString(30,70,200,16,16,"Ki:");        
  63.         LCD_ShowString(30,90,200,16,16,"Kd:");
  64.         LCD_ShowString(30,110,200,16,16,"PWM:");
  65.   LCD_ShowString(30,130,200,16,16,"volt1:");        
  66.   LCD_ShowString(30,150,200,16,16,"Angle:");        
  67.   LCD_ShowString(30,170,200,16,16,"Err_Angle:");        
  68.   LCD_ShowString(30,190,200,16,16,"PWM_Count:");        
  69.                                                                                                                                                                                                          
  70.         while(1)
  71.         {               
  72.                
  73.                 adc1=Get_Adc_Average(ADC_Channel_5,20);//获取通道5的转换值，20次取平均
  74.                
  75.                 adc2=(float)adc1*(3.3/4096);
  76.                
  77.                
  78.                 key = KEY_Scan(0);
  79.                 switch(key)
  80.                 {
  81.                   case 1: Kp += 5;break;
  82.                         case 2: Kp -= 5;break;
  83.                 }
  84.                 //Start_Action();
  85.     //Motor_Drive(0);
  86.                 //Q_2();
  87.                
  88.                 TIM_SetCompare1(TIM14,pwm);
  89.                
  90.                 Angle_Last = Angle;
  91.                 //printf("%d\t%5d\r\n",pwm_count,mode);
  92.                 /*
  93.                   if(Motor_Flag == 1)
  94.                         {
  95.                           printf("正转\r\n");
  96.                         }else
  97.                         printf("反转\r\n");
  98.                         //TIM5CH1_CAPTURE_STA=0;                             //开启下一次捕获
  99.                 */
  100.                         LCD_Display();  //显示参数
  101.                         delay_ms(1);
  102.                
  103.         }
  104. }
  105. u8 count1 = 0;

  107. void TIM3_IRQHandler()
  108. {
  109.     if (TIM_GetITStatus(TIM3, TIM_IT_Update)!=RESET)//判断是否是溢出中断
  110.                 {
  111.                         
  112.       /* 计算实际电压值（近似估算的），如需准确，请进行校准 */
  113.                         Aim_Angle = 276.0;
  114.                         //Kp = 30;
  115.                         Ki = 0;
  116.                         Kd = 800;
  117.                         printf("adc1 = %d\tadc2 = %f\r\n",adc1,adc2);
  118.                         
  119.                         Err_Angle = Aim_Angle-Angle;
  120.                         
  121.                         Err_Angle_Sum += Err_Angle;
  122.                         
  123.                         if(Err_Angle_Sum > 3000)  Err_Angle_Sum = 3000;
  124.                         if(Err_Angle_Sum <-3000)  Err_Angle_Sum =-3000;
  125.                         
  126.                         if(Angle >= 230 && Angle <= 340)
  127.                         {
  128.                                 if(Err_Angle > 0)
  129.                                 {
  130.                             pwm = 300 + Kp*Err_Angle + Ki*Err_Angle_Sum + Kd*(Err_Angle-Err_Angle_Last);
  131.                                 }else
  132.                                   pwm = -300 + Kp*Err_Angle + Ki*Err_Angle_Sum + Kd*(Err_Angle-Err_Angle_Last);
  133.                                 if(pwm > 4000)  pwm = 4000;
  134.                                 if(pwm <-4000)  pwm =-4000;
  135.                                 if(pwm > 0)     Motor_Drive(0);
  136.                                 if(pwm < 0)     Motor_Drive(1);
  137.                         
  138.                           pwm = abs(pwm);
  139.                         }
  140.                         else
  141.                         
  142.                                 Q_1();
  143.                         
  144.                         
  145.                         
  146.                         Err_Angle_Last = Err_Angle;
  147.                         
  148.       TIM_SetCompare1(TIM14,pwm);
  149.     }
  150.      TIM_ClearITPendingBit(TIM3,TIM_IT_Update);//清除溢出中断标志位
  151. }

  153. void Start_Action()
  154. {
  155.         if(count == 0)
  156.         {
  157.                 mode = 0;
  158.           Motor_Drive(mode);
  159.                 pwm = 1300;
  160.                 pwm_count = 0;
  161.         }
  162.         else
  163.         {
  164.           if(pwm_count >= 10)
  165.                 {
  166.                   pwm_count = 0;
  167.                         mode = ~mode;
  168.                         pwm = 1300 - 130*pwm_count;
  169.                         Motor_Drive(mode);
  170.                 }
  171.                 count = 1;
  172.         }
  173.         count++;
  174. }

  176. void Q_1()
  177. {
  178.   if(count == 0)
  179.         {
  180.           pwm = 1500;
  181.                 TIM_SetCompare1(TIM14,pwm);
  182.                 delay_ms(500);
  183.         }else
  184.         {
  185.           pwm = 2000;
  186.                 if(Angle >= 90)
  187.                 {
  188.                   if(Angle > Angle_Last)
  189.                         {
  190.                           Motor_Drive(1);
  191.                                 TIM_SetCompare1(TIM14,pwm);
  192.                         }
  193.                         else
  194.                         {
  195.                           Motor_Drive(0);
  196.                                 TIM_SetCompare1(TIM14,pwm);
  197.                         }
  198.                 }else
  199.                 {
  200.                   if(Angle > Angle_Last)
  201.                         {
  202.                           Motor_Drive(0);
  203.                                 TIM_SetCompare1(TIM14,pwm);
  204.                         }
  205.                         else
  206.                         {
  207.                           Motor_Drive(1);
  208.                                 TIM_SetCompare1(TIM14,pwm);
  209.                         }
  210.                 }
  211.                
  212.                 count = 1;
  213.         }
  214.   count++;
  215. }

  217. void Q_2()
  218. {
  219.   if(count == 0)
  220.         {
  221.           pwm = 4000;
  222.                 Motor_Drive(1);
  223.                 TIM_SetCompare1(TIM14,pwm);
  224.                 delay_ms(400);
  225.                 count = 1;
  226.         }
  227.         else if(count == 1)
  228.         {
  229.            pwm = 3000;
  230.                  count = 2;
  231.                  Motor_Drive(0);
  232.                  //Motor_Stop();
  233.                  TIM_SetCompare1(TIM14,pwm);
  234.                  delay_ms(200);
  235.         }
  236.         else
  237.         {
  238.           pwm = 0;
  239.                 count = 3;
  240.                 Motor_Stop();
  241.                 //delay_ms(1000);
  242.         }
  243.         
  244. }
  245. void LCD_Display(void)
  246. {
  247.   LCD_Showfloat(86,50,Kp,4,16);
  248.   LCD_Showfloat(86,70,Ki,4,16);
  249.         LCD_Showfloat(86,90,Kd,4,16);
  250.         LCD_ShowNum(86,110,pwm,4,16);        
  251.         LCD_Showfloat(86,130,volt1,4,16);
  252.         LCD_Showfloat(86,150,Angle,5,16);
  253.         LCD_Showfloat(86,170,Err_Angle,5,16);
  254.         LCD_ShowNum(86,190,pwm,3,16);
  255. }

  257. float Volt_To_Angle(float volt)
  258. {
  259.    R_x = 5100*volt / (4.10 - volt);
  260.          Angle = (R_x / 4860) * 360;
  261.         
  262.          return Angle;
  263. }
  264. /*
  265. key=Remote_Scan();        
  266.                 if(key)
  267.                 {         
  268.                         LCD_ShowNum(86,130,key,3,16);                //显示键值
  269.                         LCD_ShowNum(86,150,RmtCnt,3,16);        //显示按键次数                  
  270.                         switch(key)
  271.                         {
  272.                                 case 0:str="ERROR";break;                           
  273.                                 case 162:str="POWER";break;            
  274.                                 case 98:str="UP";break;            
  275.                                 case 2:str="PLAY";break;                 
  276.                                 case 226:str="ALIENTEK";break;                  
  277.                                 case 194:str="RIGHT";break;           
  278.                                 case 34:str="LEFT";break;                  
  279.                                 case 224:str="VOL-";break;                  
  280.                                 case 168:str="DOWN";break;                  
  281.                                 case 144:str="VOL+";break;                    
  282.                                 case 104:str="1";break;                  
  283.                                 case 152:str="2";break;           
  284.                                 case 176:str="3";break;            
  285.                                 case 48:str="4";break;                    
  286.                                 case 24:str="5";break;                    
  287.                                 case 122:str="6";break;                  
  288.                                 case 16:str="7";break;                                                                  
  289.                                 case 56:str="8";break;         
  290.                                 case 90:str="9";break;
  291.                                 case 66:str="0";break;
  292.                                 case 82:str="DELETE";break;                 
  293.                         }
  294.                         LCD_Fill(86,170,116+8*8,170+16,WHITE);        //清楚之前的显示
  295.                         LCD_ShowString(86,170,200,16,16,str);        //显示SYMBOL
  296.                 }else delay_ms(10);         
  297.                 t++;
  298.                 if(t==20)
  299.                 {
  300.                         t=0;
  301.                         LED0=!LED0;
  302.                 }
  303.                 */
  304.                
  305.                
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沙发
ID:758611 发表于 2020-8-11 19:40 | 只看该作者
这个感觉速度环没有加吧
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