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STM8单片机直流电机伺服控制设计程序

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ID:860145 发表于 2020-12-15 09:37 | 显示全部楼层 |阅读模式
有需要的可以直接下载
51hei.png
单片机源程序如下:
  1. //#include "iostm8s103k3.h"
  2. #include "iostm8s207r8.h"



  6. //STM8S207单片机; 连上仿真器后，ST-LINK-->Option Bytes: AFR5，右键-->Alternate Active,使PB0/PB1/PB2为PWM输出端口功能。
  7. //下载运行后，View-->Livewatch，观察PID控制参数的变化，观察LED1的亮度；
  8. //TIM2中断作为计时时间；PE0作为外中断输入;把外部频率信号与PE0连接，进行脉冲计数（频率测量）

  10. //开发板上用杜邦线把PB0与PD5连接起来；
  11. //单片机PC1（PWM输出）与焊的电路板PC1端子连接；电机编码器转速信号（黄线）与单片机PE0连接；
  12. //电机编码器供电正极（蓝线）接+5V；电机编码器供电负极（黑线）接GND；
  13. //电机本身供电正极（红线）接+12V，电机本身供电负极（白线）接焊的电路板的P1排针的第3脚（功率三极管集电极），
  14. //焊的电路板接线参考《直流电机PWM调速电路图》

  16. unsigned long   pulsecount=0;
  17. unsigned long   frequency=0;   
  18. static const unsigned int ArrPwmVal = 16000; //PWM信号周期:1ms, 1KHz
  19. int    pwmvalue=8000;                          //pwm1value取值范围0~16000；
  20. float  Kp=10,Ki=0.1,Kd=0;                      //PID参数
  21. float  set_velocity=1000.0, sample_velocity=0;
  22. float  PIDoutvalue=0;                          //PID运算输出值
  23. int    duty=0;                                 //PWM波占空比

  25. void Delay1ms(unsigned int c )                //1ms延迟函数                  
  26. {
  27.     unsigned int i;
  28.    
  29.     while(c--!=0)                             //一个while循环占用3个机器周期
  30.         for(i=0;i<3000;i++);                   //一条for循环占用4个机器周期
  31. }

  33. void InitLED(void)
  34. {
  35.     PD_DDR|=0x60;  //设置PD5、PD6为输出模式
  36.     PD_CR1|=0x60;  //设置PD5、PD6为推挽输出
  37. }


  40. //1KHZ PWM频率；//上桥臂PWM---PC1\PC2\PC3；下桥臂PWM---PB0\PB1\PB2
  41. void InitTIM1_PWM(void)  //16 位高级控制定时器(TIM1)；定时器16MHz基准; 只使用了CC1P通道
  42. {
  43.                    //分频,1分频; 计数器的时钟频率(fCK_CNT)等于fCK_PSC/( PSCR[15:0]+1)
  44.     TIM1_PSCRH=0;  //预分频器高8位(TIM1_PSCRH)
  45.     TIM1_PSCRL=0;  //预分频器低8位(TIM1_PSCRL)
  46.      
  47.     TIM1_ARRH=ArrPwmVal/256;
  48.     TIM1_ARRL=ArrPwmVal%256;
  49.    
  50.     TIM1_CR1 = 0x04;   //DIR0:向上计数；URS=1：寄存器被更新时，产生更新中断
  51.     TIM1_CCMR1 = 0x60; //PWM1模式，禁止预装载
  52.    
  53.     TIM1_CCER1=0x01;   //CH1通道输出PWM使能，高电平有效

  55.     TIM1_BKR|=0x80;    //使能PWM输出 //0x80;使能OC和OCN输出;MOE: 主输出使能
  56.    
  57.            
  58.     TIM1_CR1 |= 0x01;  //使能定时计数器
  59. }


  62. void TIM2_Init(unsigned int psc,unsigned int arr)  //psc  分频系数  arr  计数值
  63. {
  64.     TIM2_CR1 = 0x00;       //向上计数   中断继续计数   关闭计数器
  65.     TIM2_IER = 0x01;       //UIE=1:允许更新中断
  66.     TIM2_PSCR = psc;       //fMASTER/2^psc;
  67.     TIM2_ARRH = arr/256;
  68.     TIM2_ARRL = arr%256;
  69.     TIM2_CR1 |=0x01;       //开始计数
  70.   
  71. }

  73. void InitEXTI(void)  //PE0作为外中断输入
  74. {                     //PEx对应EXTI4_IRQHandler
  75.     EXTI_CR2=0x02;   //PE端口下降沿触发中断
  76.     PE_DDR&=0xFE;    //PE0为输入模式
  77.     PE_CR1|=0x01;    //PE0上拉
  78.     PE_CR2|=0x01;    //PE0使能外部中断
  79. }

  81. /**************************************************************************
  82. 函数功能：位置式PID控制器
  83. 入口参数：编码器测量位置信息，目标位置
  84. 返回  值：sum
  85. 根据位置式离散PID公式
  86. pwm=Kp*e(k)+Ki*∑e(k)+Kd[e（k）-e(k-1)]
  87. e(k)代表本次偏差
  88. e(k-1)代表上一次的偏差  
  89. ∑e(k)代表e(k)以及之前的偏差的累积和;
  90. pwm代表输出
  91. **************************************************************************/
  92. float Position_PID (float set_value,float feedback_value)
  93. {        
  94.      static float error,sum,Integral_part,pre_error;
  95.    
  96.      error=set_value-feedback_value;                       //计算偏差
  97.      Integral_part+=error;                                       //求出偏差的积分
  98.      if(Integral_part>15000) Integral_part=15000;
  99.      if(Integral_part<0) Integral_part=0;
  100.      sum=Kp*error+Ki*Integral_part+Kd*(error-pre_error);   //位置式PID控制器
  101.      pre_error=error;                                      //保存上一次偏差
  102.    
  103.      if(sum<0)
  104.        sum=0;
  105.      
  106.      PIDoutvalue=sum;
  107.       
  108.      return sum;                                           //增量输出
  109. }



  113. void main( void )
  114. {
  115.     CLK_CKDIVR=0x00;      //HSI不分频，主时钟16M  
  116.    
  117.     InitLED();
  118.     InitTIM1_PWM();
  119.     InitEXTI();
  120.    
  121.     asm("sim");          //disable all interrupt  EA=0;
  122.     TIM2_Init(8,62499);  // 定时器2中断周期: 2^8/16M *62500=1s;  
  123.     asm("rim");          //开中断
  124.    
  125.     frequency=0;
  126.    
  127.     while(1)
  128.     {   
  129.         sample_velocity=frequency;
  130.       //  pwmvalue=(int)Position_PID(set_velocity,sample_velocity);
  131.         
  132.         if(pwmvalue<0)
  133.             pwmvalue=0;
  134.         if(pwmvalue>15900)
  135.             pwmvalue=15900;         //PWM限幅
  136.       
  137.            
  138.         TIM1_CCR1H = pwmvalue/256;  //PWM1通道占空比寄存器赋值
  139.         TIM1_CCR1L = pwmvalue%256;
  140.         
  141.         duty=pwmvalue/160;          //占空比duty=pwmvalue/16000 *100%;
  142.         
  143.         Delay1ms(10);               //转速闭环控制周期：10ms;

  145.     }

  147. }



  151. #pragma vector=0x09   // 9:  EXTI4  端口E外部中断
  152. __interrupt void EXTI4_IRQHandler(void) //PE
  153. {
  154.     pulsecount++;
  155. }

  157. #pragma vector=15
  158. __interrupt void TIM2_OVER_INT(void)
  159. {
  160.     TIM2_SR1 = 0x00;
  161.    
  162.     frequency=pulsecount;   //电机旋转1周输出6个脉冲
  163.     pulsecount=0;
  164.    
  165.     PD_ODR ^=0x60;            //PD5、PD6闪烁
  166.    
  167. }
复制代码
  1. //#include "iostm8s103k3.h"
  2. #include "iostm8s207r8.h"



  6. //207单片机; 连上仿真器后，ST-LINK-->Option Bytes: AFR5，右键-->Alternate Active,使PB0/PB1/PB2为PWM输出端口功能。
  7. //16KHZ PWM频率
  8. //上桥臂PWM---PC1\PC2\PC3
  9. //下桥臂PWM---PB0\PB1\PB2
  10. //用杜邦线把PB0与PD5连接起来；先下载程序，再连线;
  11. //下载运行后，View-->Livewatch，改变pwmvalue1的值，改变PWM1占空比，观察LED1的亮度；

  13. static const unsigned int ArrPwmVal = 1000; //PWM信号周期; 1000
  14. unsigned int pwm1value=500;


  17. void InitTIM1_PWM(void)  //16 位高级控制定时器(TIM1)；1us定时器时钟基准
  18. {
  19.                    //分频,1分频; 计数器的时钟频率(fCK_CNT)等于fCK_PSC/( PSCR[15:0]+1)
  20.     TIM1_PSCRH=0;  //预分频器高8位(TIM1_PSCRH)
  21.     TIM1_PSCRL=15;  //预分频器低8位(TIM1_PSCRL)
  22.      
  23.     TIM1_ARRH=ArrPwmVal/256;
  24.     TIM1_ARRL=ArrPwmVal%256;
  25.    
  26.     TIM1_CR1 = 0x04;   //DIR0:向上计数；URS=1：寄存器被更新时，产生更新中断
  27.     TIM1_CCMR1 = 0x60; //PWM1模式，禁止预装载
  28.    
  29.     TIM1_CCER1=0x05;   //CH1、CH2通道输出PWM使能，高电平有效

  31.     TIM1_BKR|=0x80;    //使能PWM输出 //0x80;使能OC和OCN输出;MOE: 主输出使能
  32.     TIM1_DTR=16;       //死区62.5ns*16=1us
  33.    
  34.            
  35.     TIM1_CR1 |= 0x01;  //使能定时计数器
  36. }




  41. void main( void )
  42. {
  43.   
  44.   CLK_CKDIVR=0x00;//HSI不分频，主时钟16M  
  45.   InitTIM1_PWM();
  46.   
  47.   while(1)
  48.   {
  49.       TIM1_CCR1H = pwm1value/256;  //PWM1通道占空比10%
  50.       TIM1_CCR1L = pwm1value%256;     
  51.       
  52.   }

  54. }
复制代码
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