动量轮平衡自行车(四)——STM32CubeIDE驱动无刷电机
DIY攻城狮
2023年02月09日 12:42
收录于文集
共5篇

背景

        本文用于记录平衡自行车的制作过程,及制作中遇到的问题;总体方案如下:采用采用STM32F103C8T6作为主控单元、MPU-6050作为位姿采集单元、0.96寸OLED显示位姿、无刷电机带动动量轮调节小车平衡、1S锂电池配合5V和12V升压模块作为电源、蓝牙模块用于无线控制及调试、SG90舵机用于控制行驶方向。

    业余爱好,水平有限,请多多指教,附上无数电机调试工程资料连接和平衡小车全部资料

    链接:https://pan.baidu.com/s/1jtqiMjSJkpB8b31BLWQytg 

    提取码:1992 


无刷电机简介

        我用的无刷电机是在TB上淘的便宜货,小日本万宝至无刷电机,内置驱动,带100线双通道编码器,12V-24V的电压下均可运行。

无刷电机驱动

        在上一篇专栏建立工程()的基础上,使用外部中断测量电机转速,使用定时器3产生PWM信号控制电机转速,从而实现电机的闭环控制。

1、STM32外部中断配合编码器测速

将编码器A相与PA3连接,B相与PA4连接,并且连接编码器VCC、GND。

在mian.c文件中重新定义外部中断回调函数:

代码块
JavaScript
自动换行
复制代码
/* USER CODE BEGIN PV */
int32_t counterA = 0;
//重定义外部中断函数
/**
  * @brief  EXTI line detection callbacks.
  * @param  GPIO_Pin: Specifies the pins connected EXTI line
  * @retval None
  */
void HAL_GPIO_EXTI_Callback(uint16_t GPIO_Pin)
{
   if(HAL_GPIO_ReadPin(GPIOA, GPIO_PIN_4) == RESET)//检测编码器B相的电平,判断编码器转向
   	counterA +=1;
   else
   	counterA -=1;
}
/* USER CODE END PV */
复制成功

在mian()函数while循环中增加在OLED中显示编码器运动状态的相关代码:

代码块
JavaScript
自动换行
复制代码
   /* **********显示编码器数值*********** */   sprintf(buffer, "%d", counterA);//int32_t转换成char[]   OLED_ShowStr(10,7,"Encoder:",1);   OLED_ShowStr(60,7,"        ",1);   OLED_ShowStr(60,7,buffer,1);
复制成功

最终演示效果如下:

2、STM32定时器PWM控制电机转速

在mian()函数增加下列代码,打开定时器3,并设置初始占空比为1(此时为PWM输出为高电平)

代码块
JavaScript
自动换行
复制代码
  //启动定时器3的通道1,控制无刷电机
  HAL_TIM_PWM_Start(&htim3, TIM_CHANNEL_1);
  //设置通道1的占空比,无刷电机0~1200
  __HAL_TIM_SetCompare(&htim3, TIM_CHANNEL_1,1200);
复制成功

在mian()函数while循环中增加下列代码,是PWM占空比由1-0逐渐下降

代码块
JavaScript
自动换行
复制代码
	  /* **********调试无刷电机转速*********** */
	  static uint16_t brushless1 = 1200;
	  __HAL_TIM_SetCompare(&htim3, TIM_CHANNEL_1,brushless1);
	  brushless1 -=5;
	  if(brushless1<=0) brushless1 = 1200;

	  sprintf(buffer, "%d", brushless1);//int32_t转换成char[]
	  OLED_ShowStr(10,7,"BMoter:",1);
	  OLED_ShowStr(60,7,"        ",1);
	  OLED_ShowStr(60,7,buffer,1);
复制成功

通过测量PWM输出引脚的电压变化,大致判断PWM输出是否正常,如下所示:

3、STM32F103C8T6引脚、外部中断、定时器3配置如下:

设置PA3引脚为GPIO_EXTI3;PA4引脚为GPIO_INPUT;

打开外部中断3

设置外部中断引脚PA3为上拉,触发模式:上升沿触发

设置引脚PA4为上拉

设置定时器3通道1位PWM输出模式,PWM频率位20kHz(计算方式参考()),初始占空比为1000。

    业余爱好,水平有限,请多多指教,附上无数电机调试工程资料连接和平衡小车全部资料

    链接:https://pan.baidu.com/s/1jtqiMjSJkpB8b31BLWQytg 

    提取码:1992