stm32driver

stm32底盘电机驱动

一、功能

• 1、搭载FreeRTOS
• 2、不定长数据接收（IDLE+DMA）
• 3、I2C显示屏（电机参数）
• 4、增量式PI控制器（直流编码电机）

二、整体架构

• IO布置
  
• FreeRTOSHeapUsage
  
• 功能性初始化
  
• FreeRTOS运行时序
  

三、应用外设

• SystemCore
  • RCC
  • SYS
• Timers
  • TIM2
  • TIM3
  • TIM4
• Connectivity
  • I2C1
  • USART3
• Middleware
  • FREERTOS

四、详细说明

1、FreeRTOS

• freertos.c 只放出任务执行函数，其他内容请参考源码

void StartDefaultTask(void *argument)
{
  /* USER CODE BEGIN StartDefaultTask */
  /* Infinite loop */
  for(;;)
  {
    osDelay(1);
  }
  /* USER CODE END StartDefaultTask */
}

void StartTaskMotor(void *argument)
{
  /* USER CODE BEGIN StartTaskMotor */
  para_init();
  /* Infinite loop */
  for(;;)
  {
// TODO
    osDelay(10);
  }
  /* USER CODE END StartTaskMotor */
}

void StartTaskDisplay(void *argument)
{
  /* USER CODE BEGIN StartTaskDisplay */
  /* Infinite loop */
  for(;;)
  {
    // TODO
    osDelay(50);
  }
  /* USER CODE END StartTaskDisplay */
}

void StartTaskUsart(void *argument)
{
  /* USER CODE BEGIN StartTaskUsart */
  /* Infinite loop */
  for(;;)
  {
    // TODO
    osDelay(1);
  }
  /* USER CODE END StartTaskUsart */
}

2、不定长数据接收

• usart.c

/* USER CODE BEGIN 0 */
#if 1
struct __FILE{
    int handle;
};
FILE __stdout;
//定义_sys_exit()以避免使用半主机模式
void _sys_exit(int x){
  x = x;
}
//重定义fputc函数
int fputc(int ch, FILE *f){
  while((USART3->SR&0X40)==0);  // 循环发送,直到发送完成
  USART3->DR=(uint8_t)ch;
  return ch;
}
#endif
volatile uint8_t rx3_len = 0;  // 接收数据的长度
volatile uint8_t rec3_end_flag = 0;  // 数据接收完成标记
uint8_t rx3_buffer[BUFFER_SIZE] = {0};  // 接收数据缓存数组
/* USER CODE END 0 */

/* USER CODE BEGIN 1 */
void Usart3_IDLE(void) {  //USART的IDLE接收
  uint32_t tmp_flag = 0;
  uint32_t temp;
  tmp_flag = __HAL_UART_GET_FLAG(&huart3, UART_FLAG_IDLE);  // 获取IDLE标志
  if((tmp_flag != RESET)){  // idle标志
    __HAL_UART_CLEAR_IDLEFLAG(&huart3);  // 清除标志位
    HAL_UART_DMAStop(&huart3);  // 停止DMA传输
    temp  =  __HAL_DMA_GET_COUNTER(&hdma_usart3_rx);  // 获取DMA中未传输的数据个数
    rx3_len =  BUFFER_SIZE - temp;  // 总计数减去未传输的数据个数，得到已经接收的数据个数
    rec3_end_flag = 1;  // 接受完成标志位置1
  }
}
void DMA_Usart3_Send(uint8_t *buf,uint8_t len) {  // 串口发送封装
  if(HAL_UART_Transmit_DMA(&huart3,buf,len) != HAL_OK) {  // 判断是否发送正常，如果出现异常则进入异常中断函数
    Error_Handler();
  }
}
/* USER CODE END 1 */

• usart.h

/* USER CODE BEGIN Prototypes */
extern volatile uint8_t rx3_len;  // 接收数据的长度
extern volatile uint8_t rec3_end_flag; // 数据接收完成标志
extern uint8_t rx3_buffer[BUFFER_SIZE];  // 接收数据缓存数组
void DMA_Usart3_Send(uint8_t *buf,uint8_t len);  // 串口发送封装
void Usart3_IDLE(void);
/* USER CODE END Prototypes */

• stm32f1xx_it.c

/* USER CODE BEGIN Includes */
#include "usart.h"
/* USER CODE END Includes */

/* USER CODE BEGIN USART3_IRQn 0 */
Usart3_IDLE();
/* USER CODE END USART3_IRQn 0 */

• main.c

/* USER CODE BEGIN 2 */
  // Start usart3
  __HAL_UART_ENABLE_IT(&huart3, UART_IT_IDLE);
  HAL_UART_Receive_DMA(&huart3,rx3_buffer,BUFFER_SIZE);
  /* USER CODE END 2 */

• freertos.c

/* USER CODE BEGIN Header_StartTaskUsart */
/**
* @brief Function implementing the myTaskUsart thread.
* @param argument: Not used
* @retval None
*/
/* USER CODE END Header_StartTaskUsart */
void StartTaskUsart(void *argument)
{
  /* USER CODE BEGIN StartTaskUsart */
  /* Infinite loop */
  for(;;)
  {
    if(rec3_end_flag) {  //判断是否完成接收
      HAL_GPIO_TogglePin(LED_GPIO_Port, LED_Pin);  // DEBUG
      Usart3_Handle();
    }
    osDelay(1);
  }
  /* USER CODE END StartTaskUsart */
}

void Usart3_Handle() {  // USART处理函数
  user_API(rx3_buffer, rx3_len);  // 对数据进行分析

  rx3_len = 0;  // 清除计数
  rec3_end_flag = 0;  // 清除接收结束标志
  memset(rx3_buffer,0,rx3_len);
  HAL_UART_Receive_DMA(&huart3,rx3_buffer,BUFFER_SIZE);  // 重新打开DMA接收
}

3、I2C显示屏

• 此部分已被封装为 ./Core/Src/User/oled*
• freertos.c中的基本运行逻辑

void OLED_flash_data(){
  show_info(motorInfo[0].ENC, 1+8*6, 0);
  show_info(motorInfo[0].ADD, 1+8*6, 1);
  show_info(motorInfo[0].TGT, 1+8*6, 2);
  show_info(motorInfo[0].PWM, 1+8*6, 3);
  show_info(motorInfo[1].ENC, 1+8*6, 4);
  show_info(motorInfo[1].ADD, 1+8*6, 5);
  show_info(motorInfo[1].TGT, 1+8*6, 6);
  show_info(motorInfo[1].PWM, 1+8*6, 7);
}

4、增量式PI控制器

• 此部分已被封装为 ./Core/Src/User/motor*
• freertos.c中的基本运行逻辑

void StartTaskMotor(void *argument)
{
  /* USER CODE BEGIN StartTaskMotor */
  para_init();
  /* Infinite loop */
  for(;;)
  {
    check_ENC(&motorInfo[0], &motorInfo[1]);
//    plus_ADD(&motorInfo[0], &motorInfo[1]);
    incremental_PI_A(&motorInfo[0]);
    incremental_PI_B(&motorInfo[1]);
    range_PWM(&motorInfo[0], &motorInfo[1], 7000);
    set_PWM(&motorInfo[0], &motorInfo[1]);
    osDelay(10);
  }
  /* USER CODE END StartTaskMotor */
}

五、作为下位机使用

115200串口通讯格式[00+0+0]

• [0-100) = 总油门
• ws是否按下，w按下+1，s按下-1，不按+0，都按-0
• ad是否按下，a按下+1，d按下-1，不按+0，都按-0

六、项目地址

https://github.com/causehhc/stm32driver