前言

主控板STM32F302R8+驱动板X-NUCLEO-IHM07M1+直流减速电机37GB3530，实现直流电机的电流闭环控制。
直流有刷电机电流采集请阅读此章节：
直流有刷电机电流采集基于STM32F302R8+X-NUCLEO-IHM07M1

PID算法请阅读此章节：
直流有刷电机闭环调速基于STM32F302R8+X-NUCLEO-IHM07M1

一、STM32F302R8+X-NUCLEO-IHM07M1直流电机的电流闭环控制

1.1.功能需求

实现直流减速电机37GB3530电流闭环控制

1.2.硬件设计

控制板：STM32F302R8
驱动板：X-NUCLEO-IHM07M1
直流电机：37GB3530，额定功率10W，额定电压12V，额定电流0.3A，
在这里插入图片描述

1.3.软件设计

1.3.1.底层配置

1、RCC设置为外部时钟，72MHz
2、PC13设置为输入，无上下拉电阻；PC10，PC11设置为输出，无上下拉电阻，高速，初值为0；PB13设置为输出，下拉电阻，高速，初值为0
3、PA8设置为TIM1_CH1，PA9设置为TIM1_CH2；TIM1时钟源设置为内部时钟，两通道均设置为PWM输出；TIM1时钟分频值设置为36-1，向上计数，ARR设置为100-1，PWM输出的周期为1/（72000000/36）100=510^-5s，也即20KHz，其余值保持默认即可
4、PC1设置为ADC1_IN7；单通道采集，ADC1采用异步时钟4分频，12位数据位，右对齐，连续转换模式使能，DMA请求使能，采样时间设置为19.5个周期，并进行DMA设置；
5、使能TIM6，TIM6时钟分频值设置为72-1，向上计数，ARR设置为1000-1；使能TIM6中断，中断优先级设置为1,0
6、USART2设置为异步；波特率115200，8位数据位，1位停止位，无奇偶检验位
7、IDE设置为Keil，在Keil环境中进行应用层编程
具体底层配置阅读此章节：

1.3.2.应用层开发

主函数：

int main(void)
{
  /* USER CODE BEGIN 1 */
  uint8_t count=0;
  /* USER CODE END 1 */

  /* MCU Configuration--------------------------------------------------------*/

  /* Reset of all peripherals, Initializes the Flash interface and the Systick. */
  HAL_Init();

  /* USER CODE BEGIN Init */

  /* USER CODE END Init */

  /* Configure the system clock */
  SystemClock_Config();

  /* USER CODE BEGIN SysInit */

  /* USER CODE END SysInit */

  /* Initialize all configured peripherals */
  MX_GPIO_Init();
  MX_DMA_Init();
  MX_ADC1_Init();
  MX_TIM1_Init();
  MX_USART2_UART_Init();
  MX_TIM6_Init();
  /* USER CODE BEGIN 2 */
  //桥臂1和桥臂2使能
  HAL_GPIO_WritePin(GPIOC, EN1_Pin, GPIO_PIN_SET);
  HAL_GPIO_WritePin(GPIOC, EN2_Pin, GPIO_PIN_SET);
  
  //PWM通道使能
  HAL_TIM_PWM_Start(&htim1,TIM_CHANNEL_1);
  HAL_TIM_PWM_Start(&htim1,TIM_CHANNEL_2);
  
  //开启ADC采集
  HAL_ADC_Start_DMA(&hadc1,(uint32_t*)Get_ADC,1000);
  
  //使能TIM6中断,及中断标志位清除
  HAL_TIM_Base_Start_IT(&htim6);
  __HAL_TIM_CLEAR_IT(&htim6,TIM_IT_UPDATE);
  
  //初始化PID
  pid_init();
  
  //初始化上位机
  debug_init();
  
  

  /* USER CODE END 2 */

  /* Infinite loop */
  /* USER CODE BEGIN WHILE */
  while (1)
  {
    /* USER CODE END WHILE */

    /* USER CODE BEGIN 3 */
	  if(KEY_Scany(KEY_GPIO_Port,KEY_Pin)==1)
	  {
		  g_current_pid.SetPoint+=5;;
		  if(g_current_pid.SetPoint>=30)
			  g_current_pid.SetPoint=30;
	  }
	  
	  HAL_Delay(10);
	  if(count%50==0)
	  {
		  HAL_GPIO_TogglePin(LED_GPIO_Port, LED_Pin);
		  debug_send_wave_data(1,Get_Current);
		  debug_send_wave_data(2,Get_ADC_Val);
		  debug_send_wave_data(3,g_current_pid.SetPoint);
  
		  count=0;
	  }
	  count++;
  }
  /* USER CODE END 3 */
}

按键扫描函数：

/* USER CODE BEGIN 2 */
uint8_t KEY_Scany(GPIO_TypeDef* GPIOx, uint16_t GPIO_Pin)
{
	if(HAL_GPIO_ReadPin(GPIOx, GPIO_Pin)==0)
	{
		while(HAL_GPIO_ReadPin(GPIOx, GPIO_Pin)==0);
		return 1;
	}
	else
		return 0;
}
/* USER CODE END 2 */

中断函数：

/* USER CODE BEGIN 1 */
void HAL_ADC_ConvCpltCallback(ADC_HandleTypeDef* hadc)
{
	uint32_t temp=0;
	int i;
	HAL_ADC_Stop_DMA(hadc);  //停止ADC采集，计算采集电流
	
	for(i=0;i<1000;i++)      //采集1000次取平均
	{
		temp+=Get_ADC[i];
	}
	
	temp/=1000;
	
	Get_ADC_Val=temp;
	
	Get_Current=(float)(Get_ADC_Val*(float)(3.3f/4.096f/0.99f));  //计算电流值
	
    HAL_ADC_Start_DMA(&hadc1,(uint32_t*)Get_ADC,1000);	//开启ADC采集
}

void HAL_TIM_PeriodElapsedCallback(TIM_HandleTypeDef *htim) //进行电流闭环
{
	static uint8_t count=0;
	int Duty_c=0;
	
	if(count%SMAPLSE_PID_SPEED==0)  //50ms更新一次PID
	{
		Duty_c=increment_pid_ctrl(&g_current_pid,Get_Current); 
		Duty=Duty*0.5+Duty_c*0.5;  //一阶滤波
		
		if(Duty>=100)
		{
			Duty=100;
		}
		else if(Duty<=0)
		{
			Duty=0;
		}
		
		TIM1->CCR1=Duty;
		count=0;
	}
	count++;	
}
/* USER CODE END 1 */

PID函数：
注：PID函数直接参考正点原子函数

int32_t increment_pid_ctrl(PID_TypeDef *PID,float Feedback_value)
{
    PID->Error = (float)(PID->SetPoint - Feedback_value);                   /* 计算偏差 */
    
#if  INCR_LOCT_SELECT                                                       /* 增量式PID */
    
    PID->ActualValue += (PID->Proportion * (PID->Error - PID->LastError))                          /* 比例环节 */
                        + (PID->Integral * PID->Error)                                             /* 积分环节 */
                        + (PID->Derivative * (PID->Error - 2 * PID->LastError + PID->PrevError));  /* 微分环节 */
    
    PID->PrevError = PID->LastError;                                        /* 存储偏差，用于下次计算 */
    PID->LastError = PID->Error;
    
#else                                                                       /* 位置式PID */
    
    PID->SumError += PID->Error;
    PID->ActualValue = (PID->Proportion * PID->Error)                       /* 比例环节 */
                       + (PID->Integral * PID->SumError)                    /* 积分环节 */
                       + (PID->Derivative * (PID->Error - PID->LastError)); /* 微分环节 */
    PID->LastError = PID->Error;
    
#endif
    return ((int32_t)(PID->ActualValue));                                   /* 返回计算后输出的数值 */
}