計算機控制系統(tǒng)課程設(shè)計--直流伺服電機控制系統(tǒng)

1、<p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　1引言3</b></p><p>　　2單片機控制系統(tǒng)硬件組成3</p><p><b>　　2.1微控制器3</b></p><p>　　2.2電機驅(qū)動芯片4</p><p&g

2、t;　　2.3按鍵輸入和顯示模塊5</p><p>　　2.3.1按鍵輸入5</p><p>　　2.3.2顯示模塊5</p><p>　　2.4直流伺服電動機5</p><p>　　3.單片機控制系統(tǒng)軟件設(shè)計5</p><p><b>　　3.1主程序6</b></p>

3、<p>　　3.2鍵盤處理子程序7</p><p>　　4.控制系統(tǒng)原理圖及仿真7</p><p>　　4.1控制系統(tǒng)方框圖7</p><p>　　4.2控制系統(tǒng)電路原理圖8</p><p>　　5.Simulink組件對直流伺服控制系統(tǒng)的仿真8</p><p>　　5.1直流伺服電機數(shù)學(xué)模型8

4、</p><p>　　5.2系統(tǒng)Simulink模型及時域特性仿真9</p><p>　　5.2.1 Simulink建模及仿真9</p><p>　　5.2.2單位負(fù)反饋系統(tǒng)Simulink建模及仿真10</p><p>　　5.3 PID校正11</p><p>　　5.3.1 PID參數(shù)的湊試法確定11

5、</p><p>　　5.3.2比例控制器校正12</p><p>　　5.3.3比例積分控制器校正14</p><p>　　5.3.4 PID控制器校正16</p><p><b>　　5．小結(jié)19</b></p><p><b>　　引用文獻(xiàn)19</b><

6、/p><p><b>　　1引言</b></p><p>　　本設(shè)計的直流伺服電機控制系統(tǒng)是一個隨動控制系統(tǒng)。以STM32核心板為控制器，通過按鍵將設(shè)定值輸入到單片機，采用超聲波傳感器采集小車前方物體的距離，單片機對設(shè)定值與測量距離求差后輸出控制信號，雙BTN7971大電流H橋驅(qū)動伺服電機工作，進(jìn)而控制電機向著減小差值的方向轉(zhuǎn)動。同時單片機處理的數(shù)字信號通過LCD來顯示，

7、實時顯示超聲波傳感器的測量值。</p><p>　　另外本設(shè)計還利用了MATLAB軟件，利用Simulink構(gòu)造直流電機控制系統(tǒng)模型，通過對各個單元部件的參數(shù)進(jìn)行設(shè)定，進(jìn)而對直流伺服電機系統(tǒng)控制進(jìn)行仿真，就其仿真結(jié)果對系統(tǒng)進(jìn)行時域分析。</p><p>　　2單片機控制系統(tǒng)硬件組成</p><p>　　本系統(tǒng)是由一片單片機、矩陣式鍵盤、超聲波模塊HC-SR04、顯示

8、模塊和一輛帶有直流伺服電機的車模組成，另外通過Altinum Designer軟件進(jìn)行電路設(shè)計。</p><p><b>　　2.1微控制器</b></p><p>　　STM32系列基于專為要求高性能、低成本、低功耗的嵌入式應(yīng)用專門設(shè)計的ARMCortex-M3內(nèi)核。按性能分成兩個不同的系列：STM32F103“增強型”系列和STM32F101“基本型”系列。增強型

9、系列時鐘頻率達(dá)到72MHz，是同類產(chǎn)品中性能最高的產(chǎn)品；基本型時鐘頻率為36MHz，以16位產(chǎn)品的價格得到比16位產(chǎn)品大幅提升的性能，是16位產(chǎn)品用戶的最佳選擇。兩個系列都內(nèi)置32K到128K的閃存，不同的是SRAM的最大容量和外設(shè)接口的組合。時鐘頻率72MHz時，從閃存執(zhí)行代碼，STM32功耗36mA，是32位市場上功耗最低的產(chǎn)品。</p><p>　　以下是STM32系列的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖：</p>

10、<p><b>　　2.2電機驅(qū)動芯片</b></p><p>　　模塊上的EN端為H橋的使能端，需要外接5V電壓，EN不可懸空，當(dāng)EN都為高電平時電機驅(qū)動模塊開始工作，EN端為低電平時，電機驅(qū)動停止工作。</p><p>　　2.3按鍵輸入和顯示模塊</p><p><b>　　2.3.1按鍵輸入</b><

11、;/p><p>　　采用自己設(shè)計的形如4×4矩陣式按鍵，按鍵用于設(shè)定某一數(shù)值。通過程序設(shè)置延時環(huán)節(jié)來消除按鈕的抖動問題，這樣做使矩陣式按鈕硬件連線簡單，同時按鈕的軟件設(shè)計也變的簡單。</p><p><b>　　2.3.2顯示模塊</b></p><p>　　系統(tǒng)采用傳統(tǒng)點陣式1602顯示器，顯示傳感器的測量值以及鍵盤的輸入設(shè)定值。<

12、;/p><p>　　2.4直流伺服電動機</p><p>　　直流伺服電動機在伺服系統(tǒng)中控制機械元件轉(zhuǎn)動.是一種補助馬達(dá)間接變速裝置。又稱執(zhí)行電動機，在自動控制系統(tǒng)中，用作執(zhí)行元件，把所收到的電信號轉(zhuǎn)換成電動機軸上的角位移或角速度輸出。其主要特點是，當(dāng)信號電壓為零時無自轉(zhuǎn)現(xiàn)象，轉(zhuǎn)速隨著轉(zhuǎn)矩的增加而勻速下降。其作用可使控制速度、位置精度非常準(zhǔn)確。</p><p>　　直流

13、伺服電動機的結(jié)構(gòu)與直流電動機基本相同。只是為減小轉(zhuǎn)動慣量，電機做得細(xì)長一些。所不同的是電樞電阻大，機械特性軟、線性（電阻大，可弱磁起動、可直接起動）。供電方式是他勵供電，即勵磁繞組和電樞分別兩個獨立的電源供電?？刂品绞桨姌锌刂坪痛艠O控制，其中改變電樞電壓U調(diào)速范圍較大，直流伺服電機常用此方法調(diào)速。</p><p>　　直流伺服電動機轉(zhuǎn)速的計算公式如下：</p><p>　　式中：n為轉(zhuǎn)

14、速；Φ為磁通；U為外加電壓；I、R為電樞電流和電阻；Ke為電勢系數(shù)。</p><p>　　3.單片機控制系統(tǒng)軟件設(shè)計</p><p>　　軟件設(shè)計采用模塊化設(shè)計，由主程序模塊和功能實現(xiàn)模塊兩大部分組成。主程序通過讀取鍵值與超聲波傳感器測量距離進(jìn)行求差，結(jié)合PID控制算法輸出至驅(qū)動模塊以達(dá)到控制電機的目的；功能實現(xiàn)模塊主要由主函數(shù)模塊、鍵盤處理子程序和屏幕顯示模塊、PID控制算法子程序等組成

15、。</p><p><b>　　3.1主程序</b></p><p>　　主程序首先對鍵盤和顯示模塊的程序進(jìn)行初始化，通過讀取鍵值處理后與超聲波傳感器測量距離進(jìn)行求差以達(dá)到控制電機的目的。主程序流程圖如圖3-1所示。</p><p>　　圖3-1主程序流程圖</p><p>　　3.2鍵盤處理子程序</p>

16、<p>　　鍵盤采用程序掃描的工作方式，即在特定的程序位置段上安排鍵盤掃描程序讀取鍵盤狀態(tài)。鍵盤處理子程序的程序掃描法流程圖如圖3-2所示。</p><p>　　圖3-2鍵盤處理子程序的程序掃描法流程圖</p><p>　　4.控制系統(tǒng)原理圖及仿真</p><p>　　4.1控制系統(tǒng)方框圖</p><p>　　控制系統(tǒng)是以單片機為

17、控制器，通過鍵盤輸入設(shè)定值，經(jīng)單片機處理后送到電機驅(qū)動器，電機驅(qū)動器將收到的信號進(jìn)行放大，最終電機按照減小設(shè)定值與測量值的方式轉(zhuǎn)動。圖4-1即為控制系統(tǒng)方框圖</p><p>　　圖4-1控制系統(tǒng)方框圖</p><p>　　4.2控制系統(tǒng)電路原理圖</p><p>　　圖4-2控制系統(tǒng)電路原理圖</p><p>　　5.Simulink組件對

18、直流伺服控制系統(tǒng)的仿真</p><p>　　5.1直流伺服電機數(shù)學(xué)模型</p><p>　　直流伺服電機閉環(huán)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖5-1所示</p><p>　　圖5-1直流伺服電機閉環(huán)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖</p><p>　　其中直流伺服電機的傳遞函數(shù)為</p><p>　　5.2系統(tǒng)Simulink模型及時域特性仿真</p&g

19、t;<p>　　對于單輸入單輸出系統(tǒng)，在經(jīng)典控制理論中可用傳遞函數(shù)來描述系統(tǒng)，獲得系統(tǒng)的動態(tài)響應(yīng)。同樣，Simulink仿真軟件也有傳遞函數(shù)模塊，可方便地描述系統(tǒng)的特性，且簡化了仿真模型。從模塊庫窗口創(chuàng)建系統(tǒng)模型如圖1所示，選信號源模塊組中的階躍信號模塊為輸入信號，以輸出模塊組中的示波器模塊作為顯示器來觀察系統(tǒng)階躍響應(yīng)。在模型窗口設(shè)置傳遞函數(shù)模塊的參數(shù)和特性，運行仿真模型，得系統(tǒng)階躍響應(yīng)曲線。</p><

20、;p>　　5.2.1 Simulink建模及仿真</p><p>　　圖5-2直流伺服電機開環(huán)系統(tǒng)Simulink模型</p><p>　　端口Step為直流伺服電機的輸入電壓,輸出端口為驅(qū)動信號。</p><p>　　圖5-3是開環(huán)系統(tǒng)的仿真結(jié)果，即開環(huán)系統(tǒng)的階躍響應(yīng)曲線，也即直流伺服電機輸入1V單位階躍電壓時。電機的轉(zhuǎn)軸輸出呈線性變化。</p>

21、<p>　　圖5-3開環(huán)系統(tǒng)仿真圖</p><p>　　由圖5-3響應(yīng)曲線可知，系統(tǒng)沒有在可視范圍內(nèi)達(dá)到穩(wěn)態(tài)值“1”，但從理論上分析知此系統(tǒng)屬穩(wěn)定系統(tǒng)，在足夠時間內(nèi)是能夠達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)的。上述分析說明：系統(tǒng)的響應(yīng)速度較慢，系統(tǒng)性能較差，從而可能不具備使用價值。結(jié)果表明，該系統(tǒng)沒有達(dá)到預(yù)期的設(shè)計要求。</p><p>　　5.2.2單位負(fù)反饋系統(tǒng)Simulink建模及仿真<

22、/p><p>　　圖5-4是在圖5-3的基礎(chǔ)上加一個單位負(fù)反饋環(huán)節(jié)，構(gòu)成直流伺服電機的單位負(fù)反饋系統(tǒng)，單位負(fù)反饋系統(tǒng)Simulink模型如圖5-4所示</p><p>　　圖5-4直流伺服電機單位負(fù)反饋系統(tǒng)Simulink模型</p><p>　　圖5-5是單位負(fù)反饋系統(tǒng)的仿真結(jié)果</p><p>　　圖5-5單位負(fù)反饋系統(tǒng)仿真圖</p&g

23、t;<p>　　系統(tǒng)超調(diào)：40%，調(diào)節(jié)時間：2s。由圖5-5和開環(huán)階躍響應(yīng)曲線相比較知：系統(tǒng)應(yīng)經(jīng)可以達(dá)到較快達(dá)到穩(wěn)態(tài)值。說明閉環(huán)單位負(fù)反饋系統(tǒng)對系統(tǒng)性能有很大改善。</p><p><b>　　5.3 PID校正</b></p><p>　　為了使系統(tǒng)能夠達(dá)到設(shè)計要求，我們可以在圖5-4前向通道上設(shè)置一個控制器構(gòu)成閉環(huán)系統(tǒng)來校正直流伺服電機。基于PID控

24、制（閉環(huán)）的直流伺服電機系統(tǒng)框圖如圖5-6所示。</p><p><b>　　+</b></p><p><b>　　-</b></p><p>　　圖5-6基于PID控制（閉環(huán)）的直流伺服電機系統(tǒng)框圖</p><p>　　其控制過程為比較超聲波傳感器的測量值與鍵盤設(shè)定值，即輸入信號，通過反饋后與系

25、統(tǒng)輸入信號進(jìn)行比較，得到偏差信號。偏差信號作為PID控制器的輸入信號根據(jù)設(shè)定的PID控制規(guī)律計算后輸出信號U，作為控制量輸入給直流電機，從而實現(xiàn)整個直流電機調(diào)速系統(tǒng)的閉環(huán)負(fù)反饋PID控制。</p><p>　　5.3.1 PID參數(shù)的湊試法確定</p><p>　　增大比例系數(shù)Kp系統(tǒng)響應(yīng)有利于減小靜差，但是過大會增大超調(diào)，并產(chǎn)生震蕩，使穩(wěn)定性變壞。增大Ti可以減小超調(diào)，減小震蕩，是系統(tǒng)更

26、穩(wěn)定，但靜差消除變慢。增大微分Td有利于加快系統(tǒng)響應(yīng)時間，使超調(diào)減小，穩(wěn)定性增加，但對擾動的抑制能力減弱，對擾動有較敏感的響應(yīng)。</p><p>　　在湊試時，對參數(shù)實行下述先比例，后積分，再微分的整定步驟。</p><p>　　(1)首先只整定比例部分。即將比例部分由小變大，并觀察相應(yīng)的系統(tǒng)響應(yīng)，直到得到反應(yīng)快，超調(diào)小的響應(yīng)曲線。如果系統(tǒng)沒有靜差或靜差已小到允許范圍內(nèi)，那么只需用比例控制

27、器即可，最優(yōu)比例系數(shù)可由此確定。</p><p>　　(2)如果在比例調(diào)節(jié)的基礎(chǔ)下系統(tǒng)的靜差不能滿足設(shè)計要求，則須加入積分環(huán)節(jié)。整定時首先置積分時間Ti為一較大值，并將經(jīng)第一步整定得到的比例系數(shù)略微縮小，然后減小積分時間，并在保持系統(tǒng)良好動態(tài)性能的情況下，靜差得到消除。在此過程中，可根據(jù)響應(yīng)曲線的好壞反復(fù)改變比例系數(shù)與積分時間，以期得到滿意的控制過程與整定參數(shù)。</p><p>　　(3)

28、若使用比例積分控制器消除了靜差，但動態(tài)過程經(jīng)反復(fù)調(diào)整仍不能滿意，則可加入微分環(huán)節(jié)，構(gòu)成比例積分微分控制器。在整定時，可先置微分時間Td為零。在第二步整定的基礎(chǔ)上，增大Td，同時相應(yīng)的改變比例系數(shù)和積分時間，逐步湊試，以獲得滿意的調(diào)節(jié)效果和控制參數(shù)。</p><p>　　5.3.2比例控制器校正</p><p>　　比例控制系統(tǒng)Simulink模型及仿真</p><p&g

29、t;　　圖5-7 比例控制系統(tǒng)Simulink模型</p><p><b>　　Kp=1時仿真圖</b></p><p><b>　　Kp=3時</b></p><p><b>　　Kp=5時仿真圖</b></p><p>　　由以上三個比例控制的仿真圖可知，增大比例系數(shù)KP一

30、般系統(tǒng)響應(yīng)利于減小靜差，但是過大會增大超調(diào)，并產(chǎn)生震蕩，使穩(wěn)定性變壞。</p><p>　　5.3.3比例積分控制器校正</p><p>　　積分控制的作用是只要系統(tǒng)存在誤差，積分控制作用就不斷地積累，輸出控制量以消除誤差，因而，只要有足夠的時間，積分控制將能完全消除誤差。在比例環(huán)節(jié)基礎(chǔ)上加入積分環(huán)節(jié)，只要參數(shù)設(shè)置合適就能完全消除系統(tǒng)偏差。</p><p>　　比例

31、積分控制系統(tǒng)Simulink模型</p><p>　　圖5-8 比例積分控制系統(tǒng)Simulink模型</p><p>　　Kp=1、Ki=1時仿真圖</p><p>　　Kp=1、Ki=3時仿真圖</p><p>　　Kp=5、Ki=3時仿真圖</p><p>　　由以上三個比例積分控制的仿真圖可知，增大TI有減小超調(diào)

32、，減小震蕩，使系統(tǒng)更穩(wěn)定，但靜差消除變慢。PI控制參數(shù)設(shè)置適當(dāng)可使系統(tǒng)靜差為零。經(jīng)多次試湊，選KI=1.</p><p>　　5.3.4 PID控制器校正</p><p>　　比例積分作用雖能是系統(tǒng)誤差為零，但系統(tǒng)動態(tài)性能不能得到滿足。積分作用太強可能會使系統(tǒng)出現(xiàn)震蕩。微分控制具有超前控制能力，可抑制最大動態(tài)偏差，改善系統(tǒng)動態(tài)性能，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。為此，在PI作用基礎(chǔ)上引入微分控制，構(gòu)成

33、PID控制器，以使系統(tǒng)滿足穩(wěn)、準(zhǔn)、快的要求。</p><p>　　PID控制控制系統(tǒng)Simulink模型如圖</p><p>　　圖5-9 PID控制系統(tǒng)Simulink模型</p><p>　　Kp=1、Ki=1、Kd=0.1時仿真圖</p><p>　　和PI控制閉環(huán)響應(yīng)曲線相比較可知：系統(tǒng)響應(yīng)時間變短，超調(diào)變小，但仍不符合要求；<

34、/p><p>　　Kp=5、Ki=1、Kd=0.1時仿真圖</p><p>　　與KP=1、KI=1、KD=0.1時的仿真圖相比，系統(tǒng)超調(diào)和調(diào)節(jié)時間都變小，仍然不符合要求，繼續(xù)校正。需加大Kp及Ki。</p><p>　　Kp=12、Ki=1、Kd=0.5時仿真圖</p><p>　　由上曲線知此時系統(tǒng)有微量的超調(diào)，進(jìn)一步加大Ki時超調(diào)為零。&l

35、t;/p><p>　　Kp=12、Ki=1、Kd=0.9時仿真圖</p><p>　　經(jīng)過多次校正參數(shù)，此時當(dāng)Kp=12、Ki=1、Kd=0.9時系統(tǒng)超調(diào)量為0，穩(wěn)態(tài)誤差為0，性能滿足設(shè)計要求，穩(wěn)定、準(zhǔn)確、快速得到了完滿的統(tǒng)一。</p><p><b>　　5．小結(jié)</b></p><p>　　控制系統(tǒng)特點是以單片機為控制器

36、，通過鍵盤輸入設(shè)定值，使得系統(tǒng)消除測量值與實際值的偏差方便快捷。但在proteus中沒能實現(xiàn)閉環(huán)系統(tǒng)的PID控制。此缺點通過軟件彌補，在MATLAB軟件中的SIMULINK中進(jìn)行了直流伺服電機的開環(huán)控制系統(tǒng)仿真，單位閉環(huán)控制系統(tǒng)仿真，閉環(huán)PI控制系統(tǒng)仿真,閉環(huán)PD控制仿真,閉環(huán)PID控制仿真能夠更好的測試和控制系統(tǒng)的性能，從而為系統(tǒng)設(shè)計提供了更準(zhǔn)確的性能指標(biāo)。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)<

37、;/b></p><p>　　[1]李正軍.計算機控制系統(tǒng).北京：機械工業(yè)出版社，2010.6</p><p>　　[2]周荷琴等.微型計算機原理及接口技術(shù)[M].合肥：中國科技大學(xué)出版社,2008.6</p><p>　　[3]張毅剛等.單片機原理與應(yīng)用設(shè)計[M].北京：電子工業(yè)出版社</p><p>　　[4]計算機控制技術(shù)實驗指導(dǎo)

38、書</p><p><b>　　部分程序如下：</b></p><p>　　#include "stm32f10x.h" </p><p>　　#include "user_Config.h" </p><p>　

39、　#include "TFT28.h" </p><p>　　#include "GUI.h"</p><p>　　#include <stdio.h></p><p>　　#include "key.h"</p><p>　　#include &

40、lt;math.h></p><p>　　int overflow=0; </p><p>　　#define module_interval 25 </p><p>　　#define object_distance 100.0 </p><p>　　void NVIC_Configuration(void);</p>

41、;<p>　　void TIM_Configuration(void);</p><p>　　void GPIO_Configuration(void);</p><p>　　void RCC_Configuration(void);</p><p>　　float Sensor_using(void);</p><p>　　v

42、oid delay(void);</p><p>　　unsigned long lastTime;</p><p>　　double Input, Output, Setpoint,dErr;</p><p>　　double errSum, lastErr;</p><p>　　unsigned int Device_code;

43、 </p><p>　　GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;//定義一個結(jié)構(gòu)變量，用于初始化GPIO</p><p>　　ErrorStatus HSEStartUpStatus;</p><p>　　void Delay(vu32 nCount)</p><p><b>　　

44、{</b></p><p>　　for(; nCount != 0; nCount--);</p><p><b>　　}</b></p><p>　　void delay_ms(unsigned int nCount)</p><p><b>　　{</b></p>&l

45、t;p>　　int i,j; </p><p>　　for(i=0;i<nCount;i++) </p&g

46、t;<p><b>　　{</b></p><p>　　for(j=0;j<0x3000;j++);</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　void RCC_Configuration(void)

47、</p><p><b>　　{</b></p><p>　　RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM3, ENABLE);</p><p>　　RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA | RCC_APB2Periph_GPIOB |</p>

48、<p>　　RCC_APB2Periph_GPIOC | RCC_APB2Periph_AFIO, ENABLE);</p><p><b>　　}</b></p><p>　　void GPIO_Config(void)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　RC

49、C_APB2PeriphClockCmd(RCC_GPIO_TFT, ENABLE); </p><p>　　GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = DS1_PIN|DS2_PIN|DS3_PIN|DS4_PIN|DS5_PIN|DS6_PIN|DS7_PIN|DS8_PIN;</p><p><b>　　//工作在輸出模式</b><

50、;/p><p>　　GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;//GPIO¹¤×÷ÔÚÊä³öģʽ</p><p>　　GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPI

51、O_Speed_10MHz;</p><p>　　GPIO_Init(GPIO_TFT_DATA, &GPIO_InitStructure); </p><p>　　RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_GPIO_CTRA, ENABLE); </p><p>　　GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = G

52、PIO_Pin_0 | GPIO_Pin_1; //使用PA0、PA1</p><p>　　GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;</p><p>　　GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_10MHz;</p><p>　　GPIO_Init(GPIO_

53、CTRA, &GPIO_InitStructure); </p><p>　　RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_GPIO_CTRB, ENABLE); </p><p>　　GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0 | GPIO_Pin_1 |GPIO_Pin_2 |GPIO_Pin_8 ; //使

54、用PB0.1.2.8</p><p>　　GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;</p><p>　　GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_10MHz;</p><p>　　GPIO_Init(GPIO_CTRB, &GPIO_InitStruc

55、ture); </p><p>　　GPIO_ResetBits(GPIO_CTRB,GPIO_Pin_8);</p><p><b>　　}</b></p><p>　　void NVIC_Configuration(void)</p><p><b>　　{</b></p&g

56、t;<p>　　NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;</p><p>　　NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = TIM2_IRQn;</p><p>　　NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0;</p><p&g

57、t;　　NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0;</p><p>　　NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;</p><p>　　NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);</p><p><b>　　}</

58、b></p><p>　　void TIM_Configuration(void)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseStructure;</p><p>　　RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_

59、APB1Periph_TIM2, ENABLE);</p><p>　　TIM_DeInit(TIM2);</p><p>　　TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period=10000;</p><p>　　TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler=0;</p><p>　　TIM_TimeB

60、aseStructure.TIM_ClockDivision=TIM_CKD_DIV1;</p><p>　　TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode=TIM_CounterMode_Up;</p><p>　　TIM_TimeBaseInit(TIM3, &TIM_TimeBaseStructure);</p><p>　

61、　TIM_PrescalerConfig(TIM3,359,TIM_PSCReloadMode_Immediate);</p><p>　　TIM_ARRPreloadConfig(TIM3, DISABLE);</p><p>　　TIM_ITConfig(TIM3,TIM_IT_Update,ENABLE);</p><p>　　TIM_Cmd(TIM3, DI

62、SABLE);</p><p><b>　　}</b></p><p>　　void delay(void)</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　u32 i;</b></p><p><b>　　i=3000;&

63、lt;/b></p><p>　　while(i--);</p><p><b>　　}</b></p><p>　　//超聲波傳感器模塊</p><p>　　float Sensor_using(void)</p><p><b>　　{</b></p>

64、<p>　　float distance=0;</p><p>　　u16 TIM=0;</p><p>　　GPIO_SetBits(GPIOC,GPIO_Pin_12);</p><p><b>　　delay();</b></p><p>　　GPIO_ResetBits(GPIOC,GPIO_Pin_

65、12);</p><p>　　TIM_Cmd(TIM3, ENABLE);</p><p>　　while(!GPIO_ReadInputDataBit(GPIOC,GPIO_Pin_11) && overflow==0);</p><p>　　TIM3->CNT=0;</p><p>　　while(GPIO_Read

66、InputDataBit(GPIOC,GPIO_Pin_11) && overflow==0);</p><p>　　TIM_Cmd(TIM3, DISABLE);</p><p>　　if(overflow!=0)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　overflow=0;<

67、;/p><p>　　return 0.0;</p><p><b>　　}</b></p><p>　　TIM=TIM_GetCounter(TIM2);</p><p>　　distance=(float)sqrt((TIM/20.0*17)*(TIM/20.0*17)-module_interval*module_int

68、erval/4.0)+12.0; </p><p>　　return(distance);</p><p><b>　　}</b></p><p>　　void TIM3_PWM_Init(u16 arr,u16 psc)//PWM output</p><p><b>　　{ </b></

69、p><p>　　GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;</p><p>　　TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseStructure;</p><p>　　TIM_OCInitTypeDef TIM_OCInitStructure;</p><p>　　RCC_APB1Per

70、iphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM3, ENABLE);</p><p>　　RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOC | RCC_APB2Periph_AFIO, ENABLE); </p><p>　　GPIO_PinRemapConfig(GPIO_FullRemap_TIM3, ENABLE);

71、 </p><p><b>　　//啟用定時器三</b></p><p>　　GPIO_InitStructure.GPIO_Pin =GPIO_Pin_6 | GPIO_Pin_7 | GPIO_Pin_8 | GPIO_Pin_9

72、; </p><p>　　GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP; </p><p>　　GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;</p><p>　　GPIO_Init(GPIOC, &GPIO_InitStructure);</p>

73、;<p>　　GPIO_ResetBits(GPIOC,GPIO_Pin_6 | GPIO_Pin_7 | GPIO_Pin_8 | GPIO_Pin_9);</p><p>　　TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = arr; </p><p>　　TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler =psc; </p

74、><p>　　TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = 0; </p><p>　　TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up; </p><p>　　TIM_TimeBaseInit(TIM3, &TIM_TimeBaseStructure);

75、 </p><p>　　TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM1; </p><p>　　TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable; </p><p>　　TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse = 0; <

76、;/p><p>　　TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_High; </p><p>　　TIM_OC1Init(TIM3, &TIM_OCInitStructure); </p><p>　　TIM_OC1PreloadConfig(TIM3, TIM_OCPreload_Enable);

77、 </p><p>　　TIM_OC2Init(TIM3, &TIM_OCInitStructure); </p><p>　　TIM_OC2PreloadConfig(TIM3, TIM_OCPreload_Enable); </p><p>　　TIM_OC3Init(TIM3, &TIM_OCInitStructure); </p&

78、gt;<p>　　TIM_OC3PreloadConfig(TIM3, TIM_OCPreload_Enable); </p><p>　　TIM_OC4Init(TIM3, &TIM_OCInitStructure); </p><p>　　TIM_OC4PreloadConfig(TIM3, TIM_OCPreload_Enable); </p>

79、<p>　　TIM_ARRPreloadConfig(TIM3, ENABLE); </p><p>　　TIM_Cmd(TIM3, ENABLE); </p><p><b>　　}</b></p><p>　　Compute(double kp,double ki,double kd)//PID control</p&

80、gt;<p><b>　　{</b></p><p>　　double dErr;</p><p>　　unsigned long now;</p><p>　　double timeChange = (double)(now - lastTime);</p><p>　　double error = Se

81、tpoint - Input;</p><p>　　errSum += (error * timeChange);</p><p>　　dErr = (error - lastErr)/timeChange;</p><p>　　Output = kp * error + ki * errSum + kd * dErr;</p><p>　　

82、lastErr = error;</p><p>　　lastTime = now;</p><p><b>　　}</b></p><p>　　int main(void)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　float result=0;</

83、p><p><b>　　int x;</b></p><p>　　RCC_Configuration;//系統(tǒng)時鐘初始化</p><p>　　NVIC_Configuration();//中斷初始化</p><p>　　TIM_Configuration();//定時器初始化</p><p>　　GP

84、IO_Config();</p><p>　　Device_code=0x9320; </p><p>　　TFT_Initial(); </p><p>　　LED_Init();</p><p>　　KEY_Init();</p><p>

85、　　Compute(2.3,3.5,4.7);</p><p>　　while(1) </p><p><b>　　{</b></p><p>　　CLR_Screen(Black); </p><p>　　LCD_Put

86、String24(35,40,"the set length: ",Yellow,Black); </p><p>　　delay_ms(1000); </p><p>　　result=Sensor_using();</p><p>　　if(result>=object_distance)</p>

87、<p><b>　　{</b></p><p>　　GPIO_SetBits(GPIOC,GPIO_Pin_6);</p><p>　　GPIO_ResetBits(GPIOC,GPIO_Pin_7);</p><p><b>　　}</b></p><p>　　else if (re

88、sult<object_distance && result!=0.0)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　GPIO_SetBits(GPIOC,GPIO_Pin_7);</p><p>　　GPIO_ResetBits(GPIOC,GPIO_Pin_6);</p><p>

89、;<b>　　}</b></p><p><b>　　else</b></p><p><b>　　{</b></p><p>　　GPIO_ResetBits(GPIOC,GPIO_Pin_6);</p><p>　　GPIO_ResetBits(GPIOC,GPIO_Pin

90、_7);</p><p><b>　　}</b></p><p>　　x=KEY_Scan(); //¼üÅÌÏÔʾ³ÌÐò</p><p><b>　　switch(x)</b></p>

91、<p><b>　　{</b></p><p><b>　　case 0:</b></p><p>　　// LED0=0;</p><p>　　printf("D\n");</p><p><b>　　break;</b></p&

92、gt;<p><b>　　case 1:</b></p><p>　　printf("C\n");</p><p><b>　　break;</b></p><p><b>　　case 2:</b></p><p>　　printf(&quo

93、t;B\n");</p><p><b>　　break;</b></p><p><b>　　case 3:</b></p><p>　　printf("A\n");</p><p><b>　　break;</b></p><

94、;p><b>　　case 4:</b></p><p>　　printf("#\n");</p><p><b>　　break;</b></p><p><b>　　case 5:</b></p><p>　　printf("9\n&qu

95、ot;);</p><p><b>　　break;</b></p><p><b>　　case 6:</b></p><p>　　printf("6\n");</p><p><b>　　break;</b></p><p>&l

96、t;b>　　case 7:</b></p><p>　　printf("3\n");</p><p><b>　　break;</b></p><p><b>　　case 8:</b></p><p>　　printf("0\n");<

97、;/p><p><b>　　break;</b></p><p><b>　　case 9:</b></p><p>　　printf("8\n");</p><p><b>　　break;</b></p><p><

98、b>　　case 10:</b></p><p>　　printf("5\n");</p><p><b>　　break;</b></p><p><b>　　case 11:</b></p><p>　　printf("2\n");

99、</p><p><b>　　break;</b></p><p><b>　　case 12:</b></p><p>　　printf("*\n");</p><p><b>　　break;</b></p><p><

100、;b>　　case 13:</b></p><p>　　printf("7\n");</p><p><b>　　break;</b></p><p><b>　　case 14:</b></p><p>　　printf("4\n")

101、;</p><p><b>　　break;</b></p><p><b>　　case 15:</b></p><p>　　printf("1\n");</p><p><b>　　break;</b></p><p><b