朱兆祺STM32项目（硬件设计、软件编程）手记（连载）

顶，真正的高手，游刃有余的讲解

想学                                                                                       

第五节  直流电机PID控制程序

对于PID调节，大家都可能知道他的口诀：
参数整定找最佳，从小到大顺序查
先是比例后积分，最后再把微分加
曲线振荡很频繁，比例度盘要放大
曲线漂浮绕大湾，比例度盘往小扳
曲线偏离回复慢，积分时间往下降
曲线波动周期长，积分时间再加长
曲线振荡频率快，先把微分降下来
动差大来波动慢，微分时间应加长
理想曲线两个波，前高后低4比1
一看二调多分析，调节质量不会低

现在我们将这个口诀应用到程序，先定义PID数据的结构体：
/*********************************************************************************
定义一个PID结构体
*********************************************************************************/
typedef struct __PID_ {
    int  SetPoint;           //  给定值
   // int  nextPoint;          //  上次的
    int  Kp;         //  比例常数 Proportional Const
    int  Ki;           //  积分常数 Integral Const
    int  Kd;         //  微分常数 Derivative Const
    int  LastError;          //  Error[-1]
    int  PrevError;          //  Error[-2]
    int  SumError;           //  Sums of Errors
    int  LastOut;                  //  上次的输出量
    int  MaxOut;
    int  MinOut;
} PID;

PID控制的实现程序：
/*********************************************************************************
函数名：PID_Aaccount
函数功能：进行PID增量式结算
输入参数：*PP--指向需要结算的PID ，NextPoint当前的反馈值
输出参数：PID结算后的给定值
*********************************************************************************/
int PID_Account( PID *pp, int NextPoint )
{
    int  Error;
    int  Add_out=0;
    Error = pp->SetPoint -  NextPoint;          // 偏差      
// Add_out =  (pp->Kp*(pp->LastError - pp->PrevError)
    // +  pp->Ki*Error
    // +  pp->Kd*(Error-2*pp->LastError+pp->PrevError))/1000;
    Add_out =  (pp->Kp*(Error - pp->LastError)
        +  pp->Ki*Error
        +  pp->Kd*(Error-2*pp->LastError+pp->PrevError))/1000;
pp->PrevError = pp->LastError;             //存储上次偏差
pp->LastError = Error;         //存储本次偏差        
pp->LastOut = pp->LastOut + Add_out;       //存储本次输出
    if (pp->LastOut > pp->MaxOut){
        pp->LastOut = pp->MaxOut;
    } else if (pp->LastOut < pp->MinOut) {
        pp->LastOut = pp->MinOut;
    }
return (pp->LastOut);
}
/*********************************************************************************
函数名：PID_Addaccount
函数功能：进行PID置位式结算
输入参数：*PP--指向需要结算的PID ，NextPoint当前的反馈值
输出参数：PID结果
*********************************************************************************/
int PID_AddAccount( PID *pp, int NextPoint )
{
    int  dError,Error;
    Error = pp->SetPoint -  NextPoint;          // 偏差      
pp->SumError += Error;                      // 积分      
dError = pp->LastError - pp->PrevError;     // 当前微分      
pp->PrevError = pp->LastError;             //存储上次偏差         
pp->LastError = Error;         //存储本次偏差        
return (pp->Kp * Error/1000                 // 比例项
            +   pp->Ki * pp->SumError/1000         // 积分项
            +   pp->Kd * dError/1000             // 微分项
            );
}
/*********************************************************************************
函数名：PIDInit
函数功能：PID数据初始化
输入参数：*pp需要初始化的PID
输出参数：
*********************************************************************************/
void PIDInit (PID *pp)
{
    pp->SetPoint = 0;           //  给定值
    pp->Kp= 0;         //  比例常数 Proportional Const
    pp->Ki= 0;           //  积分常数 Integral Const
    pp->Kd= 0;         //  微分常数 Derivative Const
         
    pp->LastError= 0;          //  Error[-1]
    pp->PrevError= 0;          //  Error[-2]
    pp->SumError= 0;         //  Sums of Errors
    pp->LastOut= 0;                  //  上次的输出量
    pp->MaxOut  = 0;
    pp->MinOut  = 0;
}            

这是PID控制直流电机的核心算法。这个算法让我屡试不爽，在校期间历经2次省赛、1次国赛，毕业后在实际项目中使用一次，效果绝佳。亲，好好研究下，让你的电机控制更精准更完美。

要是能打包就好了

关注，网上热心人应该支持

期待朱老师PID项目实例讲解

支持，现在正在用STM32这个型号的，讲得不错，以后多多关注起

多谢分享！！！！！

加油啊，热心人已经很少了

本帖最后由 zzq宁静致远 于 2013-10-14 14:49 编辑

第六节  指针函数在STM32程序中的巧妙应用


在10月12号C语言技术公开课第二讲数组和指针的恩恩怨怨课堂中（https://bbs.elecfans.com/jishu_361304_1_1.html），我给大家引出了指针好书如何去避免成程序中产生全局变量，为什么要避免全局变量的产生？第一，可读性；第二，可移植性。在我的成程序中，是很少产生全局变量的，因为我的代码移植性很强，在STM32中的应用程序在单片机、A8中照样可以使用。


在这里，我暂且写一个STM32的AD采样程序，说明怎么避免全局变量的产生。


同样，我们将与地层打交道的配置全部放在configuration.c文件中，并且在AD1_Configuration（）函数中将ADC1的配置完成，之后我们就不需要在管ADC1的配置，将底层和应用层彻底隔离开来。
/********************************************************************
**  函数名称：AD1_Configuration
**        函数功能：对A/D采样的配置
**  入口参数：None
**        出口参数：None
********************************************************************/
void AD1_Configuration(void)
{
     vu16             ADCConvertedValue;


     GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
         DMA_InitTypeDef  DMA_InitStructure;
         ADC_InitTypeDef  ADC_InitStructure;


     /*
             使能DMA1时钟
         */
         RCC_AHBPeriphClockCmd(RCC_AHBPeriph_DMA1, ENABLE);
         /*
             使能ADC1和GPIOC时钟
         */
         RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_ADC1 | RCC_APB2Periph_GPIOC, ENABLE);
     /*
             使能GPIOx时钟
         */
         RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOx,ENABLE);




         /*
             以下配置为ADC引脚的GPIO功能配置
         */


         /*
             PC3引脚作为ADC1功能
         */
         GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_3;
         GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AIN;
         GPIO_Init(GPIOC, &GPIO_InitStructure);




         /*
             以下配置为DMA配置
         */
         /* 选择DMA1的通道1 */
         DMA_DeInit(DMA1_Channel1);


         DMA_InitStructure.DMA_PeripheralBaseAddr = ADC1_DR_Address;


         DMA_InitStructure.DMA_MemoryBaseAddr = (u32)(&ADCConvertedValue);


         DMA_InitStructure.DMA_DIR = DMA_DIR_PeripheralSRC;


         DMA_InitStructure.DMA_BufferSize = 1;


         DMA_InitStructure.DMA_PeripheralInc = DMA_PeripheralInc_Disable;


         DMA_InitStructure.DMA_MemoryInc = DMA_MemoryInc_Disable;


         DMA_InitStructure.DMA_PeripheralDataSize = DMA_PeripheralDataSize_HalfWord;


         DMA_InitStructure.DMA_MemoryDataSize = DMA_MemoryDataSize_HalfWord;


         DMA_InitStructure.DMA_Mode = DMA_Mode_Circular;


         DMA_InitStructure.DMA_Priority = DMA_Priority_High;


         DMA_InitStructure.DMA_M2M = DMA_M2M_Disable;
         DMA_Init(DMA1_Channel1, &DMA_InitStructure);
         /*
             使能DMA1的通道1
         */
         DMA_Cmd(DMA1_Channel1, ENABLE);






         /*
             ADC1配置
         */
         ADC_InitStructure.ADC_Mode = ADC_Mode_Independent;


         ADC_InitStructure.ADC_ScanConvMode = ENABLE;


         ADC_InitStructure.ADC_ContinuousConvMode = ENABLE;


         ADC_InitStructure.ADC_ExternalTrigConv = ADC_ExternalTrigConv_None;


         ADC_InitStructure.ADC_DataAlign = ADC_DataAlign_Right;


         ADC_InitStructure.ADC_NbrOfChannel = 1;
         /* 初始化 */
         ADC_Init(ADC1, &ADC_InitStructure);
         /* ADC1中通道13 */
         ADC_RegularChannelConfig(ADC1, ADC_Channel_13, 1, ADC_SampleTime_55Cycles5);
         /* 使能ADC1 DMA */
         ADC_DMACmd(ADC1, ENABLE);
         /* 使能ADC1 */
         ADC_Cmd(ADC1, ENABLE);




       /* 复位ADC1校准状态寄存器 */
        ADC_ResetCalibration(ADC1);
        /* 获取ADC1复位校准状态寄存器 */
        while(ADC_GetResetCalibrationStatus(ADC1));


        /* 开始ADC1校准程序 */
        ADC_StartCalibration(ADC1);
        /* 获取ADC1校准状态 */
        while(ADC_GetCalibrationStatus(ADC1));


        /* 开启ADC1软件转化功能 */
        ADC_SoftwareStartConvCmd(ADC1, ENABLE);


}



配置完成之后，我们需要进行ADC采样，这个在主函数中进行：
while (1)
{
……
        /* 获取ADC1的采样值 */
        AD_Value = ADC_GetConversionValue(ADC1);
        /* 发送数据 */
        UART1Write((unsigned char *)(ADC1_Apply(AD_Value)), 4);
        UART1Write((unsigned char *)"rn", sizeof("rn"));
        /* 释放申请的内存 */
        free(ADC1_Apply(AD_Value));
……                                
}

重点出来了：(ADC1_Apply(AD_Value))，这是返回ADC采样数据转化为字符串的数组地址，那么，这个到底是什么呢？
/********************************************************************
**  函数名称：ADC1_Apply
**  函数功能：ADC1采样转换，使用指针函数，避免AD_Buff使用全局变量
**  入口参数：int iData
**  出口参数：AD_Buff
********************************************************************/
unsigned char *ADC1_Apply(int iData)
{
        /* 开辟一个5字节的空间 */
        unsigned char *AD_Buff = (unsigned char *)malloc(5);

        /* int类型转换为char，便于UART1发送数据 */
        AD_Buff[0] = (iData / 1000 % 10) + 0x30;
        AD_Buff[1] = (iData / 100 % 10) + 0x30;
        AD_Buff[2] = (iData / 10 % 10) + 0x30;
        AD_Buff[3] = (iData % 10) + 0x30;
        AD_Buff[4] = 0;

        /* 返回AD_Buff数组的地址 */
    return AD_Buff;
}

这里通过指针函数，在unsigned char *ADC1_Apply(int iData)函数中开辟一个空间：unsigned char *AD_Buff = (unsigned char *)malloc(5);将int型数据转化为char型数据，并且存放在AD_Buff这个地址的空间中，在最后返回这个地址给主函数。

为了方便大家理解，我单独提取出指针函数这个部分：
#include
#include "malloc.h"

unsigned char *ADC1_Apply(int iData)
{

        unsigned char *AD_Buff = (unsigned char *)malloc(5);

        AD_Buff[0] = (iData / 1000 % 10) + 0x30;
        AD_Buff[1] = (iData / 100 % 10) + 0x30;
        AD_Buff[2] = (iData / 10 % 10) + 0x30;
        AD_Buff[3] = (iData % 10) + 0x30;
        AD_Buff[4] = 0;

    return AD_Buff;
}

int main(int argc, char *argv[])
{
        
        printf("%cn", *(ADC1_Apply(86)));
        printf("%cn", *(ADC1_Apply(86) + 1));
        printf("%cn", *(ADC1_Apply(86) + 2));
        printf("%cn", *(ADC1_Apply(86) + 3));
        printf("%cn", *(ADC1_Apply(86) + 4));
        return 0;
}


输出为：
0
0
8
6

我想这样，大家应该很清楚了。朱兆祺在此再一次提醒大家，为了你的程序的可读性和可移植性，请别动不动就整出一个全局变量。C语言的功能博大精深，指针的威力更是超出你的想象。

想学习，但是比较深奥，现在还是看不懂

看看，谢谢了~~~

学习。。。

持续关注……

啊啊厉害啊

看看，学习一下！

呵呵，楼主分享的资料太好了，正在学习STM32单片机，楼主分享的还是免积分的，太好了。

期待楼主还有好的资料上传，很感谢楼主了。

朱老师什么时候公开课上也为我们讲讲STM32啊，讲讲C与32的结合应用，讲讲经验技巧等等。

朱老师什么时候公开课上也为我们讲讲STM32啊，讲讲C与32的结合应用，讲讲经验技巧等等。