基于HAL的機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制教程

STM32 與 HAL 庫(kù)介紹 1
1.1 STM32 簡(jiǎn)介 1
1.2 STM32 硬件設(shè)計(jì) 1
1.3 STM32 軟件編程 2
1.3.1 寄存器編程 2
1.3.2 標(biāo)準(zhǔn)外設(shè)庫(kù)編程 2
1.3.3 HAL 庫(kù)編程 2
1.4 HAL 庫(kù)特點(diǎn) 3
1.5 學(xué)習(xí)方法 4
習(xí)題 5
軟硬件平臺(tái) 6
2.1 硬件平臺(tái) 6
2.1.1 控制板 6
2.1.2 底盤 7
2.1.3 電池 8
2.2 軟件安裝與配置 9
2.2.1 Keil 安裝 9
2.2.2 MX 的安裝和使用 16
2.2.3 Keil 5 軟件的使用 28
2.2.4 程序編譯和下載 33
習(xí)題 36
流水燈 37
3.1 理論介紹 37
3.1.1 引腳分類 37
3.1.2 端口 Port 39
3.1.3 GPIO 簡(jiǎn)介 39
3.1.4 GPIO 模式配置 39
3.1.5 HAL 庫(kù)函數(shù) 40
3.2 硬件設(shè)計(jì) 40
3.3 軟件設(shè)計(jì) 41
3.3.1 軟件編程思路 41
3.3.2 MX 生成工程 41
3.3.3 關(guān)鍵代碼分析 48
習(xí)題 54
第 4 章
4.1 硬件設(shè)計(jì) 55
4.2 消抖 56
4.3 軟件設(shè)計(jì) 57
4.3.1 軟件編程思路 57
4.3.2 MX 生成工程 58
4.3.3 關(guān)鍵代碼分析 60
4.4 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 60
習(xí)題 60
第 5 章
5.1 中斷 61
5.1.1 中斷的概念 61
5.1.2 NVIC 簡(jiǎn)介 62
5.1.3 優(yōu)先級(jí)分組 62
5.1.4 NVIC 庫(kù)函數(shù) 62
5.1.5 外部中斷 EXTI 66
5.1.6 外部中斷處理流程 66
5.2 MX 生成工程 66
5.3 軟件設(shè)計(jì) 68
5.3.1 外部中斷初始化 68
5.3.2 外部中斷的中斷處理函數(shù) 70
5.4 下載運(yùn)行 72
習(xí)題 72
第 6 章
6.1 串行通信介紹 73
6.2 串口通信協(xié)議 74
6.3 硬件原理圖 75
6.4 F103RC 串口 76
6.5 MX 生成工程 76
6.6 串口應(yīng)用案例 78
6.6.1 簡(jiǎn)單發(fā)送接收 78
6.6.2 printf 與 scanf 79
6.6.3 接收幀解析 79
6.6.4 接收定時(shí)解析 80
習(xí)題 82
集成電路總線（IIC） 83
7.1 IIC 概述 83
7.1.1 IIC 簡(jiǎn)介 83
7.1.2 IIC 協(xié)議 83
7.2 硬件設(shè)計(jì) 85
7.3 軟件設(shè)計(jì) 85
7.3.1 GPIO 初始化 85
7.3.2 IIC 時(shí)序信號(hào) 86
7.4 IIC 接口應(yīng)用案例——EEPROM 應(yīng)用 IIC 接口 88
習(xí)題 92
電機(jī)分類與原理介紹 93
8.1 電動(dòng)機(jī)分類 93
8.1.1 有刷直流電機(jī) 94
8.1.2 無(wú)刷直流電機(jī) 95
8.1.3 伺服電機(jī) 95
8.1.4 步進(jìn)電機(jī) 96
8.1.5 舵機(jī) 96
8.2 三個(gè)基本定則 97
8.2.1 左手定則 97
8.2.2 右手定則 97
8.2.3 安培定則 98
8.3 直流電機(jī)工作原理 98
8.3.1 構(gòu)成 99
8.3.2 電動(dòng)勢(shì)與能量轉(zhuǎn)換 99
習(xí)題 99
直流減速電機(jī)控制 100
9.1 直流減速電機(jī)介紹 100
9.2 電機(jī)驅(qū)動(dòng) 102
9.2.1 驅(qū)動(dòng)器 103
9.2.2 H 橋電路分析 104
9.2.3 PWM 作為控制信號(hào) 105
9.3 常見電機(jī)驅(qū)動(dòng)方案 107
9.3.1 L298N 驅(qū)動(dòng)芯片 108
9.3.2 BTS7970 驅(qū)動(dòng)芯片 110
9.3.3 IR2104 驅(qū)動(dòng)芯片 110
習(xí)題 111
第 10 章
10.1 定時(shí)器 112
10.1.1 定時(shí)器簡(jiǎn)介 112
10.1.2 定時(shí)器工作原理 113
10.1.3 功能框圖 113
10.1.4 輸出比較 115
10.1.5 輸入捕獲 115
10.2 脈沖寬度調(diào)制 117
10.3 MX 生成工程 119
10.4 定時(shí)器應(yīng)用 122
10.4.1 實(shí)現(xiàn)定時(shí) 1s 122
10.4.2 輸出比較生成 PWM 122
10.4.3 PWM 呼吸燈 126
10.4.4 按鍵周期檢測(cè) 129
10.4.5 電容按鍵檢測(cè) 133
10.4.6 測(cè)量頻率與占空比 136
習(xí)題 142
第 11 章
11.1 高級(jí)控制定時(shí)器 143
11.2 高級(jí)控制定時(shí)器特性 144
11.3 MX 設(shè)置與代碼 144
11.3.1 輸出比較 144
11.3.2 PWM 輸出 146
習(xí)題 151
第 12 章
12.1 25GA370 直流減速電機(jī) 152
12.1.1 電機(jī)參數(shù) 152
12.1.2 硬件連接 153
12.2 MX 生成工程 154
12.3 減速電機(jī)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)編程 157
12.3.1 編程流程 157
12.3.2 驅(qū)動(dòng)代碼分析 157
12.3.3 操作與現(xiàn)象 160
習(xí)題 160
編碼器測(cè)速 161
13.1 編碼器的分類及原理 161
13.2 增量式編碼器脈沖輸入模式 163
13.3 25GA370 減速電機(jī)編碼器 164
13.4 MX 生成工程 165
13.5 減速電機(jī)編碼測(cè)速編程 166
13.5.1 流程分析 166
13.5.2 代碼分析 167
習(xí)題 167
機(jī)器人運(yùn)動(dòng)模型 168
14.1 雙輪機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制 168
14.1.1 機(jī)器人理想運(yùn)動(dòng)模型 168
14.1.2 雙輪機(jī)器人底座 168
14.1.3 雙輪機(jī)器人運(yùn)動(dòng)模型 169
14.2 三輪全向機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制 170
14.2.1 全向輪 170
14.2.2 三輪全向運(yùn)動(dòng)模型 171
習(xí)題 173
軟件中圖形符號(hào)與國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)圖形符號(hào)對(duì)照表 174