基于STM32的无人机悬停代码实现

简介

本篇文章将介绍如何使用STM32微控制器编写无人机悬停代码。我们将使用PWM信号控制电机转速，通过调整四个电机的转速来实现无人机的悬停。

代码示例

以下是一个基于STM32的无人机悬停代码示例：

#include 'stm32f4xx.h'

// 定义PWM输出相关的引脚
#define MOTOR1_PIN     GPIO_Pin_0
#define MOTOR2_PIN     GPIO_Pin_1
#define MOTOR3_PIN     GPIO_Pin_2
#define MOTOR4_PIN     GPIO_Pin_3

// 定义PWM输出所使用的定时器和通道
#define MOTOR1_TIMER   TIM2
#define MOTOR1_CHANNEL TIM_Channel_1
#define MOTOR2_TIMER   TIM2
#define MOTOR2_CHANNEL TIM_Channel_2
#define MOTOR3_TIMER   TIM2
#define MOTOR3_CHANNEL TIM_Channel_3
#define MOTOR4_TIMER   TIM2
#define MOTOR4_CHANNEL TIM_Channel_4

// 定义电机悬停时的转速
#define HOVER_THROTTLE 1500

// 初始化PWM输出
void PWM_Init(void)
{
    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
    TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_BaseConfig;
    TIM_OCInitTypeDef TIM_OCConfig;

    // 使能定时器时钟
    RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM2, ENABLE);

    // 使能GPIO时钟
    RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOA, ENABLE);

    // 配置GPIO为复用模式
    GPIO_PinAFConfig(GPIOA, GPIO_PinSource0, GPIO_AF_TIM2);
    GPIO_PinAFConfig(GPIOA, GPIO_PinSource1, GPIO_AF_TIM2);
    GPIO_PinAFConfig(GPIOA, GPIO_PinSource2, GPIO_AF_TIM2);
    GPIO_PinAFConfig(GPIOA, GPIO_PinSource3, GPIO_AF_TIM2);

    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = MOTOR1_PIN | MOTOR2_PIN | MOTOR3_PIN | MOTOR4_PIN;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_100MHz;
    GPIO_InitStructure.GPIO_OType = GPIO_OType_PP;
    GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_UP;
    GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);

    // 配置定时器基本参数
    TIM_BaseConfig.TIM_Prescaler = 84 - 1; // 设置预分频值为84
    TIM_BaseConfig.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;
    TIM_BaseConfig.TIM_Period = 20000 - 1; // 设置周期为20000（对应20ms）
    TIM_BaseConfig.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1;
    TIM_BaseConfig.TIM_RepetitionCounter = 0;
    TIM_TimeBaseInit(MOTOR1_TIMER, &TIM_BaseConfig);

    // 配置PWM输出通道
    TIM_OCConfig.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM1;
    TIM_OCConfig.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable;
    TIM_OCConfig.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_High;
    TIM_OCConfig.TIM_Pulse = HOVER_THROTTLE; // 设置初始占空比为悬停时的转速
    TIM_OC1Init(MOTOR1_TIMER, &TIM_OCConfig);
    TIM_OC1PreloadConfig(MOTOR1_TIMER, TIM_OCPreload_Enable);
    TIM_OC2Init(MOTOR2_TIMER, &TIM_OCConfig);
    TIM_OC2PreloadConfig(MOTOR2_TIMER, TIM_OCPreload_Enable);
    TIM_OC3Init(MOTOR3_TIMER, &TIM_OCConfig);
    TIM_OC3PreloadConfig(MOTOR3_TIMER, TIM_OCPreload_Enable);
    TIM_OC4Init(MOTOR4_TIMER, &TIM_OCConfig);
    TIM_OC4PreloadConfig(MOTOR4_TIMER, TIM_OCPreload_Enable);

    // 启动定时器
    TIM_Cmd(MOTOR1_TIMER, ENABLE);
}

// 调整电机转速
void AdjustMotorSpeed(uint16_t motor1, uint16_t motor2, uint16_t motor3, uint16_t motor4)
{
    TIM_SetCompare1(MOTOR1_TIMER, motor1);
    TIM_SetCompare2(MOTOR2_TIMER, motor2);
    TIM_SetCompare3(MOTOR3_TIMER, motor3);
    TIM_SetCompare4(MOTOR4_TIMER, motor4);
}

int main(void)
{
    // 初始化PWM输出
    PWM_Init();

    // 进入悬停循环
    while (1)
    {
        // 在这里添加控制代码，根据需要调整电机转速

        // 调整电机转速为悬停时的转速
        AdjustMotorSpeed(HOVER_THROTTLE, HOVER_THROTTLE, HOVER_THROTTLE, HOVER_THROTTLE);
    }
}

代码解析

1. 定义引脚和参数: 首先，我们需要定义PWM输出所使用的GPIO引脚、定时器和通道，以及电机悬停时的PWM占空比。
2. 初始化PWM: 使用STM32的HAL库函数初始化PWM输出。这包括初始化GPIO、定时器和PWM通道。
3. 调整电机转速: 通过调用AdjustMotorSpeed函数，我们可以调整四个电机的PWM占空比，从而控制电机的转速。
4. 悬停循环: 在主循环中，我们不断调用AdjustMotorSpeed函数，将电机转速设置为悬停时的值。

注意事项

• 这只是一个简单的示例代码，实际应用中需要根据您使用的无人机控制器和电机驱动进行适当的修改和调整。
• 请确保在编写和使用无人机代码时遵循所有相关的法律和安全规定。

总结

本文介绍了如何使用STM32编写无人机悬停代码，并提供了一个简单的示例代码。希望这篇文章能够帮助您了解无人机控制的基本原理，并为您开发自己的无人机控制系统提供一些参考。