基于HAL的機器人運動控制教程

STM32 與 HAL 庫介紹 1
1.1 STM32 簡介 1
1.2 STM32 硬件設計 1
1.3 STM32 軟件編程 2
1.3.1 寄存器編程 2
1.3.2 標準外設庫編程 2
1.3.3 HAL 庫編程 2
1.4 HAL 庫特點 3
1.5 學習方法 4
習題 5
軟硬件平臺 6
2.1 硬件平臺 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 簡介 39
3.1.4 GPIO 模式配置 39
3.1.5 HAL 庫函數(shù) 40
3.2 硬件設計 40
3.3 軟件設計 41
3.3.1 軟件編程思路 41
3.3.2 MX 生成工程 41
3.3.3 關鍵代碼分析 48
習題 54
第 4 章
4.1 硬件設計 55
4.2 消抖 56
4.3 軟件設計 57
4.3.1 軟件編程思路 57
4.3.2 MX 生成工程 58
4.3.3 關鍵代碼分析 60
4.4 實驗現(xiàn)象 60
習題 60
第 5 章
5.1 中斷 61
5.1.1 中斷的概念 61
5.1.2 NVIC 簡介 62
5.1.3 優(yōu)先級分組 62
5.1.4 NVIC 庫函數(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 軟件設計 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 下載運行 72
習題 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 串口應用案例 78
6.6.1 簡單發(fā)送接收 78
6.6.2 printf 與 scanf 79
6.6.3 接收幀解析 79
6.6.4 接收定時解析 80
習題 82
集成電路總線（IIC） 83
7.1 IIC 概述 83
7.1.1 IIC 簡介 83
7.1.2 IIC 協(xié)議 83
7.2 硬件設計 85
7.3 軟件設計 85
7.3.1 GPIO 初始化 85
7.3.2 IIC 時序信號 86
7.4 IIC 接口應用案例——EEPROM 應用 IIC 接口 88
習題 92
電機分類與原理介紹 93
8.1 電動機分類 93
8.1.1 有刷直流電機 94
8.1.2 無刷直流電機 95
8.1.3 伺服電機 95
8.1.4 步進電機 96
8.1.5 舵機 96
8.2 三個基本定則 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 直流電機工作原理 98
8.3.1 構成 99
8.3.2 電動勢與能量轉換 99
習題 99
直流減速電機控制 100
9.1 直流減速電機介紹 100
9.2 電機驅動 102
9.2.1 驅動器 103
9.2.2 H 橋電路分析 104
9.2.3 PWM 作為控制信號 105
9.3 常見電機驅動方案 107
9.3.1 L298N 驅動芯片 108
9.3.2 BTS7970 驅動芯片 110
9.3.3 IR2104 驅動芯片 110
習題 111
第 10 章
10.1 定時器 112
10.1.1 定時器簡介 112
10.1.2 定時器工作原理 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 定時器應用 122
10.4.1 實現(xiàn)定時 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 129
10.4.5 電容按鍵檢測 133
10.4.6 測量頻率與占空比 136
習題 142
第 11 章
11.1 高級控制定時器 143
11.2 高級控制定時器特性 144
11.3 MX 設置與代碼 144
11.3.1 輸出比較 144
11.3.2 PWM 輸出 146
習題 151
第 12 章
12.1 25GA370 直流減速電機 152
12.1.1 電機參數(shù) 152
12.1.2 硬件連接 153
12.2 MX 生成工程 154
12.3 減速電機旋轉驅動編程 157
12.3.1 編程流程 157
12.3.2 驅動代碼分析 157
12.3.3 操作與現(xiàn)象 160
習題 160
編碼器測速 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 減速電機編碼器 164
13.4 MX 生成工程 165
13.5 減速電機編碼測速編程 166
13.5.1 流程分析 166
13.5.2 代碼分析 167
習題 167
機器人運動模型 168
14.1 雙輪機器人運動控制 168
14.1.1 機器人理想運動模型 168
14.1.2 雙輪機器人底座 168
14.1.3 雙輪機器人運動模型 169
14.2 三輪全向機器人運動控制 170
14.2.1 全向輪 170
14.2.2 三輪全向運動模型 171
習題 173
軟件中圖形符號與國家標準圖形符號對照表 174