测速软件设计 - 基于STM32的直流电机PID调速系统设计与实现

3.2、测速软件设计

测速软件需要完成测量电机转速与测量电机运行方向两部分内容。光电测速编码器输出的888线AB相脉冲分别连接到STM32的PA0，PA1上。

测速在STM32上的编程实现过程如下：

（1）配置EXTI1上升沿、下降沿均触发中断；

（2）配置端口与TIM2，TIM3；

（3）开启中断；

（4）EXTI中断程序中读取TIM2CNT中的数据并记录，清空TIM2CNT寄存器中的数据并重新启动计数；

（5）根据记录的数据进行瞬时速度计算；

（6）当若干个时基中断发生且期间无测速中断请求则宣告电机转速为0。

将A相信号输入至PA0（EXTI0）之上，编程使得EXTI0上升沿中断。在中断例程里读取B相信号，根据AB相脉冲时序可以判断电机转动方向，即B=1，电机反转；B=0，电机正转。

4、系统验证

本系统经过原理图和PCB设计、焊接制板、硬件测试、模块程序编写、模块程序功能测试、连接各个子模块程序、PID参数整定，最后通过反复的调试，系统完全满足预期要求，能够实现-500~500r/min之间任意速度控制（以顺时针方向为正方向），控制精度达1r/min，稳态误差不超过0.5%。在正常工作环境下，电机空载运行时，此时系统测试参数见表2，上位机界面如图5所示。

图5  上位机界面

表2  系统特性参数表

5、结论

本文设计了一种基于ARMCortex⁃M3内核的STM32微控制器的直流电机PID调速系统。实验结果表明，该系统具有稳态误差小，控制精度高，响应速度快，能耗低、效率高等优点，对上肢康复机器人的研究具有一定的借鉴价值。