代码收藏家技术教程 2023-01-20

HAL库版STM32双轮自平衡车（二）：CubeMX配置、原理图接线与物料准备

系列文章目录

编码电机测速

HAL库版 0.96'OLED的使用

HAL库版STM32双轮自平衡车(一) ———代码思路和PID的简单介绍

HAL库版STM32双轮自平衡车(二) ——— CubeMX的配置、原理图接线、物料准备

HAL库版STM32双轮自平衡车(三) ———代码精讲

HAL库版STM32双轮自平衡车(四) ———— 原理图以及PCB绘制

HAL库版STM32双轮自平衡车(五) ———— 调参

完整工程——> 闲鱼搜店铺“黄金独角兽的小店”

3.5. MPU6050配置（I2C 1）

视频展示：

STM32自平衡小车

前言

上一篇文章介绍了一些PID的基础知识以及阐明了代码编写的思路，看明白了其实就会觉得平衡小车的制作并没有想象中那么难。那么接下来本文将逐个介绍小车的物料准备、原理图、CubeMX的配置，以及在制作时遇到的一些“大坑”。下一篇文章继续代码分析，PID调参过程的阐述。

一、物料准备

stm32f103c8t6最小系统板

12V锂电池

DC-DC可调降压模块LM2596S（想要不麻烦可以凑活着用，想要更好的可以去B站看看“工科男孙老师”）

0.96寸OLED（IIC接口）

两路直流电机驱动（用的是DRV8848而不是TB6612，因为TB6612已经停产，价格飞升性价比不高，两者代码相通）

带霍尔编码器的直流减速电机（GM25-370，其他型号亦可）

mpu6050

小车车架，轮子等

二、原理图（接线）

这里仅展示小车最核心的接线，DC-DC降压稳压部分详见我在立创上的开源，但如果是用LM2596S模块就是12V输入，输出3.3V给stm32以及各模块供电。

三、CubeMX的配置

3.1. 时钟树的配置

（1）点击RCC，开启HSE，并选择RC或晶体作为时钟源

（2）配置时钟树，最终为右侧显示

3.2. SYS配置

点击SYS，选择Debug为SW模式，这个主要是烧录调试需要

3.3. PWM配置

（1）在TIM2模式选项中配置的通道1,2为PWM模式，其中通道1为PWMA,通道2为PWMB

（2）要设置PWM频率为10KHz，通过 $[(PSC+1)\times (ARR+1)]\div 72000000$ ，可以得到预分频系数为0，计时周期为7199，并开启自动重装载值

（3）点击 GPIO Settings ,将其设置为复用推挽模式，高速输出

3.4. 定时器编码器模式配置

将TIM3和TIM4都配置成编码器模式，这里仅展示TIM3的相关配置

（1）在TIM3模式选项中将其配置为编码器模式

（2）设置编码器模式为上升沿下降沿都计数，即四分频。其他设置按默认就好。

（3）点击 GPIO Settings ,将其设置为引脚上拉,大多数编码器都是自带上拉电阻的，这一步只是以防万一。

3.5. MPU6050配置（I2C 1）

选择I2C1模式为I2C，并配置为高速模式

3.6. OLED配置（I2C 2）

选择I2C2模式为I2C，并配置为标准模式

3.7. MPU6050引脚中断配置

（1）将PB12配置为外部引脚中断模式

（2）点击System Core 中的GPIO，配置PB12的外部中断为下降沿触发，并设置为上拉模式（因为在mpu6050.c中对mpu进行了初始化设置，具体设置是->使能了INT中断以及设置中断信号低电平有效，设置上拉模式即可以防止外部干扰，还可以在mpu6050采集完数据后产生下降沿脉冲）

这里也给出mpu6050.c中对mpu进行的初始化设置

3.8. GPIO配置（AIN,BIN）

这里要对驱动模块中的AIN1,AIN2,BIN1,BIN2进行配置，AIN,BIN是控制电机正反转的。

其中stm32的PA2, PA3, PA4, PA5分别对应AIN1,AIN2,BIN1,BIN2。它们的设置一致，这里也只给出AIN1（PA2）的相关配置，其他的不再赘述。

（1）将PA2配置为引脚输出模式

（2）点击System Core 中的GPIO，配置为：初始为高电平（也可以设置为低电平），推挽输出，无上下拉，高速传输

3.9. NVIC配置（最为关键的一步）

（1）点击System Core 中的NVIC, 将优先级分组设置为：2 bit 分给抢占优先级，2 bit 分给响应优先级（子优先级）

（2）使能外部中断（EXTI12）并设置系统滴答定时器（systick）的抢占优先级高于外部中断的优先级，这里便是我所说的“大坑”之一，如果不这样设置，程序就会卡死在外部中断下面探究一下具体原因：

首先在结合生成的工程，来看看Systick的时钟配置以及工作流程，systick首先在HAL_Init()函数中被提到，接下来跟进去看看。在HAL_Init()中调用了 HAL_InitTick ，之后再到 HAL_InitTick 中查看说明，下图红框框起部分极为重要.

这段英文解释是说，外设中断进程调用HAL_Delay的时候，要特别注意中断的优先级问题，如果systick的中断优先级低于外设中断优先级，会导致一直在外设中断中阻塞,如果外设中调用了HAL_Delay()，一定要保证Systick的中断优先级高于外设中断优先级。

然而我们的EXTI外部中断程序中哪里用到了HAL_Delay()？在读取mpu6050采集的数据中就有用到。

其实查看mpu6050的驱动程序（dmp）不难发现有很多地方用到了HAL_Delay()，例如在mpu_init()函数中就有用到