本文主要是介绍【STM32多路温控—第四章】PWM、PID结构体的全局使用，希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！
多路温控涉及到很多参数，如何定义这些重复的参数首先我们会想到结构体，将这一类的参数类型在结构体中定义，再重新声明一个结构体变量就可以引用结构体的类型参量，然后再对其赋值。
基于这种思路我们来分析一下温控的相关参数类型都包括哪些。首先是每个通道的PWM相关参数，开启、时基、占空比、输出函数这些必要的类型量是16路通道都具备的。所以我们首先定义这样一个结构体。
因为结构体中有函数，我们直接定义函数其效率远远不及我们定义一个函数指针，我们将实体函数定义完毕后，用结构体的函数指针去指向和调用我们定义的函数，因此我们将定义好的函数指针类型存放于结构体中。
typedef void (*VirPwm_SetOutput)(uint8_t state);//VirPwm_SetOutput是函数指针类型变量，用来回调端口输出函数
typedef struct{__IO uint16_t Status;__IO uint16_t Idle;__IO uint32_t Basetimer;__IO uint32_t CountCycle;__IO uint16_t DutyCycle;__IO VirPwm_SetOutput SetOut;
}VirPwmTypeDef;因为结构体只是定义数据类型，并不占用内存控件，接下来我们就要将结构体的参数类型实际的分配至每个通道，实体化的赋值一般我们都在.c文件中赋值，赋值的写法有很多种，可以先定义新定义一个结构体通道类型，然后再一一对其赋值，例如。
VirPwmTypeDef VirPwmChannel_22;
void VirPwmChannel_22init()
{VirPwmChannel_22.SetOut = 0;VirPwmChannel_22.CountCycle= 1000;VirPwmChannel_22.DutyCycle =400;VirPwmChannel_22.SetOut = VirPwm_SetOutHandler_22;
}void VirPwm_SetOutHandler_22(uint8_t state);void VirPwm_SetOutHandler_22(uint8_t state)
{if(state == 1){HEATER2_ON;}else{HEATER2_OFF;}
}但是这种方法未免显得有些繁琐了，莫不如在直接申明该通道结构体类型的时候直接对其赋值。
VirPwmTypeDef VirPwmChannel_0 = {.Status = 0,.Basetimer = 0,.CountCycle = 1000,.DutyCycle = 400,.SetOut = VirPwm_SetOutHandler_0
};void VirPwm_SetOutHandler_0(uint8_t state)
{if(state == 1){HEATER0_ON;}else{HEATER0_OFF;}
}如此一来，将所有的通道PWM相关初始参数定义都申明完毕。
定义申明完了，就要利用这些基础参数产生PWM波形了。
void VirPwm_TimIRQHandler(VirPwmTypeDef *VirPwmDef)
{VirPwmDef->Basetimer++;if(VirPwmDef->Basetimer < VirPwmDef->CountCycle && VirPwmDef->Basetimer < VirPwmDef->DutyCycle){VirPwmDef->SetOut(1);}else if(VirPwmDef->Basetimer < VirPwmDef->CountCycle && VirPwmDef->Basetimer >= VirPwmDef->DutyCycle) {VirPwmDef->SetOut(0);}else if(VirPwmDef->Basetimer > VirPwmDef->CountCycle){VirPwmDef->Basetimer = 0;}
}我们的输入形参就是通道地整个结构体参数，所以我们定义的就是这个PWM参数结构体的结构体指针，当我们将实体的结构体例如VirPwmChannel_0作为输入形参带进这个公式里面的话，其整个函数所进行的运算都是基于这个实例化结构体的参数进行的。
我们来分析一下这个函数，首先这个函数每运行一次Basetimer都会+1，如果这个值小于我们的占空比值VirPwmDef->DutyCycle同时小于一个计数周期VirPwmDef->CountCycle（这里取结构体的参数就是用->符号）也就是400，那么VirPwmDef->SetOut(1); 也就是加热器开启。否则小于一个计数周期VirPwmDef->CountCycle ，同时大于等于设定的占空比就加热器关闭。最后如果计数值大于计数周期，就将Basetimer清零。将这个函数带入定时器中断中就会实现一个什么样的效果呢？就是定时器每1ms中断一次，就+1，然后和我们定义的占空比进行比较，如果比定义的占空比小，就输出高电平，如果比定义的占空比值大就产生低电平。最终就会实现一个效果，就是1000ms的时间周期里，高电平时间为400ms，低电平时间为600ms这样一个PWM波形。
那么16PWM如何实现呢？就将这些函数都丢进这个定时器中断中。
int TIM2_PeriodCallback(TIM_HandleTypeDef *htim)
{VirPwm_TimIRQHandler(&VirPwmChannel_0);VirPwm_TimIRQHandler(&VirPwmChannel_1);return 0;
}这个定时器中断函数，是我们重新定义的一个虚函数，当真正的定时器回调函数执行的时候，在判断执行到该回调函数中时就会进入该函数，相当在系统回调函数中有包装了一个回调函数。
同样，我们最终想要产生的是根据温度值可调的PWM波形，这就涉及到PID算法的加入。因为PID参数需要用到PWM的相关结构体实参，因此将其各通道的结构体变量类型对外开放，让其它文件的能够自由调用和修改这些参数值。
我们需要在.h文件中对外声明：
extern VirPwmTypeDef VirPwmChannel_0;
extern VirPwmTypeDef VirPwmChannel_1;我们在设计PID算法时同样也会用到这样一系列参数，因此我们用同样的方法来声明定义这些参数。
typedef struct{__IO uint16_t SetTemp; //设定目标 Desired Value__IO uint16_t SumError; //误差累计__IO uint16_t Proportion; //比例常数 Proportional Const__IO uint16_t Integral; //积分常数 Integral Const__IO uint16_t Derivative; //微分常数 Derivative Const__IO float LastError; //Error[-1]__IO float PrevError; //Error[-2]
}PID_TypeDef; /* 初始化结构体 -----------------------------------------------------------------------------------------*/
PID_TypeDef PidChannel_0 = {.SetTemp = 60, //设定目标 Desired Value.LastError = 0, //Error[-1].PrevError = 0, //Error[-2] .Proportion = 80, //比例常数 Proportional Const.Integral = 0, //积分常数 Integral Const.Derivative =80 //微分常数 Derivative Const
};接下来就是利用这些参数设计PID算法。
int32_t PIDCalc_IRQHandler(PID_TypeDef *PidChannel,VirPwmTypeDef *VirPwmDef,float CurrentTemp)
{float iError,iIncpid;if(VirPwmDef->Status == 1){iError = PidChannel->SetTemp - CurrentTemp; if(iError >= 0 && iError <= 1){iIncpid = (int32_t)((PidChannel->Proportion * (float)iError)- (PidChannel->Integral * (float)PidChannel->LastError)+ (PidChannel->Derivative * (float)PidChannel->PrevError))*0.3;PidChannel->PrevError = PidChannel->LastError;PidChannel->LastError = iError;}else if(iError > 1 && iError <= 10){iIncpid = (int32_t)((PidChannel->Proportion * (float)iError)- (PidChannel->Integral * (float)PidChannel->LastError)+ (PidChannel->Derivative * (float)PidChannel->PrevError))*1.4;PidChannel->PrevError = PidChannel->LastError;PidChannel->LastError = iError; } else if(iError > 10){iIncpid = (int32_t)((PidChannel->Proportion * (float)iError)- (PidChannel->Integral * (float)PidChannel->LastError)+ (PidChannel->Derivative * (float)PidChannel->PrevError))*10;PidChannel->PrevError = PidChannel->LastError;PidChannel->LastError = iError; }else if(iError < 0){iIncpid = (int32_t)((PidChannel->Proportion * (float)iError)- (PidChannel->Integral * (float)PidChannel->LastError)+ (PidChannel->Derivative * (float)PidChannel->PrevError))*0;PidChannel->PrevError = PidChannel->LastError;PidChannel->LastError = iError; } }else {iIncpid = 0;} return(iIncpid);
}这个算法注意输入的形参都有什么。他们都是定义的结构体指针变量。
主要有PID的PID_TypeDef *PidChannel，PWM的VirPwmTypeDef *VirPwmDef，还有设定温度的接口CurrentTemp。
这个函数的主要功能如下，首先要判断PWM的状态，如果时0就不计算，是1才使能PWM功能。
PID首先计算当前温度和设定温度的差值，然后计算出输出的PID值，将其累加到占空比参数中。
我们再讲一下这些参数的写入。
我们定义了一个定时器中断，一秒钟中断一次，也就是一秒钟进行一次PID运算。
运算后的结果要赋值给各通道的占空比参数VirPwmChannel_0.DutyCycle来调节各通道输出占空比。
int TIM4_PeriodCallback(TIM_HandleTypeDef *htim)
{VirPwmChannel_0.DutyCycle = PIDCalc_IRQHandler(&PidChannel_0,&VirPwmChannel_0,*(adctmparray+12)); VirPwmChannel_1.DutyCycle = PIDCalc_IRQHandler(&PidChannel_1,&VirPwmChannel_1,*(adctmparray+11)); return 0;
}我们这里注意一下提取温度值这个参数的时候也是用的数组指针，
我们首先定义这样一个数组指针。
static int16_t AdcTmpControl[ChannelNum];
int16_t *adctmpcontrol = AdcTmpControl; // 定义数组指针变量顾名思义*adctmpcontrol 指向的其实就是数组的第一各数值。
这个数组装的实际计算的温度值，并将其进行了放大10倍处理。
AdcTmpControl[i]=ROUND_TO_INT16_1(AdcTmpArray[i]);#define ROUND_TO_INT16_1(x) ((int16_t)(x)+0.5f)>=(x)*10? ((int16_t)(x)):((int16_t)(x)+1) //将浮点数x四舍五入为int16_t这篇关于【STM32多路温控—第四章】PWM、PID结构体的全局使用的文章就介绍到这儿，希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助！
