需要哪些器件才能完成下面的任务

Question

任务：
使用PID算法稳定编码器电机速度。
具体要求：
有至少一个外部输入可以设置编码器电机目标速度；
编码器电机当前实时速度需要显示在VOFA+上，用波形图显示而非一般串口；
编码器电机实时速度和目标值需要显示在OLED或其他显示屏上；
写在同一个工程中，检查之前烧录好，线连接好。

我现在有stm32f103c8t6，旋转编码器，130电机小马达，三叶风扇叶，oled屏，tb6612fng驱动板，usb转ttl串口，面包板，一些线，要完成上述任务，还需要哪些器件

Answer 1

晚上好🌙🌙🌙
本答案参考通义千问

为了完成你提到的使用PID算法稳定编码器电机速度的任务，目前你已经拥有一些关键器件，但还需要一些额外的组件和工具来实现所有功能。以下是你需要补充的器件及详细说明，以及解决方案的步骤。

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🧩 一、需要补充的器件

| 序号 | 器件名称 | 功能说明 | |------|----------------------|--------------------------------------------------------------------------| | 1 | USB转TTL串口模块 | 用于连接STM32与电脑，进行调试和数据传输（你已有） | | 2 | 旋转编码器 | 用于检测电机转速（你已有） | | 3 | TB6612FNG驱动板 | 控制电机转速和方向（你已有） | | 4 | STM32F103C8T6开发板 | 核心控制器（你已有） | | 5 | OLED显示屏 | 显示当前速度和目标速度（你已有） | | 6 | VOFA+软件 | 用于实时显示波形图（你已有） | | 7 | 外部输入设备 | 如：按键、电位器、蓝牙模块或串口指令，用于设置目标速度 | | 8 | 电源模块 | 为电机和系统供电（建议使用稳压电源，如5V/1A） | | 9 | 电机（130马达+风扇叶） | 用于实际运行（你已有） | | 10 | 逻辑分析仪或示波器 | 用于调试和验证信号（可选，但推荐） |

⚠️ 重点补充器件：

• 外部输入设备（如按键、电位器等）
• 电源模块

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🔧 二、完成任务所需的解决方案（有序列表）

1. 搭建硬件连接

• 将 TB6612FNG驱动板 连接到 STM32 的 PWM 输出引脚（例如 PA0 和 PA1）。
• 将 旋转编码器 的 A、B 两相分别连接到 STM32 的 外部中断引脚（如 PB0 和 PB1）。
• 将 OLED屏 通过 I2C 或 SPI 接口连接到 STM32。
• 将 USB转TTL模块 连接至 STM32 的 USART 引脚（如 PA9、PA10）。
• 电机 连接到 TB6612FNG 的 OUT1 和 OUT2。
• 电源模块 为 STM32、TB6612FNG 和电机提供稳定电压（建议 5V）。

2. 编写 PID 控制算法

• 使用 STM32 的定时器捕获编码器脉冲频率，计算当前速度。
• 实现 PID 算法，根据当前速度与目标速度的差值调整 PWM 占空比。
• 示例代码片段如下：

// PID 参数
float Kp = 1.0f, Ki = 0.1f, Kd = 0.01f;
float last_error = 0, integral = 0;

// PID 计算函数
float PID_Control(float setpoint, float current)
{
    float error = setpoint - current;
    integral += error;
    float derivative = error - last_error;
    last_error = error;
    
    return Kp * error + Ki * integral + Kd * derivative;
}

3. 实现外部输入设置目标速度

• 可以使用 按键 或 电位器 来设置目标速度。
• 例如：使用一个 电位器 连接到 ADC 引脚，读取模拟值并映射为速度值。

// 读取电位器值（假设使用 ADC1_IN0）
uint16_t adc_value = ADC_GetConversionValue(ADC1);
float target_speed = (adc_value / 4095.0) * MAX_SPEED; // MAX_SPEED 是最大速度值

4. 在 VOFA+ 上显示波形图

• 在 STM32 中通过 UART 发送当前速度数据。
• 在 VOFA+ 软件中配置串口参数（波特率、数据格式），选择“波形图”模式，显示速度变化曲线。

5. 在 OLED 屏上显示当前速度和目标速度

• 使用 OLED 驱动库（如 SSD1306）在屏幕上显示：
  • 当前速度（来自编码器）
  • 目标速度（来自外部输入）

6. 测试与调试

• 使用 逻辑分析仪 或 示波器 检查 PWM 波形是否正常。
• 通过 VOFA+ 观察速度波形，判断 PID 是否稳定。
• 调整 PID 参数（Kp、Ki、Kd）以达到最佳控制效果。

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✅ 三、最终工程结构（简要说明）

• main.c：主程序，初始化外设，调用 PID 控制逻辑。
• encoder.c/h：编码器脉冲计数与速度计算。
• pid.c/h：PID 控制算法实现。
• oled.c/h：OLED 显示功能。
• uart.c/h：UART 数据发送（用于 VOFA+）。
• input.c/h：外部输入处理（如按键、电位器）。

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💡 四、推荐补充器件（可选）

| 器件名称 | 用途说明 | |--------------------|----------------------------------| | 逻辑分析仪 | 用于调试 PWM、编码器信号 | | 示波器 | 用于观察电机波形和 PID 输出 | | 蓝牙模块 | 用于无线设置目标速度（如 HC-05） | | LCD 屏幕 | 替代 OLED 显示（如 1602 LCD） |

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📌 五、总结

| 需要补充的器件 | 说明 | |----------------|------| | 外部输入设备 | 用于设置目标速度（如按键、电位器） | | 电源模块 | 为系统和电机提供稳定电源 |

重点： 完成上述补充后，你可以使用 PID 算法稳定电机速度，并在 OLED 显示当前速度和目标值，同时通过 VOFA+ 实时查看速度波形。

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如果你需要，我可以为你提供完整的 STM32 工程模板 或 PID 控制示例代码。欢迎继续提问！