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Motor_v2/Robot_V2/device/Timer.cpp
T
cbb 2b93a4537c refactor(FOC): 移除代码冲突标记并优化FOC控制器实现
- 移除了所有git冲突标记(<<<<<<< HEAD, =======, >>>>>>>)
- 清理了校准步骤相关注释代码
- 修复了Iq,Id计算中的角度处理逻辑
- 优化了PID控制器参数设置和初始化流程
- 重构了SVPWM相电压设置方法,移除了重复的相电压设置函数
- 修复了关闭功能和电源电压安全限制的计算

feat(CAN): 增强CAN通信协议支持多种控制模式

- 实现了目标电流、速度、角度的多参数控制
- 添加了PID参数动态配置功能
- 支持7种不同控制模式的切换
- 实现了控制模式切换时PID状态重置机制

refactor(pid): 扩展PID控制器功能接口

- 添加了set_P方法替代原有的set_P_percent
- 新增set_limit方法用于输出限幅控制
- 实现了reset方法用于PID状态重置
- 优化了PID参数设置接口

fix(timer): 优化定时器任务调度机制

- 重构了任务调度的时间片管理逻辑
- 实现了基于查找表的任务分配方式
- 优化了100us、1ms、10ms、100ms等不同周期的任务调度
- 提高了系统实时性表现

perf(config): 优化系统配置和数学常量定义

- 添加了必要的GD32头文件包含
- 重新组织了PID参数命名规范
- 定义了常用数学常量如三角函数相关数值
- 优化了定时器频率和周期计算公式
2026-03-09 01:48:12 +08:00

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C++
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#include "Timer.h"
#include "Can.h"
#include "FOC.h"
#include "Timer.h"
#include "gd32c10x.h"
#include "gd32c10x_gpio.h"
#include "gd32c10x_misc.h"
#include "gd32c10x_rcu.h"
#include "gd32c10x_timer.h"
#include "initial.h"
volatile u32 total_us100_counter = 0; // 总计数器,每 100 微秒增加 1
extern u16 adc_value[7];
extern FOC_Controller FOC;
extern TaskScheduler scheduler;
extern CAN_transmiter CAN0_transmiter;
// 添加系统运行时间计数器
extern u32 cnt_test;
// 任务调度查找表 - 每 100us 执行的任务 (1ms 周期内)
static const u32 task_schedule_100us[10] = {
(1u << TASK_MCU_TEMP_UPDATE), // 0: MCU 温度更新
(1u << TASK_DRV_TEMP_UPDATE), // 1: 驱动温度更新
(1u << TASK_VBUS_UPDATE), // 2: 电压更新
0, // 3: 空闲
0, // 4: 空闲
0, // 5: 空闲
0, // 6: 空闲
0, // 7: 空闲
0, // 8: 空闲
(1u << TASK_CAN_TRANSMIT) // 9: CAN 发送
};
// 任务调度查找表 - 每 1ms 执行的任务 (10ms 周期内)
static const u32 task_schedule_1ms[10] = {
(1u << TASK_THERMAL_CONTROL), // 0: 热量控制
(1u << TASK_MAGNETIC_CHECK), // 1: 磁感应强度检测
0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0 // 空闲
};
// 任务调度查找表 - 每 10ms 执行的任务 (100ms 周期内)
static const u32 task_schedule_10ms[10] = {
0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0 // 当前无任务,预留扩展
};
// 任务调度查找表 - 每 100ms 执行的任务 (1s 周期内)
static const u32 task_schedule_100ms[10] = {
0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0 // 当前无任务,预留扩展
};
/**
* @brief 设置引脚中断优先级
* @return void
*
* 设置引脚中断优先级
*/
void nvic_config(void) {
/* 设置 NVIC 优先级分组,1 位抢占优先级,3 位响应优先级 */
nvic_priority_group_set(NVIC_PRIGROUP_PRE2_SUB2);
/* 使能 TIMER2 中断,设置抢占优先级为 1,子优先级为 1 */
nvic_irq_enable(TIMER2_IRQn, 0, 1);
nvic_irq_enable(TIMER1_IRQn, 0, 2);
}
/**
* @brief 配置定时器 2-任务管理
* @return void
*
* 配置定时器 2,用于定时执行 FOC 控制、采样、CAN 发送等任务
*/
void TIMER2_config(void) {
/* ----------------------------------------------------------------------------
TIMER2 Configuration:
TIMER2CLK = SystemCoreClock/120 = 1MHz, the period is 100us(100/1000000 =
100us).
----------------------------------------------------------------------------
*/
timer_parameter_struct timer_struct;
/* 使能 TIMER2 时钟 */
rcu_periph_clock_enable(RCU_TIMER2);
/* 复位 TIMER2 外设到默认状态 */
timer_deinit(TIMER2);
/* 初始化 TIMER 初始化参数结构体 */
timer_struct_para_init(&timer_struct);
/* TIMER2 配置参数设置 */
timer_struct.prescaler =
TIMER2_PRESCALER; /* 预分频值:120 分频 (从 0 开始计数) */
timer_struct.alignedmode = TIMER_COUNTER_EDGE; /* 边沿对齐模式 */
timer_struct.counterdirection = TIMER_COUNTER_UP; /* 向上计数模式 */
timer_struct.period =
TIMER2_PERIOD; /* 自动重装载值:100 次计数 (从 0 开始计数) */
timer_struct.clockdivision = TIMER_CKDIV_DIV1; /* 时钟分频值:1 分频 */
timer_init(TIMER2, &timer_struct);
/* 清除更新中断标志位 */
timer_interrupt_flag_clear(TIMER2, TIMER_INT_FLAG_UP);
/* 使能更新中断 */
timer_interrupt_enable(TIMER2, TIMER_INT_UP);
/* 使能 TIMER2 */
timer_enable(TIMER2);
}
/**
* @brief 配置 TIMER2-任务管理中断
* @return void
*/
void User_timer_init(void) {
/* 配置 TIMER2 */
TIMER2_config();
/* 配置 TIMER2 中断 */
nvic_config();
}
/**
* @brief TIMER2-任务管理中断处理函数 (优化版)
* @return void
* @note 使用查找表替代多层 switch-case,减少代码复杂度和执行时间
* 中断周期:50us
* - 每 50us: 电机控制任务 (角度、速度更新)
* - 每 100us: 传感器采样、CAN 通信
* - 每 1ms: 热量控制、磁检
* - 每 10ms/100ms/1s: 预留扩展任务
*/
void TIMER2_IRQHandler(void) {
// 快速路径:检查并清除中断标志
if (timer_interrupt_flag_get(TIMER2, TIMER_INT_UP) == RESET) {
return;
}
timer_interrupt_flag_clear(TIMER2, TIMER_INT_UP);
// 固定任务:每 50us 执行电机控制
scheduler.taskFlags |= (1u << TASK_ANGLE_UPDATE) |
(1u << TASK_VELOCITY_UPDATE) |
(1u << TASK_MOTOR_CONTROL);
// 每 100us 执行一次的任务(使用位运算替代布尔变量)
static u32 call_counter = 0;
call_counter++;
if ((call_counter & 1u) == 0u) { // 偶数次调用(每 100us)
// 使用查找表设置 1ms 周期内的任务
scheduler.taskFlags |= task_schedule_100us[total_us100_counter];
total_us100_counter++;
if (total_us100_counter >= 10u) {
total_us100_counter = 0;
// 每 1ms 执行的任务
static u32 ms1_counter = 0;
ms1_counter++;
if (ms1_counter >= 10u) {
ms1_counter = 0;
// 每 10ms 执行的任务
static u32 ms10_counter = 0;
ms10_counter++;
if (ms10_counter >= 10u) {
ms10_counter = 0;
// 每 100ms 执行的任务
static u32 ms100_counter = 0;
ms100_counter++;
if (ms100_counter >= 10u) {
ms100_counter = 0;
// 每 1s 任务预留位置
}
scheduler.taskFlags |= task_schedule_100ms[ms100_counter];
}
scheduler.taskFlags |= task_schedule_10ms[ms10_counter];
}
scheduler.taskFlags |= task_schedule_1ms[ms1_counter];
}
}
}
/**
* @brief TIMER1-PWM GPIO 配置函数
*/
void timer1_gpio_config(void) {
// 时钟使能
rcu_periph_clock_enable(RCU_GPIOA);
rcu_periph_clock_enable(RCU_GPIOB);
rcu_periph_clock_enable(RCU_AF);
rcu_periph_clock_enable(RCU_TIMER1);
// TIMER1 GPIO 初始化
gpio_init(GPIOA, GPIO_MODE_AF_PP, GPIO_OSPEED_50MHZ, GPIO_PIN_0);
gpio_init(GPIOA, GPIO_MODE_AF_PP, GPIO_OSPEED_50MHZ, GPIO_PIN_1);
gpio_init(GPIOA, GPIO_MODE_AF_PP, GPIO_OSPEED_50MHZ, GPIO_PIN_2);
gpio_init(GPIOB, GPIO_MODE_OUT_PP, GPIO_OSPEED_50MHZ,
GPIO_PIN_0 | GPIO_PIN_12);
gpio_bit_set(GPIOB, GPIO_PIN_0);
gpio_bit_set(GPIOB, GPIO_PIN_12);
/* 配置 TIMER1 完全重映射*/
gpio_pin_remap_config(GPIO_TIMER1_FULL_REMAP, DISABLE);
}
/**
* @brief TIMER1-PWM 配置函数
*/
void timer1_pwm_config(void) {
timer_parameter_struct timer_initpara;
timer_oc_parameter_struct timer_ocinitpara;
// 使能 TIMER1 时钟
rcu_periph_clock_enable(RCU_TIMER1);
// 复位 TIMER1
timer_deinit(TIMER1);
// 配置 TIMER1 基本参数
timer_struct_para_init(&timer_initpara);
timer_initpara.prescaler = TIMER1_PRESCALER; // 预分频器
timer_initpara.counterdirection = TIMER_COUNTER_UP; // 向上计数
timer_initpara.period = TIMER1_PERIOD; // 计数周期
timer_initpara.clockdivision = TIMER_CKDIV_DIV1;
timer_init(TIMER1, &timer_initpara);
// 配置通道输出参数
timer_channel_output_struct_para_init(&timer_ocinitpara);
timer_ocinitpara.outputstate = TIMER_CCX_ENABLE;
timer_ocinitpara.ocpolarity = TIMER_OC_POLARITY_HIGH;
// 配置三个通道为 PWM 模式
timer_channel_output_config(TIMER1, TIMER_CH_0, &timer_ocinitpara);
timer_channel_output_config(TIMER1, TIMER_CH_1, &timer_ocinitpara);
timer_channel_output_config(TIMER1, TIMER_CH_2, &timer_ocinitpara);
// 配置第四个通道 (CH3) 用于在 PWM 周期 x% 位置触发中断
timer_ocinitpara.outputstate =
TIMER_CCX_DISABLE; // 不输出 PWM 波形,仅用于触发中断
timer_ocinitpara.ocpolarity = TIMER_OC_POLARITY_HIGH;
timer_channel_output_config(TIMER1, TIMER_CH_3, &timer_ocinitpara);
// 设置 PWM 模式和占空比
timer_channel_output_mode_config(TIMER1, TIMER_CH_0, TIMER_OC_MODE_PWM0);
timer_channel_output_mode_config(TIMER1, TIMER_CH_1, TIMER_OC_MODE_PWM0);
timer_channel_output_mode_config(TIMER1, TIMER_CH_2, TIMER_OC_MODE_PWM0);
timer_channel_output_mode_config(TIMER1, TIMER_CH_3,
TIMER_OC_MODE_PWM0); // CH3 也设为 PWM 模式
timer_channel_output_pulse_value_config(TIMER1, TIMER_CH_0,
TIMER1_DEFAULT_PULSE);
timer_channel_output_pulse_value_config(TIMER1, TIMER_CH_1,
TIMER1_DEFAULT_PULSE);
timer_channel_output_pulse_value_config(TIMER1, TIMER_CH_2,
TIMER1_DEFAULT_PULSE);
// 设置 CH3 比较值为 PWM 周期 x% 位置
timer_channel_output_pulse_value_config(TIMER1, TIMER_CH_3,
TIMER1_CH3_COMPARE_VALUE);
// 使能主输出和自动重载
timer_primary_output_config(TIMER1, ENABLE);
timer_auto_reload_shadow_enable(TIMER1);
// 使能 CH3 比较中断
timer_interrupt_enable(TIMER1, TIMER_INT_CH3);
// 启动 TIMER1
timer_enable(TIMER1);
}
// 添加 TIMER1-PWM 中断处理函数
/**
* @brief TIMER1 中断处理函数
* @return void
*/
void TIMER1_IRQHandler(void) {
// 检查 CH3 比较中断标志并处理
if (timer_interrupt_flag_get(TIMER1, TIMER_INT_FLAG_CH3) != RESET) {
// 清除 CH3 比较中断标志
timer_interrupt_flag_clear(TIMER1, TIMER_INT_FLAG_CH3);
scheduler.taskFlags |= (1 << TASK_CURRENT_UPDATE);
// 例如触发 ADC 采样或其他操作
}
}
/*!
\brief set PWM
\param[in] channel: TIMER_CH_0/TIMER_CH_1/TIMER_CH_2/TIMER_CH_3 (valid
values: 0, 1, 2, 3)
\param[in] pulse: PWM pulse value
\param[out] none
\retval none
\note The channel parameter must be between 0 and 3 inclusive.
*/
void Set_Pwm(u16 channel, float duty_cycle) {
float pulse = duty_cycle * TIMER1_PERIOD;
if (channel <= 3) {
timer_channel_output_pulse_value_config(TIMER1, channel, pulse);
} else {
} // Ensure channel is within valid range
}
/*!
\brief set PWM
\param[in] channel: TIMER_CH_0/TIMER_CH_1/TIMER_CH_2/TIMER_CH_3 (valid
values: 0, 1, 2, 3)
\param[in] pulse: PWM pulse value
\param[out] none
\retval none
\note The channel parameter must be between 0 and 3 inclusive.
*/
void Set_3Pwm(float duty_cycle0, float duty_cycle1, float duty_cycle2) {
// 直接写寄存器
TIMER_CH0CV(TIMER1) = (uint32_t)(duty_cycle0 * TIMER1_PERIOD);
TIMER_CH1CV(TIMER1) = (uint32_t)(duty_cycle1 * TIMER1_PERIOD);
TIMER_CH2CV(TIMER1) = (uint32_t)(duty_cycle2 * TIMER1_PERIOD);
}