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使用MCU作实时控制时，用定时器结合PID算法来控制电机工作，要想稳住不抖，确实得下一番功夫，相对来说还是需要有一定经验的。下面我就结合自己的经验，详细说说我是怎么做的，也顺便吐槽吐槽那些让我调到忘记怎么写的时刻。
硬件层面，首先，硬件层面得打好基础，要把电路做的稳定才行。当然拉对MCU的选择很关键，得选那些性能稳定、定时器资源丰富的型号。定时器要配置可以很好的操作配合的很洽当，PWM输出的频率和占空比得根据电机的特性和需求来设定。如果电机需要快速响应，PWM频率就得设高些；如果电机功率大，占空比就得调整得精细些，避免电流过大烧坏电机，和PCB板MOS管。 电机的驱动电路也得设计好，通常会选择那些专门为电机驱动设计的芯片，当然这个要根据产品的需要来选择，国内现在电机驱动芯片非常多，而且像那些芯片的功能远超国外的芯片，它们内置了H桥电路，可以方便地控制电机的正反转和调速。还有电流设计环，电机堵转检测等等一些功能同时，为了保护电机和MCU，我还会在电路中加入过流保护、过压保护和欠压保护等电路。
定时器配置，精准触发定时器是实时控制的核心，我通常会用定时器的PWM输出功能来生成控制电机的信号。定时器的中断服务程序里，我会进行ADC采样，读取电机的反馈信号，电流、速度或者位置，根据PID算法计算出新的PWM占空比，更新到定时器的比较寄存器中，从而控制电机的转速，一般都是通过霍尔传感器来实现采集。 定时器的配置得非常精准，定时器的预分频系数、自动重装载值等，都得根据系统的时钟频率和PWM频率来计算，为了得到更精确的PWM波形，我还会使用定时器的互补输出和死区时间等功能，避免上下管同时导通造成短路。
PID算法，PID算法是实时控制的灵魂，P比例、I积分、D微分三个参数的调整，简直就是个技术活，也是个耐心活，这个要考虑到个人的耐心，也要看个人细心，如果处理的好，那电机工作起来就会很顺，我介绍一下这三个参数是什么作的。 P参数，主要负责系统的响应速度。P参数调大了，电机响应快，但容易超调，甚至振荡；P参数调小了，电机响应慢，但系统稳定。我通常会先调P参数，让电机能够快速响应指令，但又不会超调太多。 I参数，主要负责消除系统的稳态误差。如果电机在稳定运行时还有误差，那就得调I参数。但I参数调大了，系统容易积分饱和，导致超调甚至振荡；I参数调小了，稳态误差又消除不了。我通常会等P参数调得差不多了，再慢慢调I参数。 D参数，主要负责抑制系统的超调和振荡。D参数调大了，系统响应会变慢，但超调会减小；D参数调小了，系统超调会增大。我通常会最后调D参数，根据系统的实际情况来微调。 调参的过程简直就是个煎熬。有时候，为了找到一组合适的参数，我得反复修改代码，反复测试，反复观察电机的运行情况。有时候，调了一整天，电机还是抖得像帕金森一样，那时候的心情，简直比吃了苍蝇还难受。
中断优先级，在实时控制中，中断优先级的管理也很重要，把那些对实时性要求高的任务，ADC采样、PID计算等，放在高优先级的中断中处理。而那些对实时性要求不高的任务，通信、显示等，就放在主循环中处理。 有时候，为了优化系统的实时性，我还会玩一些中断优先级的多样性控制，会把PWM输出的更新中断设为最高优先级，确保PWM波形的稳定性；把ADC采样的中断设为次高优先级，确保能够及时获取电机的反馈信号；而把PID计算的中断设为中等优先级，既保证计算的速度，又避免占用太多的CPU资源。
当然，也不是每次都能调得那么顺利。有一次，我接了一个项目，要求用MCU控制一个电机，实现精确的速度和位置控制。我信心满满地开始调参，结果电机抖很厉害，完全没法用。 我反复检查了硬件电路，确认没有问题；又反复检查了代码，也没有发现明显的错误，后面我才发现，原来是定时器的配置有问题。我把定时器的预分频系数设错了，导致PWM的频率不对，电机自然就抖得厉害。所以还是要很细心任何一个细节都不能马虎。有时候，一个小小的错误，就可能导致整个系统无法正常工作。
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