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（学习）基于STM32的PWM控制直流电机转速（CubeMX+HAL库）

还在点灯 2023-08-18 原文

使用到的各元件：

1、12V电源一个

2、单片机：STM32F103C8T6

3、直流电机4个

4、电机驱动模块：L298N

5、降压模块两个

6：杜邦线若干

对于直流电机的转动控制如下表

两边电平001001
电机状态停止正转反转

注意，两边电平不能同时为1。

显然，转动控制是非常简单的，关键在于怎么控制电机的转速，这就需要使用PWM波来进行控制

PWM波

  • 在PWM输出模式下，除了CNT（计数器当前值）、ARR（自动重装载值）之外，还多了一个值CCRx（捕获/比较寄存器值）。
  • 当CNT小于CCRx时，TIMx_CHx通道输出低电平；
  • 当CNT等于或大于CCRx时，TIMx_CHx通道输出高电平。
  • 在一个周期内：
    • 定时器从0开始向上计数
    • 0-t1段：定时器计数器TIMx_CNT值小于CCRx值,输出低电平
    • t1-t2段：定时器计数器TIMx_CNT值大于CCRx值,输出高电平
    • 当TIMx_CNT值达到ARR时,定时器溢出,重新向上计数...循环此过程
    • 一个PWM周期完成

TIMx_ARR寄存器确定PWM频率，TIMx_CCRx寄存器确定占空比

PWM的频率计算方法如下：

        单位：HZ

        arr ：计数器值

        psc ：预分频值

PWM占空比及其计算方法：

        概念：高电平占总时间长度

        公式：

        配置理念：若配置脉冲计数器TIMx_CNT为向上计数，而重载寄存器TIMx_ARR配置为N，即TIMx_CNT的当前计数值数值X在TIMxCLK时钟源的驱动下不断累加，当TIMx_CNT的数值X大于N时，会重置TIMx_CNT数值为0重新计数。 而在TIMxCNT计数的同时，TIMxCNT的计数值X会与比较寄存器TIMx_CCR预先存储了的数值A进行比较，当脉冲计数器TIMx_CNT的数值X小于比较寄存器TIMx_CCR的值A时，输出高电平（或低电平），相反地，当脉冲计数器的数值X大于或等于比较寄存器的值A时，输出低电平（或高电平）。 如此循环，得到的输出脉冲周期就为重载寄存器TIMx_ARR存储的数值(N+1)乘以触发脉冲的时钟周期，其脉冲宽度则为比较寄存器TIMx_CCR的值A乘以触发脉冲的时钟周期，即输出PWM的占空比为A/(N+1)。

简而言之：修改CCR1可以修改占空比，修改arr可以修改频率

        

接下来介绍通过CubeMX实现PWM波输出的方法：

由于需要双路输出，设定PB8,PA10分别通过TIM4-CH3，TIM1-CH3进行PWM输出

同时PA4,5,6,7输出来控制电机转动

开启RCC的HSE

调节TIM1,4，开启响应通道的PWM产生，PSC设置为84-1，ARR设置为1000-1

 

开启TIM2,3中断，并在中断中调整下自己需要的优先级

时钟勾选HSE，改到最大

Project Manager中该勾的勾，没什么好说的，生成函数

生成函数之后在while前开中断、开PWM

HAL_TIM_Base_Start_IT(&htim2);//开启TIM2定时器中断
HAL_TIM_Base_Start_IT(&htim3);
HAL_TIM_PWM_Start(&htim4,TIM_CHANNEL_3);//开启PWM波
HAL_TIM_PWM_Start(&htim1,TIM_CHANNEL_3);//开启PWM波

主函数前中断回调函数调整占空比

void HAL_TIM_PeriodElapsedCallback(TIM_HandleTypeDef *htim)//回调函数
{
	if(htim==&htim2)
	{
		__HAL_TIM_SET_COMPARE(&htim4,TIM_CHANNEL_3,CRR);//(修改CCR值,改变占空比)
	}
	if(htim==&htim3)
	{
		__HAL_TIM_SET_COMPARE(&htim1,TIM_CHANNEL_3,CRR);//(修改CCR值,改变占空比)                                                                                        
	}
}

main函数中调整电平控制电机转动

		HAL_GPIO_WritePin(GPIOA,GPIO_PIN_4,GPIO_PIN_SET);
		HAL_GPIO_WritePin(GPIOA,GPIO_PIN_5,GPIO_PIN_RESET);
		HAL_GPIO_WritePin(GPIOA,GPIO_PIN_6,GPIO_PIN_SET); 
		HAL_GPIO_WritePin(GPIOA,GPIO_PIN_7,GPIO_PIN_RESET);

PWM波就写好了，只要改变CRR，就可以改变占空比来实现电机调速。

L298N的接口

通道A和通道B跳线帽拔掉，靠下端的接口接PWM输入，输出A,B分别接两个电机的正负极。

逻辑输入接4个电机控制端。

转速电机xffxff0cxff0stm32单片机嵌入式硬件

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