STM32F103C8直流電機學習

一、原理圖以及簡介

電機如下：

 通常電機需要正反轉會需要一個電機驅動板，電機接到電機接口。

電機驅動板如下：

 

 

 

 電機狀態表如下：

不同的電機驅動板可能會有略微不同，有的IN1,IN2之外可能還會有ENA輸入信號去PWM脈衝信號來調速度，這個電機驅動板就沒有，就通過直接給IN1,IN2引腳PWM信號，比如左輪正轉，IN1輸入PWM的佔空比一直爲0，IN1和IN2同時爲0就不轉，IN2輸入不同佔空比去調速，關於調速下面也會說到。

STM32板子連接電機驅動板，STM32F103C8T對應電機的引腳圖：

 

 

PWM波形如下：

 

佔空比：

D = t1/T ;

電機的平均轉速爲：  

Va = Vmax*D ;

其中Va指的是電機的平均速度，Vmax是指電機在全通電時最大速度，D指的是佔空比。由上面的公式可見，當改變佔空比D時，就可以得到不同電機平均速度Va,從而達到調速的目的。

 

二、代碼

初始化電機PWM定時器，初始化定時器3和定時器4作爲PWM控制電機，239的預分頻，1000的自動重裝載值，主時鐘是72M,定時器時鐘CK_CNT=72,000,000/(239+1)，定時器時鐘是300,000HZ，1/300000≈3.3us計數一次，計數達到1000次，產生一次中斷重新從0開始計數

//初始化電機PWM定時

void setup_car_pwm(void) {

//小車 pwm 初始化

TIM3_Pwm_Init(1000, 239);

TIM4_Pwm_Init(1000, 239);

car_pwm_set(0,0); //設置小車的左右輪速度爲0

}

 引腳配置如下圖：

初始化定時器3的PWM模式，PB0配置成定時器3的PWM模式通道3，PB1配置成定時器3的PWM模式的通道4

void TIM3_Pwm_Init(u16 arr,u16 psc)

{  

GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;

TIM_TimeBaseInitTypeDef  TIM_TimeBaseStructure;

TIM_OCInitTypeDef  TIM_OCInitStructure;



RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM3, ENABLE);  

RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB, ENABLE);  



GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0 | GPIO_Pin_1;   //對應CH3通道PB0

GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;   

GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;

GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);



TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = arr;  

TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler =psc;

TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = 0;

TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;  

TIM_TimeBaseInit(TIM3, &TIM_TimeBaseStructure);



TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM1;

TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable;  

TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_High;  

TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse=500;



TIM_OC3Init(TIM3, &TIM_OCInitStructure);        

TIM_OC3PreloadConfig(TIM3, TIM_OCPreload_Enable);



TIM_OC4Init(TIM3, &TIM_OCInitStructure);        

TIM_OC4PreloadConfig(TIM3, TIM_OCPreload_Enable);



TIM_Cmd(TIM3, ENABLE);  



}

初始化定時器4的PWM模式，PB8配置成定時器4的PWM模式通道3，PB9配置成定時器4的PWM模式的通道4

void TIM4_Pwm_Init(u16 arr,u16 psc) {  



GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;

TIM_TimeBaseInitTypeDef  TIM_TimeBaseStructure;

TIM_OCInitTypeDef  TIM_OCInitStructure;



RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM4, ENABLE);  

RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB, ENABLE);  



GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_8 | GPIO_Pin_9;   //對應CH3通道PB0

GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;   

GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;

GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);



TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = arr;  

TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler =psc;

TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = 0;

TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;  

TIM_TimeBaseInit(TIM4, &TIM_TimeBaseStructure);



TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM1;

TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable;  

TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_High;  

TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse=500;



TIM_OC3Init(TIM4, &TIM_OCInitStructure);        

TIM_OC3PreloadConfig(TIM4, TIM_OCPreload_Enable);



TIM_OC4Init(TIM4, &TIM_OCInitStructure);        

TIM_OC4PreloadConfig(TIM4, TIM_OCPreload_Enable);



TIM_Cmd(TIM4, ENABLE);  

}

小車PWM調速，右輪對應的是IN3、IN4控制，也就是PB8、PB9對應的定時器4的通道3和通道4。左輪對應是IN1、IN2控制，對應PB0、PB1定時器3的通道3和通道4。前進就兩個輪子左輪正轉右輪正轉，設置相同的1~1000範圍的CRR調佔空比調節速度。退後就是相反的。

//小車控制函數

//參數 左輪速度和右輪速度 範圍 -1000 到 1000

void car_pwm_set(int car_left, int car_right) {

    static int car_left_bak, car_right_bak;

    if(car_left >= CYCLE)car_left = CYCLE-1;

    else if(car_left <= -CYCLE)car_left = -CYCLE+1;

    else if(car_left == 0)car_left = 1;



    if(car_right >= CYCLE)car_right = CYCLE-1;

    else if(car_right <= -CYCLE)car_right = -CYCLE+1;

    else if(car_right == 0)car_right = 1;



    car_left = -car_left;

    car_right = -car_right;



    car_left = car_left/car_dw;

    car_right = car_right/car_dw;



    if(car_right>0) {

        TIM_SetCompare4(TIM4,1);

        TIM_SetCompare3(TIM4,car_right);

    } else if(car_right<0){

        TIM_SetCompare4(TIM4,-car_right);

        TIM_SetCompare3(TIM4,1);

    } else {

        TIM_SetCompare4(TIM4,CYCLE - 1);

        TIM_SetCompare3(TIM4,CYCLE - 1);//CYCLE=1000
    
    }


    if(car_left>0) {

        TIM_SetCompare4(TIM3,1);

    TIM_SetCompare3(TIM3,car_left);

    } else if(car_left<0){

        TIM_SetCompare4(TIM3,-car_left);

        TIM_SetCompare3(TIM3,1);

    } else {

        TIM_SetCompare4(TIM3,CYCLE - 1);

        TIM_SetCompare3(TIM3,CYCLE - 1);

    }
	return;
}