TIM输出比较之PWM驱动直流电机应用案例

news2024/12/25 2:17:42

文章目录

  • 前言
  • 一、应用案例演示
  • 二、电路接线图
  • 三、应用案例代码
  • 四、应用案例分析
    • 4.1 初始化PWM模块
      • 4.1.1 RCC开启时钟
      • 4.1.2 配置时基单元
      • 4.1.3 配置输出比较单元
      • 4.1.4 配置GPIO
      • 4.1.5 运行控制
    • 4.2 PWM输出模块
    • 4.3 电机模块
      • 4.3.1 Motor初始化模块
      • 4.3.2 电机调速模块
    • 4.4 主程序

前言

提示：本文主要用作在学习江科大自化协STM32入门教程后做的归纳总结笔记，旨在学习记录，如有侵权请联系作者
本案例实现了一个利用输出占空比可调的PWM信号来驱动直流电机的功能。每按一次按键电机按照增量或减量的速度正反转动，比如按一下，OLED上显示当前的速度值为+20，再按一下，+40，以此类推。其中正转显示为+，反转显示为-。

一、应用案例演示

TIM输出比较之PWM驱动直流电机

二、电路接线图

这里红色的模块是TB6612电机驱动模块，它的第一个引脚VM为电机电源，同样的我们可以把它接到STLINK的5V引脚上。第二个VCC逻辑电源，接面包板3.3V正极。第三个GND电源负极，接面包板的负极。之后AO1、AO2电机输出端，接电机的两根线。STBY待机控制脚，不需要待机，直接接逻辑电源3.3V正极。剩下的三个是控制引脚，AIN1和AIN2是方向控制，任意接两个GPIO就行了，这里我接的是PA4和PA5两个引脚。PWMA是速度控制，需要接PWM的输出脚，这里我接的是PA2这个引脚。最后在PB1接了一个按键用于控制电机。
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述

三、应用案例代码

PWM.h文件：

#ifndef __PWM_H
#define __PWM_H

void PWM_Init(void);
void PWM_SetCompare3(uint16_t Compare);

#endif

PWM.c实现文件：

#include "stm32f10x.h"                  // Device header

void PWM_Init(void)
{
	RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM2, ENABLE);
	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);
	
	GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_2;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
	GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
	
	TIM_InternalClockConfig(TIM2);
	
	TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseInitStructure;
	TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1;
	TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;
	TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Period = 100 - 1;		//ARR
	TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Prescaler = 36 - 1;		//PSC
	TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_RepetitionCounter = 0;
	TIM_TimeBaseInit(TIM2, &TIM_TimeBaseInitStructure);
	
	TIM_OCInitTypeDef TIM_OCInitStructure;
	TIM_OCStructInit(&TIM_OCInitStructure);
	TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM1;
	TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_High;
	TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable;
	TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse = 0;		//CCR
	TIM_OC3Init(TIM2, &TIM_OCInitStructure);
	
	TIM_Cmd(TIM2, ENABLE);
}

void PWM_SetCompare3(uint16_t Compare)
{
	TIM_SetCompare3(TIM2, Compare);
}

电机头文件Motor.h：

#ifndef __MOTOR_H
#define __MOTOR_H

void Motor_Init(void);
void Motor_SetSpeed(int8_t Speed);

#endif

电机实现文件Motor.c：

#include "stm32f10x.h"                  // Device header
#include "PWM.h"

void Motor_Init(void)
{
	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);
	
	GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_4 | GPIO_Pin_5;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
	GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
	
	PWM_Init();
}

void Motor_SetSpeed(int8_t Speed)
{
	if (Speed >= 0)
	{
		GPIO_SetBits(GPIOA, GPIO_Pin_4);
		GPIO_ResetBits(GPIOA, GPIO_Pin_5);
		PWM_SetCompare3(Speed);
	}
	else
	{
		GPIO_ResetBits(GPIOA, GPIO_Pin_4);
		GPIO_SetBits(GPIOA, GPIO_Pin_5);
		PWM_SetCompare3(-Speed);
	}
}

主程序main.c：

#include "stm32f10x.h"                  // Device header
#include "Delay.h"
#include "OLED.h"
#include "Motor.h"
#include "Key.h"

uint8_t KeyNum;
int8_t Speed;

int main(void)
{
	OLED_Init();
	Motor_Init();
	Key_Init();
	
	OLED_ShowString(1, 1, "Speed:");
	
	while (1)
	{
		KeyNum = Key_GetNum();
		if (KeyNum == 1)
		{
			Speed += 20;
			if (Speed > 100)
			{
				Speed = -100;
			}
		}
		Motor_SetSpeed(Speed);
		OLED_ShowSignedNum(1, 7, Speed, 3);
	}
}

完整工程：TIM输出比较之PWM驱动直流电机应用案例

四、应用案例分析

整体思路与LED呼吸灯那一章节基本是一致的，在那一章里已经讲得非常详细了，这里就不再累述了，不懂的可以回过头去看一看。

文章传送门在此：TIM输出比较之PWM驱动LED呼吸灯应用案例

在这里插入图片描述

这里需要注意的是，本案例换了一个GPIO口，所以对应的定时器的通道也要更换。如下表所示，可以看到PA2对应的是TIM2的CH3通道。

在这里插入图片描述

4.1 初始化PWM模块

4.1.1 RCC开启时钟

RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM2, ENABLE);
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);

4.1.2 配置时基单元

TIM_InternalClockConfig(TIM2);
	
TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseInitStructure;
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1;
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Period = 100 - 1;		//ARR
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Prescaler = 36 - 1;		//PSC
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_RepetitionCounter = 0;
TIM_TimeBaseInit(TIM2, &TIM_TimeBaseInitStructure);

TIM_InternalClockConfig(TIM2);//选择时基单元的时钟源，选择内部时钟。若不调用这个函数，系统上电后默认也是内部时钟。

计算公式如下：
PWM频率：Freq = CK_PSC / (PSC + 1) / (ARR + 1)
PWM占空比：Duty = CCR / (ARR + 1)
PWM分辨率：Reso = 1 / (ARR + 1)
换算公式：1 MHz = 1,000 KHz = 1,000,000 Hz

假设我要输出一个频率为1KHz，占空比为50%，分辨率为1%的PWM波形，时钟源选择内部时钟，也就是说CK_PSC=72MHz。

代入公式计算可得：
Freq =1000 = 72000000 / 720 / 100
那么可以推算出PSC为719，ARR为99
同样的道理，Duty = 50% = CCR / 100，推算出CCR为50。
同样也可以推算出周期 T = 1 / 1000 = 0.001秒，也就是1毫秒。（频率是周期的倒数 f = 1 / T）

输出频率为1KHz，占空比为50%(CCR设置为50)，分辨率为1%(受占空比变化影响)的PWM波形代码如下：

TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseInitStructure;
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1;
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Period = 100 - 1;		//ARR
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Prescaler = 720- 1;		//PSC
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_RepetitionCounter = 0;
TIM_TimeBaseInit(TIM2, &TIM_TimeBaseInitStructure);

那如果我们设置频率为1KHz的话就会出现一个问题，就是这个电机会发出蜂鸣器的响声，在堵转的时候很明显。因为电机里面也是线圈和磁铁，所以在PWM的驱动下会发出蜂鸣器的声音，这是正常现象。那有什么办法可以避免呢？研究表明，人耳能听到的范围是20Hz到20KHz，那这样的话我们可以把频率调到人耳能接受的范围就可以了。

加大频率我们可以通过减小预分频器来完成，这样不会影响占空比。所以我们给这个预分频器去掉一个0，那就是10KHz了。再减半为36，那就是20KHz了。

那么输出频率为20KHz的PWM波形代码如下：

TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseInitStructure;
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1;
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Period = 100 - 1;		//ARR
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Prescaler = 36 - 1;		//PSC
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_RepetitionCounter = 0;
TIM_TimeBaseInit(TIM2, &TIM_TimeBaseInitStructure);

4.1.3 配置输出比较单元

TIM_OCInitTypeDef TIM_OCInitStructure;
TIM_OCStructInit(&TIM_OCInitStructure);
TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM1;
TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_High;
TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable;
TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse = 0;		//CCR
TIM_OC3Init(TIM2, &TIM_OCInitStructure);

4.1.4 配置GPIO

GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_2;
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);

4.1.5 运行控制

TIM_Cmd(TIM2, ENABLE);

4.2 PWM输出模块

void PWM_SetCompare3(uint16_t Compare)
{
	TIM_SetCompare3(TIM2, Compare);
}

4.3 电机模块

4.3.1 Motor初始化模块

void Motor_Init(void)
{
	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);
	
	GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_4 | GPIO_Pin_5;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
	GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
	
	PWM_Init();
}

电机模块的初始化包括两个部分，分别是控制电机正反转的两个GPIO（PA4和PA5）以及PWM模块。

4.3.2 电机调速模块

void Motor_SetSpeed(int8_t Speed)
{
	if (Speed >= 0)
	{
		GPIO_SetBits(GPIOA, GPIO_Pin_4);
		GPIO_ResetBits(GPIOA, GPIO_Pin_5);
		PWM_SetCompare3(Speed);
	}
	else
	{
		GPIO_ResetBits(GPIOA, GPIO_Pin_4);
		GPIO_SetBits(GPIOA, GPIO_Pin_5);
		PWM_SetCompare3(-Speed);
	}
}

GPIO_SetBits()和GPIO_ResetBits()用于设置电机正反转，PWM_SetCompare3函数用于设置电机速度。

在这里插入图片描述

4.4 主程序

主程序在while(1)主循环里通过获取按键按下的状态对电机进行调速，当速度超过100的时候反方向运行。

#include "stm32f10x.h"                  // Device header
#include "Delay.h"
#include "OLED.h"
#include "Motor.h"
#include "Key.h"

uint8_t KeyNum;
int8_t Speed;

int main(void)
{
	OLED_Init();
	Motor_Init();
	Key_Init();
	
	OLED_ShowString(1, 1, "Speed:");
	
	while (1)
	{
		KeyNum = Key_GetNum();
		if (KeyNum == 1)
		{
			Speed += 20;
			if (Speed > 100)
			{
				Speed = -100;
			}
		}
		Motor_SetSpeed(Speed);
		OLED_ShowSignedNum(1, 7, Speed, 3);
	}
}

本文来自互联网用户投稿，该文观点仅代表作者本人，不代表本站立场。本站仅提供信息存储空间服务，不拥有所有权，不承担相关法律责任。如若转载，请注明出处：http://www.coloradmin.cn/o/2065812.html

如若内容造成侵权/违法违规/事实不符，请联系多彩编程网进行投诉反馈，一经查实，立即删除！

相关文章

0基础学习Python路径（21）Python NameSpaceScope

0基础学习Python路径（21）Python NameSpaceScope

命名空间定义了在某个作用域内变量名和绑定值之间的对应关系，命名空间是键值对的集合，变量名与值是一一对应关系。作用域定义了命名空间中的变量能够在多大范围内起作用。 命名空间在 Python 解释器中是以字典的形式存在的，是以一种可以看得…
阅读更多...
Linux Nvidia驱动一览

Linux Nvidia驱动一览

Unix Drivers | NVIDIAUnix Drivershttps://www.nvidia.cn/drivers/unix/
阅读更多...
告别手动录入，自动化PDF转Excel工具精选

告别手动录入，自动化PDF转Excel工具精选

PDF文件可以跨平台高兼容，这就使得在很多需要保存页面版式的文件我们都用PDF格式进行传输。很多时候Excel文件也被这样转发，可是编辑却成为了问题，这时候要是能有pdf转换成excel的工具就能事半功倍了。 1.福昕PDF转换大师 链接一下>>…
阅读更多...
【项目】微服务及时通讯系统：客户端环境搭建

【项目】微服务及时通讯系统：客户端环境搭建

1. 安装Qt6 下载在线安装工具 Qt6 相比 Qt5 在模块重组、图形渲染、性能优化和 C 标准支持方面都有显著改进，但不完全向后兼容，需要对旧代码进行调整。 Qt6项目中，一旦代码规模变大了，使用MinGW编译速度就会慢很多。MSVC&…
阅读更多...
JavaWeb基础 -- Cookies与Session的区别

JavaWeb基础 -- Cookies与Session的区别

JavaWeb基础 – Cookies与Session的区别 1.内容简介 在Java开发面试过程中这类问题也是经常被面试官问到，因此本章将会讲解Cookies与Session的区别，与此同时也会顺带讲解Token、JWT的区别。 2.C/S会话 2.1 产生原因 HTTP协议是无状态的，即…
阅读更多...
Linux权限管理应用实例

Linux权限管理应用实例

目录 权限管理应用实例1 权限管理应用实例2 权限管理应用实例3 权限管理应用实例1 有两个组police和bandit，四个用户jack，jerry，xh，xq。 权限管理应用实例2 创建这两个组还有四个用户，并且给这些用户设置密码。 …
阅读更多...
C++ 设计模式——命令模式

C++ 设计模式——命令模式

C 设计模式——命令模式 C 设计模式——命令模式主要组成部分构建过程命令模式 UML 图UML 图解析 命令模式的优点命令模式的缺点命令模式适用场景总结完整代码 C 设计模式——命令模式 命令(Command)模式是一种行为型模式，它将请求封装为对象，从而使您能…
阅读更多...
百度云语音识别demo验证

百度云语音识别demo验证

百度云语音识别调研 百度语音识别API: https://ai.baidu.com/ai-doc/SPEECH/il9mh8cjb 1: 注册登录百度账户. 2:打开控制台选择语音技术. 3: 领取免费额度(个人账户.企业账户不确定是否免费额度一样) 4: 由于开发测试使用,可以选择不需要包名. 5: 下载demo程序: https://g…
阅读更多...
pat1074 k个一组反转链表

pat1074 k个一组反转链表

是我的错觉吗 直接把%d赋值给数组小标，不能把值副进去？ 可是这样可以？ 乱套了这 同样的代码 所以暂时将你眼睛闭了起来 所以还是好好老实两次赋值 。。。 写糊了已经 注意这句话 链表中部翻转： 不带dummy真的好麻烦且头…
阅读更多...
苹果手机照片格式heic怎么改jpg？教你3招快速转换

苹果手机照片格式heic怎么改jpg？教你3招快速转换

苹果手机照片格式heic怎么改jpg？将苹果手机照片格式从HEIC转为JPG，在日常使用中带来了极大便利。HEIC格式虽高效节省空间，但兼容性不如JPG广泛。转为JPG后，照片能轻松在多数设备、软件和在线平台上分享、打印或编辑，无…
阅读更多...
SmartGit-Git版本控制系统的图形化客户端

SmartGit-Git版本控制系统的图形化客户端

SmartGit： SmartGit是一款免费的、专业的Git版本控制系统的图形化客户端。它适用于Windows、Mac和Linux等多种操作系统，提供了直观的用户界面和丰富的功能。支持创建、克隆、推送、拉取、合并和管理Git仓库，以及强大的分支管理功能。还提供了…
阅读更多...
武汉流星汇聚：亚马逊中国卖家精准布局，万圣节装饰热销引领潮流

武汉流星汇聚：亚马逊中国卖家精准布局，万圣节装饰热销引领潮流

随着秋风渐起，万圣节的脚步虽还远在三个月之后，但消费者对于节日氛围的营造与期待已悄然升温。在亚马逊这一全球电商巨头的平台上，万圣节相关产品的搜索热潮正以前所未有的速度席卷而来，为中国卖家提供了又一个展示实力、捕捉商机…
阅读更多...
大模型概念入门：探索这一AI技术的奥秘

大模型概念入门：探索这一AI技术的奥秘

一、引言 ChatGPT、Open AI、大模型、提示词工程、Token、幻觉等人工智能的黑话，在2023年这个普通却又神奇的年份里，反复的冲刷着大家的认知。让一部分人彻底躺平的同时，让另外一部分人开始焦虑起来，生怕在这个人工智能的奇迹之年…
阅读更多...
无人机搭载的高压喷水清洗技术详解

无人机搭载的高压喷水清洗技术详解

随着城市化进程的加速，高空建筑、桥梁、电力设施等清洁维护问题日益凸显。传统的人工清洗方式不仅效率低下、成本高昂，还存在高空作业安全风险。无人机搭载的高压喷水清洗技术应运而生，以其独特的优势成为解决这一难题的新方案。该技术通过无…
阅读更多...
不看表了

不看表了

前段时间重温了一遍刘德华在1992年拍的《赌城大亨-新哥传奇》，里面叶倩文唱的《不了情》，顾媚唱的太凄，小凤姐唱的太醇，而莎莉叶倩文唱的太有大时代风云际会儿女情长味道。 刘德华华仔和邱淑贞豆豆，合作拍摄的两部大佬…
阅读更多...
网络空间安全中的数字孪生技术研究

网络空间安全中的数字孪生技术研究

源自：系统仿真学报 作者：任乾坤,熊鑫立,刘京菊，姚倩 注：若出现显示不完全的情况，可 V 搜索“人工智能技术与咨询”查看完整文章 人工智能、大数据、多模态大模型、计算机视觉、自然语言处理、数字孪生、深度强化学习…
阅读更多...
软件工程造价师习题练习 19

软件工程造价师习题练习 19

1.在 A 系统中，用户可以对白名单进行新增、删除与查询的操作。在查询的过程中，用户在搜索框内录入关键字，这个“录入”可以识别为非基本过程。 正确 错误 在A系统中，用户对白名单进行新增、删除与查询的操作构成了系统的主要功能…
阅读更多...
Scheme3.0标准之重要特性及用法实例(三十五)

Scheme3.0标准之重要特性及用法实例(三十五)

简介： CSDN博客专家，专注Android/Linux系统，分享多mic语音方案、音视频、编解码等技术，与大家一起成长！ 新书发布：《Android系统多媒体进阶实战》🚀 优质专栏： Audio工程师进阶系列…
阅读更多...
【Python进阶（八）】——数据框

【Python进阶（八）】——数据框

🍉CSDN小墨&晓末:https://blog.csdn.net/jd1813346972 个人介绍: 研一｜统计学｜干货分享          擅长Python、Matlab、R等主流编程软件          累计十余项国家级比赛奖项，参与研究经费10w、40w级横向 文…
阅读更多...
JetBrains 开发工具——学生授权免费申请指南

JetBrains 开发工具——学生授权免费申请指南

2022 JetBrains 开发工具——学生授权免费申请指南 | JetBrains 博客https://blog.jetbrains.com/zh-hans/blog/2022/08/24/2022-jetbrains-student-program/ 第一次下载datagrip试用期一个月，在读学生申请试用期1年，可续期。 参考第一个文档申请学生认…
阅读更多...
推荐文章
最新文章

Copyright @ 2022~2023