代码收藏家技术教程 2023-06-07

使用STM32的PWM模块控制直流电机

PWM介绍

脉冲宽度调制(PWM)，是英文“Pulse Width Modulation”的缩写，简称脉宽调制，是利用微处理器的数字输出来对模拟电路进行控制的一种非常有效的技术。简单一点，就是对脉冲宽度的控制

PWM的原理：

假定定时器工作在向上计数 PWM 模式，且当 CNT=CCRx 时输出 1。那么就可以得到如上的 PWM 示意图：当 CNT 值小于 CCRx 的时候，IO 输出低电平(0)，当 CNT 值大于等于 CCRx 的时候， IO 输出高电平(1)，当 CNT 达到 ARR 值的时候，重新归零，然后重新向上计数，依次循环。改变 CCRx 的值，就可以改变 PWM 输出的占空比，改变 ARR 的值，就可以改变 PWM 输出的频率，这就是 PWM 输出的原理

高级定时器 TIM1 和 TIM8 可以同时产生多达 7 路的 PWM 输出。而通用定时器也能同时产生多达 4 路的 PWM 输出，因此一个定时器便足以产生两个PWM输出。

PWM参数计算公式：

1.）pwm频率：72M/（PSC+1）/(ARR+1)

2.) pwm占空比：CCR/(ARR+1)

3.）pwm分辨率：1/（ARR+1）

配置步骤：

1.开启 TIM2 时钟，配置对应引脚为复用推挽输出。

//设置pwm，同样需要用到定时器。采用内部时钟。
	//使能定时器TIM1的rcc时钟
	RCC_APB1PeriphResetCmd(RCC_APB1Periph_TIM2,ENABLE);
	//pwm输出引脚初始化
	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);
	GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
	GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);

2.设置 TIM2 的 ARR 和 PSC。

	//初始化定时器
	TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseInitStruct;
	TIM_TimeBaseInitStruct.TIM_ClockDivision=TIM_CKD_DIV1;
	TIM_TimeBaseInitStruct.TIM_CounterMode=TIM_CounterMode_Up;
	TIM_TimeBaseInitStruct.TIM_Period=arr;
	TIM_TimeBaseInitStruct.TIM_Prescaler=psc;
	TIM_TimeBaseInitStruct.TIM_RepetitionCounter=0;
	TIM_TimeBaseInit(TIM2,&TIM_TimeBaseInitStruct);

3.设置 TIM3_CH2 的 PWM 模式。

    TIM_OCInitTypeDef  TIM_OCInitStruct;
/*因为该结构体包含了高级定时器的相关变量，而我们初始化这个结构体时，并没有完全配置，因此可能会出现一些奇怪的问题。故我们可以先对该结构体全部初始化一遍。*/
//调用这个函数即可。	TIM_OCStructInit(&TIM_OCInitStruct);
TIM_OCStructInit(&TIM_OCInitStruct);
	TIM_OCInitStruct.TIM_OCMode=TIM_OCMode_PWM1;
	TIM_OCInitStruct.TIM_OCPolarity=TIM_OCPolarity_High;
	TIM_OCInitStruct.TIM_OutputState=TIM_OutputState_Enable;
	TIM_OCInitStruct.TIM_Pulse=ccr;
	TIM_OC1Init(TIM2,&TIM_OCInitStruct);

4.使能 TIM2 的 CH1 输出，使能 TIM2。

	TIM_Cmd(TIM2, ENABLE);

5.修改 TIM3_CCR2 来控制占空比。

那么到这里PWM就配置完成了。由于电机需要有方向控制。故还需要配置方向

void MiniBalance_Motor_Init(void)
{
  GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
  RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB, ENABLE); //使能PB端口时钟
  GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_12|GPIO_Pin_13|GPIO_Pin_14|GPIO_Pin_15;	//端口配置
  GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;      //推挽输出
	GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;     //50M
  GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);					      //根据设定参数初始化GPIOB 
}

接着，输出占空比。

void set_motor(int moto1,int moto2)
{
    	if(moto1>0)			AIN2=0,			AIN1=1;
			else 	          AIN2=1,			AIN1=0;
			PWMA=myabs(moto1);
		if(moto2>0)	BIN1=0,			BIN2=1;
			else        BIN1=1,			BIN2=0;
			PWMB=myabs(moto2);	
    //限幅
    int Amplitude=6900;    //===PWM满幅是7200 限制在6900
    //		if(Flag_Qian==1)  Moto1+=DIFFERENCE;  //DIFFERENCE是一个衡量平衡小车电机和机械安装        //差异的一个变量。直接作用于输出，让小车具有更好的一致性。
    if(Moto1<-Amplitude) Moto1=-Amplitude;	
	if(Moto1>Amplitude)  Moto1=Amplitude;	
	if(Moto2<-Amplitude) Moto2=-Amplitude;	
	if(Moto2>Amplitude)  Moto2=Amplitude;	
}

最后，在中断中运行即可。