STM32智能小车——PWM驱动直流电机

admin • 2021-12-17 21:51 • 物联网

文章目录

一、硬件连接
二、软件驱动代码编写
- 1.初始化代码
- 2.电机驱动代码
总结

大家好哇！我是小光，嵌入式爱好者，一个想要成为系统架构师的普通大学生。
进入正题，最近在做小车，目前已经可以跑起来了，然后就是加入各种各样的传感器，使得她的功能更加丰富。
本次就谈谈做小车中的第一步，也是最重要的一步：PWM驱动直流减速电机，也是就让小车跑起来。
非常感谢大家的阅读，如果有不对的地方欢迎指正

一、硬件连接

1.器件清单：

1.STM32F103C8T6最小系统板
2.直流减速电机
3.TB6612FNG驱动模块

2.接线：

接线方式1（PWM驱动电机）：
PWMA----PA11：接板子可设置PWM的IO口，
PWMA----PA2:接板子可设置PWM的IO口；
STBY------3.3v：使能；
AIN1-------PB12：普通IO口；
AIN2-------PB13：普通IO口；
BIN1-------PB14：普通IO口；
BIN2-------PB15：普通IO口；
VM---------12V电源正极：供电；
GND-------电源负极；
VCC--------板子5V；
GND--------板子GND；
A1（AO1）————电机1（无正负）
A2（AO2）————电机1（无正负，和正传反转有关）
B1（BO1）————电机2（无正负）
B2（BO2）————电机2（无正负，和正传反转有关）
注意：TB6612一定要和板子共地；
接线方式2（不空速）：
不用接PWMA和PWMB就可以了。

3.驱动电机

现在就说说为什么这样接线吧：

我们只需要让四个IO输出相应的高低电平，然后通过PWM调速，就可以让小车动起来了，是不是很简单（狗头保命），好了，下面开始讲解软件部分。

二、软件驱动代码编写

1.初始化代码

代码示例：

void Motor_Init(u16 arr,u16 psc)
{
	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 
	
	PWM_Init(arr,psc);
}

这就是很简单的GPIO初始化啦，然后就是PWM初始化：

/**************************************************************************
函数功能：控制电机的两路PWM初始化
入口参数：无
返回  值：无
**************************************************************************/
void PWM_Init(u16 arr,u16 psc)
{		 		
	GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
	TIM_TimeBaseInitTypeDef  TIM_TimeBaseStructure;
	TIM_OCInitTypeDef  TIM_OCInitStructure;
	//使能GPIO和定时器时钟
	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_TIM1, ENABLE);    //
  RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM2, ENABLE);	
	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA , ENABLE);  //使能GPIO外设时钟使能
	//设置该引脚为复用输出功能,输出TIM1 CH4和TIM2 CH3的PWM脉冲波形
	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_2|GPIO_Pin_11;   //TIM_CH1 //TIM_CH4
	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;         //复用推挽输出
	GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
	GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
  //初始化定时器arr、psc
	TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = arr;                //设置在下一个更新事件装入活动的自动重装载寄存器周期的值	 
	TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler =psc;              //设置用来作为TIMx时钟频率除数的预分频值  不分频
	TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = 0;           //设置时钟分割:TDTS = Tck_tim
	TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;  //TIM向上计数模式
	TIM_TimeBaseInit(TIM1, &TIM_TimeBaseStructure);        //根据TIM_TimeBaseInitStruct中指定的参数初始化TIMx的时间基数单位
  //初始化比较参数
	TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM1;      //选择定时器模式:TIM脉冲宽度调制模式1
	TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable; //比较输出使能
	TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse = 0;                            //设置待装入捕获比较寄存器的脉冲值
	TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_High;     //输出极性:TIM输出比较极性高
	TIM_OC4Init(TIM1, &TIM_OCInitStructure);               //根据TIM_OCInitStruct中指定的参数初始化外设TIMx
  //MOE 主输出使能	
	TIM_CtrlPWMOutputs(TIM1,ENABLE);	                  
  //CH4预装载使能	 
	TIM_OC4PreloadConfig(TIM1, TIM_OCPreload_Enable);     
  //使能TIMx在ARR上的预装载寄存器
	TIM_ARRPreloadConfig(TIM1, ENABLE);                   
  //使能TIM1
	TIM_Cmd(TIM1, ENABLE);                                
	
	//TIM2_CH3
	TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = arr;                //设置在下一个更新事件装入活动的自动重装载寄存器周期的值	 
	TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler =psc;              //设置用来作为TIMx时钟频率除数的预分频值  不分频
	TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = 0;           //设置时钟分割:TDTS = Tck_tim
	TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;  //TIM向上计数模式
	TIM_TimeBaseInit(TIM2, &TIM_TimeBaseStructure);        //根据TIM_TimeBaseInitStruct中指定的参数初始化TIMx的时间基数单位


	TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM1;      //选择定时器模式:TIM脉冲宽度调制模式1
	TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable; //比较输出使能
	TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse = 0;                            //设置待装入捕获比较寄存器的脉冲值
	TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_High;     //输出极性:TIM输出比较极性高
	TIM_OC3Init(TIM2, &TIM_OCInitStructure);               //根据TIM_OCInitStruct中指定的参数初始化外设TIMx

	TIM_CtrlPWMOutputs(TIM2,ENABLE);	                  //MOE 主输出使能	

	TIM_OC3PreloadConfig(TIM2, TIM_OCPreload_Enable);     //CH3预装载使能	 

	TIM_ARRPreloadConfig(TIM2, ENABLE);                   //使能TIMx在ARR上的预装载寄存器

	TIM_Cmd(TIM2, ENABLE);                                //使能TIM2
}

大家可以仔细看看注释，这里我用的是PA11（TIM1 CH4）和 PA2（TIM2 CH3），这样我们就初始化完了。

2.电机驱动代码

.h文件：

//位带操作,实现51类似的GPIO控制功能
//具体实现思想,参考<<CM3权威指南>>第五章(87页~92页).
//IO口操作宏定义
#define BITBAND(addr, bitnum) ((addr & 0xF0000000)+0x2000000+((addr &0xFFFFF)<<5)+(bitnum<<2)) 
#define MEM_ADDR(addr)  *((volatile unsigned long  *)(addr)) 
#define BIT_ADDR(addr, bitnum)   MEM_ADDR(BITBAND(addr, bitnum)) 

//IO口地址映射
#define GPIOA_ODR_Addr    (GPIOA_BASE+12) //0x4001080C 
#define GPIOB_ODR_Addr    (GPIOB_BASE+12) //0x40010C0C    

#define GPIOA_IDR_Addr    (GPIOA_BASE+8) //0x40010808 
#define GPIOB_IDR_Addr    (GPIOB_BASE+8) //0x40010C08 
//IO口操作,只对单一的IO口!
//确保n的值小于16!
#define PAout(n)   BIT_ADDR(GPIOA_ODR_Addr,n)  //输出 
#define PAin(n)    BIT_ADDR(GPIOA_IDR_Addr,n)  //输入 

#define PBout(n)   BIT_ADDR(GPIOB_ODR_Addr,n)  //输出 
#define PBin(n)    BIT_ADDR(GPIOB_IDR_Addr,n)  //输入 


#define PWMA   TIM2->CCR3    //PA2
#define AIN2   PBout(15) 
#define AIN1   PBout(14)
#define BIN1   PBout(13)
#define BIN2   PBout(12)
#define PWMB   TIM1->CCR4    //PA11

void Set_Pwm(int moto1,int moto2);
int myabs(int a);

这里我用了PB12-15作为输入的引脚，大家也可以用其他的引脚，只是需要把宏定义改一下就可以了
.c文件：

/**************************************************************************
函数功能：赋值给PWM寄存器
入口参数：左轮PWM、右轮PWM
返回  值：无
**************************************************************************/
void Set_Pwm(int motorLeft,int motorRight)
{
	if(motorLeft>0)     AIN2=0, AIN1=1;
	else if(motorLeft == 0) AIN2=0, AIN1=0;
	else 	            AIN2=1,	AIN1=0;
	PWMA=myabs(motorLeft);
	if(motorRight>0)	BIN1=0,	BIN2=1;
	else if(motorRight == 0) BIN1=0,	BIN2=0;
	else                BIN1=1,	BIN2=0;
	PWMB=myabs(motorRight);	
}

/**************************************************************************
函数功能：绝对值函数
入口参数：int
返回  值：unsigned int
**************************************************************************/
int myabs(int a)
{ 		   
	int temp;
	if(a<0)  
	  temp=-a;  
	else 
	  temp=a;
	return temp;
}

这个函数void Set_Pwm(int motorLeft,int motorRight)就是根据TB6612驱动电机的原理编写的代码，方便我们控制电机。
我们调用时直接SetPwm(LeftSpeed,RightSpeed);就可以了，是不是很简单呢？（狗头保命）；

总结

本文仅仅简单介绍了TB6612控制直流电机的原理和驱动代码的编写，这样就完成了智能小车的第一步，后面会加上更多传感器如：超声波，红外避障，红外遥控，超声波，手势传感器等等，去实现更多的功能，感谢阅读，如果觉得我的文章对你有帮助的话，就点个赞吧！爱了爱了

本图文内容来源于网友网络收集整理提供，作为学习参考使用，版权属于原作者。

THE END

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