【PWM】直流电机

下载例程代码：下载代码

注意

请一定按照 例程使用方法 🔗 导入例程，否则下载的可能不是例程而是其他工程。

PWM 简介

PWM 波形

PWM 波形是一种方波信号，是高/低电平不断切换的结果，其波形如图所示，这是 3 种占空比不同的波形：

PWM 的几个关键参数为：

频率（Frequency）：即高低电平切换的速度，切换的速度越快则频率越高，1000Hz 的 PWM 波意味着 1 秒钟有 1000 个脉冲
占空比（Duty Cycle）：即每个周期内，高电平所占的宽度
- 例如图中 50% duty cycle，即高/低电平的时间各占 50%；
- 图中的75% duty cycle，高电平占 75%，低电平占 25%；
- 图中的25% duty cycle，高电平占 25%，低电平占 75%；

DRV8833 电机驱动模块简介

STM32 的信号电平并不足以直接驱动电机，因此需要一个专门的“驱动模块”来满足电机的功率需求，DRV8833 就是这种“驱动模块”。
DRV8833 电机驱动模块接受 PWM 控制信号，根据 PWM 占空比的变化输出不同的驱动功率，从而实现对电机的控制。
该模块可同时驱动 2 个有刷直流电机或 1 个 4 线步进电机。学习套件附带了一个有刷直流电机，例程将展示如何控制电机的速度和方向。

信息

查看 电机驱动模块手册.PDF 🔗

如何使用例程

连接硬件，下载程序，即可看到效果

硬件连接

需要使用：4P 杜邦线、电机驱动模块、马达、四叶螺旋桨
将马达的 2P 插头插入驱动模块的 OUT1、OUT2 引脚，正反顺序均可

使用 4P 杜邦线将模块与学习板连接。连接时请核对好线序：

驱动模块	学习板
IN1	A0
IN2	A1
VCC	5V
GND	G

将四叶螺旋桨插入马达输出轴

程序效果

烧录例程后，按下 KEY1、KEY2，马达将以不同的速度运转，可以感受到风量和声音的明显变化
如果发现风扇向反方向吹风，可以参考下面的“代码讲解”，通过程序实现反转

例程讲解

下面介绍了如何自己实现该例程的功能

1、工程配置

开启外部晶振：在 Pinout&Configuration -> System Core -> RCC 页面，将 High Speed Clock (HSE) 配置为 Crystal/Ceramic Resonator

配置时钟频率：在 Clock Configuration 页面，将 PLL Source 选择为 HSE，将 System Clock Mux 选择为 PLLCLK，然后在 HCLK (MHz) 输入 72 并回车，将 HCLK 频率配置为 72 MHz

分配引脚：在 Pinout&Configuration 页面，配置如下引脚
- 将 PA0、PA1 分别配置为 TIM2_CH1、TIM2_CH2
- 将 PB12、PB13 设置为 GPIO_Input，并分别设置 User Label 为 KEY1、KEY2
配置 GPIO：在 Pinout&Configuration -> GPIO，将 PB13 的 GPIO Pull-up/Pull-down 配置为 Pull-up
配置 TIM2：在 Pinout&Configuration -> Timers -> TIM2
- Configuration -> Mode -> Clock Source 选择 Internal Clock，开启 TIM2 的内部时钟源
- Configuration -> Mode，将 Channel1、Channel2 分别配置为 PWM Generation CH1、2
- Configuration -> Parameter Settings -> Counter Settings，将 Prescaler 配置为 72-1，将 Counter Period 配置为 100-1，此时 PWM 频率为 10 kHz

2、代码

逻辑功能：在 while 循环中检测按键并输出相应的占空比：
- 按下 KEY1，启动 PWM 输出，占空比配置为 99%，风扇高速运转
- 按下 KEY2，启动 PWM 输出，占空比配置为 85%，风扇中速运转
- 没有按键按下，关闭 PWM 输出，风扇停止
转速控制：
- __HAL_TIM_SET_COMPARE(&htim2, TIM_CHANNEL_1, 99) 设置 PWM 的占空比越高，转速越快
注意
占空比过低时，电机可能无法启动。建议先从 99 占空比开始测试。

提示
由于我们配置的 Counter Period 为 100-1，因此占空比最高可以设置为 99，而非 100

正/反方向控制：

配置了 CH1、CH2 两路 PWM 输出，但每次只需要启动 1 路 PWM 输出，这代表了不同的旋转方向。
例如，HAL_TIM_PWM_Start(&htim2, TIM_CHANNEL_1) 启动 TIM2_CH1，电机正转；如果启动 CH2，则电机反转
当需要转换方向，或者需要停止时，可以调用HAL_TIM_PWM_Stop(&htim2, TIM_CHANNEL_1) 停止 PWM 输出

while (1)
{
    // KEY1按下：占空比99% 高速正转
    if (HAL_GPIO_ReadPin(KEY1_GPIO_Port, KEY1_Pin) == GPIO_PIN_RESET)
    {
        // 启动PWM通道1输出（只能同时启动1个通道，两个通道对应正/反转）
        HAL_TIM_PWM_Start(&htim2, TIM_CHANNEL_1);
        // 配置通道1的占空比，影响电机转速（占空比过低可能导致电机无法启动）
        __HAL_TIM_SET_COMPARE(&htim2, TIM_CHANNEL_1, 99);
    }
    // KEY2按下：占空比85% 中速正转
    else if (HAL_GPIO_ReadPin(KEY2_GPIO_Port, KEY2_Pin) == GPIO_PIN_RESET)
    {
        // 启动PWM通道1输出（只能同时启动1个通道，两个通道对应正/反转）
        HAL_TIM_PWM_Start(&htim2, TIM_CHANNEL_1);
        // 配置通道1的占空比，影响电机转速（占空比过低可能导致电机无法启动）
        __HAL_TIM_SET_COMPARE(&htim2, TIM_CHANNEL_1, 85);
    }
    else
    {
        // 停止PWM通道1输出
        HAL_TIM_PWM_Stop(&htim2, TIM_CHANNEL_1);
    }
    HAL_Delay(100);
}

PWM 简介​

PWM 波形​

DRV8833 电机驱动模块简介​

如何使用例程​

硬件连接​

程序效果​

例程讲解​

1、工程配置​

2、代码​

PWM 简介

PWM 波形

DRV8833 电机驱动模块简介

如何使用例程

硬件连接

程序效果

例程讲解

1、工程配置

2、代码