用HAL库结合STM cube编写代码控制stm32f103c8t6来驱动减速电机实现慢快逐步切换转动

Posted 2021-02-11 wilson-hhx

• 用到的模块

1. TB6612FNG电机驱动模块
2. stm32F103C8T6最小系统板
3. LM2596S降压模块
4. 直流减速电机（不涉及编码器知识）

• 模块介绍

       1.TB6612FNG电机驱动模块

            

         （1）<概述>

            TB6612FNG是东芝半导体公司生产的一款直流电机驱动器件，它具有大电流MOSFET-H桥结构，双通道电路输出，可同时驱动两个电机。

与L298N使用基本一致。而且，相比于L298N的热耗性和外围二极管续流电路，其无需外加散热片，外围电路简单，只需接电源滤波电容就可            

以直接驱动电机，利于减小系统尺寸。对于PWM信号输入频率范围，高达100kHz的频率更是可以满足我们的大部分需求。

         （2）<主要参数>

最大输入电压	VM=15V
最大输出电流	Iout=1.2A(平均）
模式	正反转/短路刹车/停机功能
内置电路	过热保护，低压检测

         （3）<模块接线图>

               （对应口可以在模块背面看到）

                解读：VM直接接电池即可，VCC是内部逻辑供电，一般给3.3V或者5V都可以，模块的三个GND接任意一个即可，因为都是导通的，STBY置高模块才能正常                            工作。

                           完成上面的工作之后，我们就可以开始搭载硬件电路了。

        2.  LM2596S DC-DC降压电源模块

          （1）<产品参数>

输入电压	3.2V~46V
输出电压	1.25V~35V
输出电流	3A以内
转换效率	92%以内
输出文波	<30mV
开关频率	65kHz
工作温度	-45℃~+85℃
尺寸大小	43.2mm*21.0mm*14.0mm (长*宽*高)

 

          笔者用12V电源供电，那接到单片机及电机驱动模块内部驱动口必须经过降压到3.3~5V才可以给正常供电。

          话不多说，上图：

          

           （2）<具体使用>    

           ——可以看到模块的正面有一个蓝色的长方体，顶部有一个旋钮，可能比较难操作，我们用一字形螺丝刀（细一点的）来旋转上面的旋钮即可调节输出电压。注意降压模块的四角，我们可以看到    IN-   IN+   OUT-   OUT+    的字样。IN则为输入电压所接脚，OUT则为输出电压所接脚，外部电源就是通过这个模块于内部电路形成联系。

           ——指示灯亮，模块正常工作。

           ——IN+/-接外部电源，用万用表测量输出OUT+/-的电压值达到所需要电压为止

           ——长时间工作建议在2.5A以内的电流使用，同时加上散热片（10W以上输出）；由于是降压模块，为了保证输出稳定，请保持最小1.5V压差

     3.直流减速电机

        按照惯例还是先上图介绍

 

                                （电机参数  ——>  购自平衡小车之家）

 

      所以这次单纯控制电机，我们只需单纯引出两条线接到驱动模块上

 

• 具体电路搭建

          ——电路必须依靠软件的控制前提，所以我们从软件入手

          1.打开cube,输入STM32F103C8，点进去进行如图配置（PWM频率选取10kHz）

 

（PA1/PA2为Output模式）

 

 

   （打开TIM1通道一，设为PWM输出模式）

 

 （注意77和99）（用这个来确定PWM频率）

（时钟树设定，查表看到TIM1挂载于APB1 timer clocks）

到这，我们的cube已经配置完毕。

我们点击齿轮创建工程

       

        2.关于程序的编写

int main(void)
{
  /* USER CODE BEGIN 1 */
  uint16_t pwm_val = 0;
  /* USER CODE END 1 */

  /* MCU Configuration----------------------------------------------------------*/

  /* Reset of all peripherals, Initializes the Flash interface and the Systick. */
  HAL_Init();

  /* USER CODE BEGIN Init */

  /* USER CODE END Init */

  /* Configure the system clock */
  SystemClock_Config();

  /* USER CODE BEGIN SysInit */

  /* USER CODE END SysInit */

  /* Initialize all configured peripherals */
  MX_GPIO_Init();
  MX_TIM1_Init();
  /* USER CODE BEGIN 2 */
  HAL_TIM_PWM_Start(&htim1,TIM_CHANNEL_1);
    HAL_GPIO_WritePin(GPIOA,GPIO_PIN_1,GPIO_PIN_SET) ;
    HAL_GPIO_WritePin(GPIOA,GPIO_PIN_2,GPIO_PIN_RESET);
  /* USER CODE END 2 */

  /* Infinite loop */
  /* USER CODE BEGIN WHILE */
  while (1)
  {
  
  /* USER CODE END WHILE */

  /* USER CODE BEGIN 3 */
  while (pwm_val < 50)
    {
        pwm_val++;
        __HAL_TIM_SET_COMPARE(&htim1, TIM_CHANNEL_1, pwm_val);
        HAL_Delay(50);
  }
    while (pwm_val)
    {
        pwm_val--;
        __HAL_TIM_SET_COMPARE(&htim1, TIM_CHANNEL_1, pwm_val);
        HAL_Delay(50);
  }
  /* USER CODE END 3 */
}
}

其中（1）在main函数中定义一个变量pwm_val用于控制PWM输出的占空比。

      

       （2）HAL_TIM_PWM_Start(&htim1,TIM_CHANNEL_1);          //即在while(1)之前使能PWM输出通道CH1。

        

       （3）HAL_GPIO_WritePin(GPIOA,GPIO_PIN_1,GPIO_PIN_SET) ;
                HAL_GPIO_WritePin(GPIOA,GPIO_PIN_2,GPIO_PIN_RESET);  //定义IO

    

       （4）在while(1)中不断改变PWM输出的占空比，控制电机的转动速度，实现一个电机转动速度由慢到快再由快到慢的的效果。周期约为5秒。要注意的是，配置的自动加载参数是99，在while(1)                  中，占空比的变化是范围是0~50。

   

       3.关于实物的连接