stm32驱动直流电机实现启动/加速/减速/倒车/停车等功能

2024-06-08 03:20
文章标签 实现 启动 功能 驱动 stm32 加速 直流电机 停车 倒车 减速

本文主要是介绍stm32驱动直流电机实现启动/加速/减速/倒车/停车等功能，希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！

不积跬步，无以至千里；不积小流，无以成江海。
大家好，我是闲鹤，公众号 xxh_zone，十多年开发、架构经验，先后在华为、迅雷服役过，也在高校从事教学3年；目前已创业了7年多，主要从事物联网/车联网相关领域和业务。
喜欢交友、骑行、写毛笔字、弹吉他、折腾硬件和写代码。

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原理

  1. 使用 PWM 输出脉冲信号
  2. 直流电机驱动TB6612
    通过驱动模块，实现直流电机的启动、停止、加速、减速和倒车

演示视频
https://www.bilibili.com/video/BV1Ai421e7sv/?vd_source=f1d43113e0df5436df9402483a18e193

电路图：
file

主要实现的功能：

  1. 启动 MC_Start
  2. 停止 MC_Stop
  3. 加速 MC_ACC
  4. 减速 MC_DEC
  5. 倒车 MC_Back

模块封装

代码层封装成了4部分：

  1. PWM 驱动
    这里主要封装了 OC 相关的配置，比如：ARR、PSC等，同时向外提供了修改 CCR 值的函数，以实现 PWM 脉宽的改变（占空比），从而实现电机的旋转速度
  2. 直流电机驱动
    1. 对 PWM 的封装
    2. 驱动 TB6612 模块
    3. 提供了 Motor_Init、Motor_Start、Motor_Stop、Motor_Forward、Motor_Reverse、Motor_Accelerate 函数
  3. 直流电机控制
    1. 对 直流电机驱动 封装
    2. 提供5个按钮功能，分别实现：启动(MC_Start)、停止(MC_Stop)、加速(MC_ACC)、加速(MC_DEC)、倒车(MC_Back) 和 就绪(MC_Ready)
      就绪(MC_Ready)又是对前面5个接口的封装，在主函数内部只需要调用这个一个函数即可
  4. 运行主入口
    程序的入口，初始化了直流电机控制，调用了 MC_Ready 函数，并且把相关信息输出到 OLED 屏

整体代码结构图：
file

源码

PWM.c

#include "stm32f10x.h"                  // Device headervoid PWM_Init(void)
{// 时基RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM2, ENABLE);TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseStruct;TIM_TimeBaseStruct.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1;TIM_TimeBaseStruct.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;TIM_TimeBaseStruct.TIM_Period = 100 - 1;TIM_TimeBaseStruct.TIM_Prescaler = 36 - 1;TIM_TimeBaseStruct.TIM_RepetitionCounter = 0;TIM_TimeBaseInit(TIM2, &TIM_TimeBaseStruct);// OCTIM_OCInitTypeDef 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 = 0;TIM_OC1Init(TIM2, &TIM_OCInitStruct);// 输出RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA | RCC_APB2Periph_AFIO, ENABLE);GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;GPIO_InitStruct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;GPIO_InitStruct.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0;GPIO_InitStruct.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct);TIM_Cmd(TIM2, ENABLE);
}void PWM_SetCompare(uint8_t compare)
{TIM_SetCompare1(TIM2, compare);
}

Motor.c


#include "Motor.h"
#include "PWM.h"#define IN1 GPIO_Pin_10
#define IN2 GPIO_Pin_11void Motor_Init(void)
{RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;GPIO_InitStruct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;GPIO_InitStruct.GPIO_Pin = IN1 | IN2;GPIO_InitStruct.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct);PWM_Init();
}/**启动
**/
void Motor_Start(void)
{Motor_Forward();Motor_Accelerate(30);
}/*停止
*/
void Motor_Stop(void)
{GPIO_ResetBits(GPIOA, IN1);GPIO_ResetBits(GPIOA, IN2);
}/**正转 前进
**/
void Motor_Forward(void)
{GPIO_SetBits(GPIOA, IN1);GPIO_ResetBits(GPIOA, IN2);
}/**反转 后退
**/
void Motor_Reverse(void)
{GPIO_SetBits(GPIOA, IN2);GPIO_ResetBits(GPIOA, IN1);
}/**加速
**/
void Motor_Accelerate(uint8_t speed)
{PWM_SetCompare(speed);
}

MotorControl.c

#include "stm32f10x.h"                  // Device header
#include "MotorControl.h"
#include "Delay.h"
#include "Motor.h"/*提供1. 启动按键 B122. 停止按键 B133. 加速按键 B144. 减速按键 B155. 倒车按键 B11
*/#define MC_KEY_GPIO			GPIOB#define MC_START_KEY_PIN	GPIO_Pin_11
#define MC_START_KEY_GPIO	GPIOB#define MC_STOP_KEY_PIN		GPIO_Pin_10
#define MC_STOP_KEY_GPIO	GPIOB#define MC_ACC_KEY_PIN		GPIO_Pin_0
#define MC_ACC_KEY_GPIO		GPIOB#define MC_DEC_KEY_PIN		GPIO_Pin_6
#define MC_DEC_KEY_GPIO		GPIOA#define MC_BACK_KEY_PIN		GPIO_Pin_3
#define MC_BACK_KEY_GPIO	GPIOAint8_t speed = 0;
uint8_t is_running = 0;void MC_Init(void)
{RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB | RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;GPIO_InitStruct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU; // 低电平有效GPIO_InitStruct.GPIO_Pin = MC_START_KEY_PIN | MC_STOP_KEY_PIN | MC_ACC_KEY_PIN | MC_DEC_KEY_PIN | MC_BACK_KEY_PIN;GPIO_InitStruct.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStruct);GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct);Motor_Init();
}/**启动
**/
void MC_Start(void)
{if(GPIO_ReadInputDataBit(MC_START_KEY_GPIO, MC_START_KEY_PIN) == 0) {Delay_ms(20);while(GPIO_ReadInputDataBit(MC_START_KEY_GPIO, MC_START_KEY_PIN) == 0);Delay_ms(20);speed = 30;is_running = 1;Motor_Forward();Motor_Accelerate(speed);}
}/**停止
**/
void MC_Stop(void)
{if(GPIO_ReadInputDataBit(MC_STOP_KEY_GPIO, MC_STOP_KEY_PIN) == 0) {Delay_ms(20);while(GPIO_ReadInputDataBit(MC_STOP_KEY_GPIO, MC_STOP_KEY_PIN) == 0);Delay_ms(20);speed = 0;is_running = 0;Motor_Stop();}
}/**加速
**/
void MC_ACC(void)
{if(is_running == 0) return;if(GPIO_ReadInputDataBit(MC_ACC_KEY_GPIO, MC_ACC_KEY_PIN) == 0) {Delay_ms(20);while(GPIO_ReadInputDataBit(MC_ACC_KEY_GPIO, MC_ACC_KEY_PIN) == 0);Delay_ms(20);speed += 20;if(speed >= 100) speed = 100;Motor_Accelerate(speed);}
}/**减速
**/
void MC_DEC(void)
{if(is_running == 0) return;if(GPIO_ReadInputDataBit(MC_DEC_KEY_GPIO, MC_DEC_KEY_PIN) == 0) {Delay_ms(20);while(GPIO_ReadInputDataBit(MC_DEC_KEY_GPIO, MC_DEC_KEY_PIN) == 0);Delay_ms(20);speed -= 20;if(speed <= 0) speed = 0;Motor_Accelerate(speed);}
}/**倒车
**/
void MC_Back(void)
{if(GPIO_ReadInputDataBit(MC_BACK_KEY_GPIO, MC_BACK_KEY_PIN) == 0) {Delay_ms(20);while(GPIO_ReadInputDataBit(MC_BACK_KEY_GPIO, MC_BACK_KEY_PIN) == 0);Delay_ms(20);is_running = 1;Motor_Reverse();}
}/**准备就绪
**/
void MC_Ready(void) 
{MC_Start();MC_Stop();MC_ACC();MC_DEC();MC_Back();
}

main.c

#include "stm32f10x.h"                  // Device header
#include "Delay.h"
#include "OLED.h"
#include <stdio.h>
#include "MotorControl.h"char loginfo[100] = {0};extern uint8_t speed;
extern uint8_t is_running;void Log(uint8_t Line, uint8_t Column)
{OLED_ShowString(Line, Column, loginfo);
}int main() 
{OLED_Init();MC_Init();while(1) {MC_Ready();sprintf(loginfo, "Run: %s  ", (is_running == 1 ? "Y" : "N"));Log(1, 1);sprintf(loginfo, "Speed: %d  ", speed);Log(2, 1);}
}

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