STM32F0单片机 PWM + ADC 控制有刷电机介绍

1．有刷电机驱动电路

有刷电机是电机里面最简单，也是历史最悠久的一种，到现在仍然广泛应用于各个领域。他的控制很简单，在电机的两个电极加正向电压，则正向旋转，如果加反向电压，则旋转方向也反过来。电机的转速可以通过控制加在电极上的电压来调节。在电机控制电路中最常用的器件就是 MOS 管了。可以分为两个大的类型：P 沟道 MOS 和 N 沟道 MOS。MOS 管可以简单的理解为一个自来水阀门，Gate 是控制端，调节 Drain 和 Source 端之间流过的电流大小。

下面是两种 MOS 的典型用法。P 沟道的 MOS 一般 S 接电源正极，然后 Vgs 需要一个负电压来打开电流通道，而 N 沟道的 S 极一般接电源的负极，Vgs 需要一个正电压来打开电流通道。

资料来源于 IOR 公司数据手册我们先从一个最简单的驱动电路开始。单片机控制 MOS 管栅极为高时，电流从电源经过电机和 MOS 管到地。当栅极为低时，MOS 管断开，此时电机线圈内的电流继续通过续流二极管回流电机的正极。我们通过调节栅极控制端的PWM占空比，就可以控制电机的转速。

2．TIM模块

TIM 模块最重要的三个寄存器是：Counter Register （TIMx＿CNT） 计数寄存器Auto－Reload Register （TIMx＿ARR） 重置寄存器Capture／compare mode register 1 （TIMx＿CCMRx） 输入捕获／输出比较寄存器

Counter 在时钟的驱动下计数Auto－Reload 设定计数的最大限制值Capture／Compare 锁存一个事件发生时的计数值到Capture／计数达到 Compare 值后触发一个事件在 PWM 模式下，Auto－Reload 寄存器设定PWM的周期，Compare 设定占空比。有一点需要注意的是一个 TIM 模块只有一个计数器和一个重置寄存器，而有多个输入捕获／输出比较寄存器。所以一个 TIM 模块的多个通道可以设置不同的占空比，但周期都是相同的。所以我们在选用 MCU 的时候，如果需要产生多种周期的 PWM，不仅要看它的定时器模块一共有多少通道数，还要看是否有足够的独立 TIM 模块。

3．代码

我们在下面这个工程的基础上修改来实现用一个可调电阻控制PWM占空比，来控制电机的转速。STM32Cube＿FW＿F0＿V1．11．0ProjectsSTM32F030R8－NucleoExamplesTIMTIM＿PWMOutputMDK－ARMProject．uvprojx这个工程默认使用TIM3模块输出4路PWM，我们可以只保留其中一路。然后把ADC采样的代码添加进来：

Step 1：

stm32f0xx＿hal＿conf．h

＃define HAL＿ADC＿MODULE＿ENABLED

Step 2：

main．h

添加ADC相关宏定义

Step 3：

stm32f0xx＿hal＿msp．c

添加ADC使用的引脚的初始化代码

Step 4：

把ADC的驱动文件添加进工程，在主程序初始化ADC。

Step 5：

读取 ADC 的值，写入 TIM 的 CCR 寄存器，观察 PWM 占空比的变化。根据电机的特性，还可能需要改变 PWM 的周期。

审核编辑：符乾江