定时器输出PWM控制电机（程序）

本文主要是介绍定时器输出PWM控制电机（程序），对大家解决编程问题具有一定的参考价值，需要的程序猿们随着小编来一起学习吧！

电机控制程序的三方面要点：

一、定时器的输出通道设置
二、电机频率的设定
三、占空比输入函数的设计

对于电机来说，转速与转向是最重要的表现。这里的程序是针对四个直流无刷电机来编写的。
控制四个电机，是需要电机驱动板的，因为驱动电机需要的是电压，而芯片定时器外设所具有的的PWM输出的GPIO引脚，输出的是0/1组成的PWM波，而不是电压。所以我们需要电机驱动板来进行两者的转变。

我常用的是做智能车用的DR8701E芯片的驱动板。一个定时器输出四路PWM控制四个电机。

在硬件上需要四个正反转控制引脚，四个PWM输出引脚。具体信息详见my_motor.h。

电机频率的设定：
电机频率设定公式：
ARR ：自动重装载寄存器的值

// CLK_cnt：计数器的时钟，等于 Fck_int / (psc+1) = 72M/(psc+1)
// PWM 信号的周期 T = ARR * (1/CLK_cnt) = ARR*(PSC+1) / 72M
// 占空比P=CCR/(ARR+1)

倒推一下
（72MHZ= 72 000 000 HZ）

-》假如电机想设定的频率是10kHZ=10 000HZ
-》得出周期是T=1/f=1/10000s
-》得出等式 1/10 000=ARR*（PSC+1）/72 000 000
-》得出 ARR=7200，PSC=0

然后配置PWM的输出结构体内容即可。

ARR的值就是我们能输出的最大PWM值。

占空比的设定：
输出的CCR值（0~~ARR-1）
// 占空比P=CCR/(ARR+1)

详细代码如下：

my_motor.c

#include "my_motor.h"



static void Dir_GPIO_Init(void)
{
	
   GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;

	
  RCC_APB2PeriphClockCmd(Motor1_Dir_Gpio_Clk, ENABLE); //使能PB端口时钟
  GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = Motor1_Dir_Gpio_Pin;	//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(Motor1_Dir_Gpio_Pork, &GPIO_InitStructure);	

	 RCC_APB2PeriphClockCmd(Motor2_Dir_Gpio_Clk, ENABLE); //使能PB端口时钟
  GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = Motor2_Dir_Gpio_Pin;	//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(Motor2_Dir_Gpio_Pork, &GPIO_InitStructure);	

	 RCC_APB2PeriphClockCmd(Motor3_Dir_Gpio_Clk, ENABLE); //使能PB端口时钟
  GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = Motor3_Dir_Gpio_Pin;	//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(Motor3_Dir_Gpio_Pork, &GPIO_InitStructure);	

	 RCC_APB2PeriphClockCmd(Motor4_Dir_Gpio_Clk, ENABLE); //使能PB端口时钟
  GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = Motor4_Dir_Gpio_Pin;	//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(Motor4_Dir_Gpio_Pork, &GPIO_InitStructure);	

}


///*
// * 注意：TIM_TimeBaseInitTypeDef结构体里面有5个成员，TIM6和TIM7的寄存器里面只有
// * TIM_Prescaler和TIM_Period，所以使用TIM6和TIM7的时候只需初始化这两个成员即可，
// * 另外三个成员是通用定时器和高级定时器才有.
// *-----------------------------------------------------------------------------
// *typedef struct
// *{ TIM_Prescaler            都有
// *	TIM_CounterMode			     TIMx,x[6,7]没有，其他都有
// *  TIM_Period               都有
// *  TIM_ClockDivision        TIMx,x[6,7]没有，其他都有
// *  TIM_RepetitionCounter    TIMx,x[1,8,15,16,17]才有
// *}TIM_TimeBaseInitTypeDef; 
// *-----------------------------------------------------------------------------
// */

/* ----------------   PWM信号 周期和占空比的计算--------------- */
// ARR ：自动重装载寄存器的值
// CLK_cnt：计数器的时钟，等于 Fck_int / (psc+1) = 72M/(psc+1)
// PWM 信号的周期 T = ARR * (1/CLK_cnt) = ARR*(PSC+1) / 72M
// 占空比P=CCR/(ARR+1)


static void Pwm_GPIO_Init(void)
{
	
   GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;

	
  RCC_APB2PeriphClockCmd(Motor1_Pwm_Gpio_Clk, ENABLE); //使能PB端口时钟
  GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = Motor1_Pwm_Gpio_Pin;	//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(Motor1_Pwm_Gpio_Pork, &GPIO_InitStructure);	

	 RCC_APB2PeriphClockCmd(Motor2_Pwm_Gpio_Clk, ENABLE); //使能PB端口时钟
  GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = Motor2_Pwm_Gpio_Pin;	//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(Motor2_Pwm_Gpio_Pork, &GPIO_InitStructure);	

	 RCC_APB2PeriphClockCmd(Motor3_Pwm_Gpio_Clk, ENABLE); //使能PB端口时钟
  GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = Motor3_Pwm_Gpio_Pin;	//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(Motor3_Pwm_Gpio_Pork, &GPIO_InitStructure);	

	 RCC_APB2PeriphClockCmd(Motor4_Pwm_Gpio_Clk, ENABLE); //使能PB端口时钟
  GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = Motor4_Pwm_Gpio_Pin;	//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(Motor4_Pwm_Gpio_Pork, &GPIO_InitStructure);	
}

  static void GENERAL_TIM_Mode_Config(void )
 {
	   // 开启定时器时钟,即内部时钟CK_INT=72M
	GENERAL_TIM_APBxClock_FUN(GENERAL_TIM_CLK,ENABLE);
/*--------------------时基结构体初始化-------------------------*/
	// 配置周期，这里配置为100K
	
  TIM_TimeBaseInitTypeDef  TIM_TimeBaseStructure;
	// 自动重装载寄存器的值，累计TIM_Period+1个频率后产生一个更新或者中断
	TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period=GENERAL_TIM_Period;	
	// 驱动CNT计数器的时钟 = Fck_int/(psc+1)
	TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler= GENERAL_TIM_Prescaler;	
	// 时钟分频因子 ，配置死区时间时需要用到
	TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision=TIM_CKD_DIV1;		
	// 计数器计数模式，设置为向上计数
	TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode=TIM_CounterMode_Up;		
	// 重复计数器的值，没用到不用管
	TIM_TimeBaseStructure.TIM_RepetitionCounter=0;	
	// 初始化定时器
	TIM_TimeBaseInit(GENERAL_TIM, &TIM_TimeBaseStructure);


	/*--------------------输出比较结构体初始化-------------------*/	
	// 占空比配置


	TIM_OCInitTypeDef  TIM_OCInitStructure;
	// 配置为PWM模式1
	TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM1;
	// 输出使能
	TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable;
	// 输出通道电平极性配置	
	TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_High;
	
	
// 输出比较通道 1
	TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse = 0 ;
	TIM_OC1Init(GENERAL_TIM, &TIM_OCInitStructure);
	TIM_OC1PreloadConfig(GENERAL_TIM, TIM_OCPreload_Enable);
		
	// 输出比较通道 2
	TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse =0 ;
	TIM_OC2Init(GENERAL_TIM, &TIM_OCInitStructure);
	TIM_OC2PreloadConfig(GENERAL_TIM, TIM_OCPreload_Enable);
	

// 输出比较通道 3
	TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse = 0 ;
	TIM_OC3Init(GENERAL_TIM, &TIM_OCInitStructure);
	TIM_OC3PreloadConfig(GENERAL_TIM, TIM_OCPreload_Enable);
		
	// 输出比较通道4
	TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse =0 ;
	TIM_OC4Init(GENERAL_TIM, &TIM_OCInitStructure);
	TIM_OC4PreloadConfig(GENERAL_TIM, TIM_OCPreload_Enable);
	
		// 使能计数器
	TIM_Cmd(GENERAL_TIM, ENABLE);
 }

 
 void Motor_Init(void )
 {
	 Dir_GPIO_Init();
	 Pwm_GPIO_Init();
	 GENERAL_TIM_Mode_Config();
 }
 
 
 float constrain_float(float amt, float low, float high)
{
    return ((amt)<(low)?(low):((amt)>(high)?(high):(amt)));
}
 
void MotorCtrl(int16_t motor1, int16_t motor2, int16_t motor3, int16_t motor4)
{

    /* 限幅  */
    constrain_float(motor1, -ATOM_PWM_MAX, ATOM_PWM_MAX);
    constrain_float(motor2, -ATOM_PWM_MAX, ATOM_PWM_MAX);
    constrain_float(motor3, -ATOM_PWM_MAX, ATOM_PWM_MAX);
    constrain_float(motor4, -ATOM_PWM_MAX, ATOM_PWM_MAX);

         if(0<=motor1) //电机1   正转 设置占空比为 百分之 (1000/TIMER1_PWM_DUTY_MAX*100)
         {
          	GPIO_SetBits(Motor1_Dir_Gpio_Pork,Motor1_Dir_Gpio_Pin);
            TIM_SetCompare1(GENERAL_TIM,motor1);
         }
         else                //电机1   反转
         {
         GPIO_ResetBits(Motor1_Dir_Gpio_Pork,Motor1_Dir_Gpio_Pin);
              TIM_SetCompare1(GENERAL_TIM,-motor1);
         }

         if(0<=motor2) //电机2   正转
         {
          	GPIO_SetBits(Motor2_Dir_Gpio_Pork,Motor2_Dir_Gpio_Pin);
              TIM_SetCompare2(GENERAL_TIM,motor2);
         }
         else                //电机2   反转
         {
              GPIO_ResetBits(Motor2_Dir_Gpio_Pork,Motor2_Dir_Gpio_Pin);
              TIM_SetCompare2(GENERAL_TIM,-motor2);
         }

         if(0<=motor3) //电机3   正转
         {
           	GPIO_SetBits(Motor3_Dir_Gpio_Pork,Motor3_Dir_Gpio_Pin);
           TIM_SetCompare3(GENERAL_TIM,motor3);
         }
         else                //电机3   反转
         {
              GPIO_ResetBits(Motor3_Dir_Gpio_Pork,Motor3_Dir_Gpio_Pin);
           TIM_SetCompare3(GENERAL_TIM,-motor3);
         }

         if(0<=motor4) //电机4   正转
         {
           	GPIO_SetBits(Motor4_Dir_Gpio_Pork,Motor4_Dir_Gpio_Pin);
             TIM_SetCompare4(GENERAL_TIM,motor4);
         }
         else                //电机4   反转
         {
              GPIO_ResetBits(Motor4_Dir_Gpio_Pork,Motor4_Dir_Gpio_Pin);
             TIM_SetCompare4(GENERAL_TIM,-motor4);
         }
}

my_motor.h

#ifndef MY_MOTOR_H
#define MY_MOTOR_H


#include "stm32f10x.h"

/* 控制电机正反转输出引脚*/
#define Motor1_Dir_Gpio_Clk     RCC_APB2Periph_GPIOC
#define Motor1_Dir_Gpio_Pork    GPIOC
#define Motor1_Dir_Gpio_Pin     GPIO_Pin_1

#define Motor2_Dir_Gpio_Clk     RCC_APB2Periph_GPIOC
#define Motor2_Dir_Gpio_Pork    GPIOC
#define Motor2_Dir_Gpio_Pin     GPIO_Pin_2

#define Motor3_Dir_Gpio_Clk     RCC_APB2Periph_GPIOC
#define Motor3_Dir_Gpio_Pork    GPIOC
#define Motor3_Dir_Gpio_Pin     GPIO_Pin_3

#define Motor4_Dir_Gpio_Clk     RCC_APB2Periph_GPIOC
#define Motor4_Dir_Gpio_Pork    GPIOC
#define Motor4_Dir_Gpio_Pin     GPIO_Pin_4




/*PWM波输出引脚*/
#define Motor1_Pwm_Gpio_Clk     RCC_APB2Periph_GPIOA
#define Motor1_Pwm_Gpio_Pork    GPIOA
#define Motor1_Pwm_Gpio_Pin     GPIO_Pin_0


#define Motor2_Pwm_Gpio_Clk     RCC_APB2Periph_GPIOA
#define Motor2_Pwm_Gpio_Pork    GPIOA
#define Motor2_Pwm_Gpio_Pin     GPIO_Pin_1


#define Motor3_Pwm_Gpio_Clk     RCC_APB2Periph_GPIOA
#define Motor3_Pwm_Gpio_Pork    GPIOA
#define Motor3_Pwm_Gpio_Pin     GPIO_Pin_2

#define Motor4_Pwm_Gpio_Clk     RCC_APB2Periph_GPIOA
#define Motor4_Pwm_Gpio_Pork    GPIOA
#define Motor4_Pwm_Gpio_Pin     GPIO_Pin_3


#define ATOM_PWM_MAX 200



/************通用定时器TIM参数定义，只限TIM2、3、4、5************/
// 当使用不同的定时器的时候，对应的GPIO是不一样的，这点要注意
// 我们这里默认使用TIM3

#define            GENERAL_TIM                   TIM5
#define            GENERAL_TIM_APBxClock_FUN     RCC_APB1PeriphClockCmd
#define            GENERAL_TIM_CLK               RCC_APB1Periph_TIM5
#define            GENERAL_TIM_Period             (200-1) 
#define            GENERAL_TIM_Prescaler         (7200-1)  
 

 void Motor_Init(void );
 void MotorCtrl(int16_t motor1, int16_t motor2, int16_t motor3, int16_t motor4);

#endif /*  MY_MOTOR_H */

这篇关于定时器输出PWM控制电机（程序）的文章就介绍到这儿，希望我们推荐的文章对大家有所帮助，也希望大家多多支持为之网！

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