有刷电机驱动电路
0 n$ w6 v4 W! w2 `3 `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。

  X$ c% \5 G; S6 Z3 Z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。

- C. s. [' {- r

6 q3 ^( k( i  K$ T) D/ _

资料来源于 IOR 公司数据手册

* i3 ^/ E0 x$ i) {* v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。

5 L7 Y- u% ^7 G) `4 T; n) F

9 G1 T3 n0 ]$ f! X, p9 q1.TIM模块
- v3 y( q- c# _' z! STIM 模块最重要的三个寄存器是：
9 B2 R4 I0 k1 N, U
Counter Register (TIMx_CNT) 计数寄存器

Auto-Reload Register (TIMx_ARR) 重置寄存器
5 Y7 C" Y5 M" f8 c7 i# ?4 N
) W$ O  h+ B1 ]' }& Y. X9 oCapture/compare mode register 1 (TIMx_CCMRx) 输入捕获/输出比较寄存器
. }+ A1 \# C* ?6 A4 Y

5 y! A4 R# l; K; J
( k, n' J3 E8 x+ ?2 Z* zCounter 在时钟的驱动下计数
8 K7 ?2 s3 D8 @' g
Auto-Reload 设定计数的最大限制值
0 m9 d0 L! V% Z! q
6 Y; Q0 S& b0 t( aCapture/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
$ Q* f. p9 c2 M: ?9 C! m
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。
" h* p' \4 C' Y! o& j* U& U
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。

2.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_V1.11.0\Projects\STM32F030R8-Nucleo\Examples\TIM\TIM_PWMOutput\MDK-ARM\Project.uvprojx
' R& p4 l2 _6 W$ X+ y1 |
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。

9 q- E# |) b8 S然后把ADC采样的代码添加进来：
+ G- ^0 t% Q" V  s2 u' r
Step 1:
: E4 z  x% l/ O! R& h* z
3 a+ a( V9 ^6 h/ }0 T- d' t; R: Nstm32f0xx_hal_conf.h
6 b" U7 X9 ~1 `6 N/ f
2 R* t( V$ s5 i#define HAL_ADC_MODULE_ENABLED
- Q; J5 I( i! F4 P# G+ n, M: u
Step 2:

& e- e9 y; G$ kmain.h

添加ADC相关宏定义

+ a6 e; t6 [# Y

, B. m7 t6 D( MStep 3:
' u2 P; f5 Q  c4 x: A
stm32f0xx_hal_msp.c
# ]+ o. h0 m, N& j6 M9 p9 C
添加ADC使用的引脚的初始化代码

8 k0 {' R, \/ k' G" m; `4 qStep 4:

& ~# e) K; A! O1 Q2 s6 C" g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。

" ?( L* I8 A* o5 D" h. J

6 U. J7 j7 A8 \% ]& z8 V1 T9 u9 x
( c7 Q& G2 p% \! f1 _( K
如果需要参考代码，可以在 Github 搜索 TopSemic 找到。