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。
0 j- O" z1 b1 s, _/ f
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。

6 x6 ]& Y; @7 _/ Y( K. r
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。
* F! J. f( V2 J! d% a% ?
8 S  ], Q! G# @; S$ N

" o: W3 p( K% g9 y- `

9 G6 m% U/ H  \3 @1 c# z

2 ^( W% N) u4 b: r

1 y$ H/ s+ k3 j; ^! H资料来源于 IOR 公司数据手册
' p1 O* u. h$ r$ _+ v7 k0 A! V
  ^' z$ D- z/ M) `5 K( h) a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。

6 M( e; F) r6 z" Y' [
0 U/ K8 H; g; v% L  W1.TIM模块
. b: v1 c2 L1 k. q7 u) kTIM 模块最重要的三个寄存器是：

Counter Register (TIMx_CNT) 计数寄存器
. s: i1 s1 g7 Y  s( W
+ y; O: C  @* dAuto-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

7 A& x$ B/ H& H# E! _

8 k  E2 f3 \* O: a6 U
4 r5 P' [+ b0 q1 ZCounter 在时钟的驱动下计数

3 A" s4 J2 p* F. s5 rAuto-Reload 设定计数的最大限制值
; e: z) K' t& t8 W: a. v8 K& e5 a$ g
1 L) v+ d5 H# a3 k0 t1 LCapture/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

; W3 Z( L9 C, R! }在 PWM 模式下，Auto-Reload 寄存器设定PWM的周期，Compare 设定占空比。

% D9 J! l) j4 N$ X) \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。

% b( ]9 Y$ x) M/ R& n, u6 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。

# g1 F" B3 }) [' Z+ g1 Z: [2.代码
# n1 x+ k; h# k4 ]+ d% g; I
+ G& g/ o6 ^# Z. k2 g& Q, @8 r! I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。

3 u9 d' G4 \* N. y" c. n  ESTM32Cube_FW_F0_V1.11.0\Projects\STM32F030R8-Nucleo\Examples\TIM\TIM_PWMOutput\MDK-ARM\Project.uvprojx

" Z& f# a# _1 i4 E( x+ M! p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。
" P, T1 \$ s. j7 P7 Z
然后把ADC采样的代码添加进来：
! \$ P" c  B; @8 X- `+ e! @
/ z: F% r9 `) |+ ~/ ?; nStep 1:

( _9 G* {! I' i) Q7 Y5 T8 Rstm32f0xx_hal_conf.h
6 e0 A  [: p3 x7 m# H& Z  f4 t# b* F- ~9 A
#define HAL_ADC_MODULE_ENABLED

Step 2:
2 z1 _9 a2 g; f. J. D4 \. }; R/ I
main.h
# Y) X: N' n  O( R5 V+ h) \
1 ?, E% m" S$ D0 V5 J# k添加ADC相关宏定义

7 k, P" M9 \7 M

' y  W7 ]' A1 c) v* g
3 L# @$ B; I3 ]" A) D3 fStep 3:
+ i9 ]7 }8 [4 ^; ]7 K0 w9 w
stm32f0xx_hal_msp.c

. D( l2 `. M8 ?添加ADC使用的引脚的初始化代码

4 ]( c/ T8 y$ E% B

! I% n% [$ F* s* m$ ~$ `
, K' M+ t2 u5 OStep 4:

把ADC的驱动文件添加进工程，在主程序初始化ADC。
5 F- j! ?/ U( U- L: f& _
* @" q) Y" ]/ a# t! N: i& b

Step 5:

. O% M/ Q2 w. y; Q8 s) d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。
2 y4 U3 a2 d2 h7 e

' T; A! I/ O) B

6 m) H" G4 v4 d  `  f7 q  A2 p
5 l& q" Z, p& u7 p* ~' K& i如果需要参考代码，可以在 Github 搜索 TopSemic 找到。


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