项目需求
    在制作一个使用全向轮的机器人底盘，对于全向轮，电机的精度是影响效果的重要因素。所以使用了步进电机，使用步进电机的优点是可以不使用编码器，开环控制即可达到高精度的效果。
% n" s: h, s! g

" w8 B: \" c+ p1 {调整占空比或者调整周期
4 `+ S. |$ k. W4 i! V; N    众所周知，PWM有两个重要参数，周期与占空比。
2 H- O5 |  L2 x4 B    步进电机的运动方式是，每收到一个脉冲,就旋转指定的角度。因此影响电机速度的唯一参数就是PWM的频率。以下附图两张来说明调整占空比与调整周期的区别。
4 U0 q6 p, g% S% c
, z% [6 j, a) H1 b/ Y
周期固定，调整占空比

    上图中有4个PWM，它们的周期是一样的，不同之处是拥有从80%至20%的占空比。可以看出，无论占空比为多少，在1s内，它们产生的高电平的数量是一样的，即无论占空比为多少，PWM的频率都一致。因此也就无法调整步进电机的速度。因为步进电机的速度仅与PWM的频率有关。
: V, H' o7 B( T1 {. o3 f6 o

/ M0 u9 z0 m0 d0 d. Z9 h& \1 q占空比固定，调整周期
7 c+ S; \' h0 j3 F2 |8 m" q

    上图中有4个PWM，它们的占空比都固定为50%，却拥有不同的周期。可以看出，即使占空比固定，只要动态调整周期，PWM就能在相同时间内产生数量不同的脉冲。因此，固定占空比，动态调整PWM周期，即可达到控制步进电机速度的效果。
# D- h0 w; m9 Y6 W( x, P$ r
5 O) i1 P" g! ]$ V, U
基于STM32的实现
* S9 z2 W; R, ]4 O    在STM32F1中，定时器具有PWM模式，可以用来产生PWM。但是，STM32的PWM模式，只要确定了时基单元(即确定了PWM周期)，改变输出比较寄存器，仅可改变PWM的占空比。
6 O; U1 z. [# O' A8 W, J    若需要改变PWM周期，需不停地改变定时器的时基单元。但时基单元与硬件相关，不适合频繁变更。因此，步进电机的调速，不适合使用STM32下定时器的PWM模式来控制。
    在多方查找资料后，确定了一种利用输出比较精确控制PWM周期的方式。
/ u( c" R" D! T  O$ O
# e. B& Y! \! X8 D; W+ p5 z* d
利用输出比较产生频率可变的PWM
    利用输出比较产生频率可变的PWM，原理简单介绍如下：
0 z% o& @  {4 V" n# n: \5 z    首先配置定时器时基单元，确定脉冲最小长度单位CK。
  _( c1 m, W1 t' _# i0 V% c    然后开启定时器的输出比较，设置模式为翻转模式，并开启输出比较中断。
    将定时器内计数器CNT当前值，加上脉冲长度X(单位为CK)，写入输出比较寄存器。
, H6 [1 Y. i4 ~) {3 v5 o4 w    在X个CK后，将会触发输出比较中断。同时电平翻转。
    在中断中再次将当前计数器CNT的值，加上脉冲长度X，写入输出比较寄存器。
    在X个CK后，将会触发输出比较中断。同时电平翻转。
. y& c8 Y; Y* J    在中断中再次将当前计数器CNT的值，加上脉冲长度X，写入输出比较寄存器。
    如此往复……
    以此即可得到一个占空比为50%，周期为2X个CK的PWM。
- }/ l. R, t8 a3 K7 z) B( {% }# n

) ?0 S  l4 {3 T5 t. ]9 \确定最小单位CK，配置时基单元
$ b% @- r7 s# ^+ b    首先确定一个最小的间隔CK，规定PWM的高电平长度和低电平长度的单位都是CK。
+ L0 Z0 K; R: J- Y9 _/ d    即高电平的长度一定是CK的整数倍。低电平亦然。
    然后配置定时器的时基单元，通过CK的长度确定预分频系数。
; U" ?6 \- ]! Q" ~    已知STM32F103的主频为72MHZ，则时基单元中预分频系数为


PSC = 72M / (1/CK)
* G7 w/ Y4 h0 O( W7 P# _* R1 ^. ?    例如，rtz所确定的CK长度为10us(0.00001s)，即可得出方程。

   预分频系数确定为720后，由高速晶振产生的72MHZ的时钟信号被720分频，得到100000HZ的时钟信号。即时钟信号每秒变动100000次。每次10us。同时可将重装载值设定为0XFFFF（16位定时器的最大值）。因为本次使用的输出比较模式不使用更新中断，该值可随意设置。

1. TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = 0XFFFF;
   
2. TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler =720;
   % J; B+ D) z3 f7 Y
3. TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1;
   ! }3 P4 x3 S' ^- `5 t6 k7 r
4. TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;
   
5. TIM_TimeBaseInit(TIM2, &TIM_TimeBaseStructure);

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    开启输出比较通道，设置输出比较模式为翻转模式，并配置NVIC，开启输出比较中断，配置输出比较通道：
+ h4 B, g% p8 c+ f& W

1. TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_Toggle;
     x8 X7 R: o$ y0 |! E9 \+ ]
2. TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse = 500;
   
3. TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable;
   % j- o8 d- e4 C+ h/ s) W+ J
4. TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_High;
   
5. TIM_OCInitStructure.TIM_OCIdleState = TIM_OCIdleState_Set;
   ( G6 o8 h; w. V3 b/ [
6. TIM_OCInitStructure.TIM_OCNIdleState = TIM_OCIdleState_Reset;
   0 V  }- O  T9 t) h3 A
7. TIM_OC1Init(TIM2, &TIM_OCInitStructure);

复制代码

   开启输出比较中断，配置NVIC优先级：
0 A. S" U* E* d/ d4 v/ t! C

1. 
   $ [% T1 S5 u& }4 Z) c( U) n
2. TIM_ITConfig(TIM2, TIM_IT_CC1, ENABLE);
   
3. NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = TIM2_IRQn;
   $ x! }7 _5 I# }( z0 u
4. NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0;
   
5. NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0;
   0 r1 |* W. `5 ], s6 g
6. NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
   
7. NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);

复制代码

编写中断服务函数
' K  y3 H2 d7 ^: W8 u* v* L    在输出比较中断中，唯一要做的事情就是把当前CNT的值取出，加上脉冲长度X，写入输出比较寄存器。
$ w+ q2 s; W& y; i    当计数器达到0XFFFF(之前设定的重装载值)后，再加一会自动变为0.
' s; ~( a' K. `    例如,当前CNT值为0XFFFF,脉冲长度为5，很明显，输出比较寄存器应设置为0X0004才可触发下一次中断,而不是0X10004,这样会造成溢出。
  D) e% A/ w# }6 R, L    因此将CNT的值与脉冲长度相加后，需要取0XFFFF的余数后，再写入输出比较寄存器。
- a  z7 U9 o0 i

1. 
   $ J; W& V& C9 W1 n* s5 s
2. int t_m=5;//低电平和高电平的长度
   
3. void TIM2_IRQHandler(void)
   4 J6 z8 p* S) o
4. {
   2 L/ S; w: y; i
5.   if (TIM_GetITStatus(TIM2, TIM_IT_CC1) != RESET) {
   
6.     TIM_SetCompare1(TIM2,(TIM2->CNT+t_m)%0XFFFF);
   . i% D8 Q7 T: m1 v1 y
7.     TIM_ClearITPendingBit(TIM2, TIM_IT_CC1);
   : D' R2 i% B, e* @
8.   }
   1 ^  I4 w- `2 a* ?  _9 p6 a
9. }

复制代码

2 U" L# l1 n# P4 j  v
/ }& r1 i$ {0 Z" P
8 b- ^7 \7 [8 d% _( N3 I
! P& }# z" R% B/ S$ W; z


7 F) v' `3 R8 S