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。
! m' l/ k" C: m/ |  f. T
# D$ F0 E6 d% Z7 c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- a/ C) Z" t3 N6 `( Y

% z) ?5 `* _; E/ ?8 v. N
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。
& b* y, [6 w1 r& g6 t; b; \7 k, G
  O9 L9 I  `, Y. k

1 K# V% u, ], \8 _- m. w

0 p$ }* b$ ~3 {2 y6 A% P: u. C9 s

" A1 Y& w# u$ n9 a, E  s' m
资料来源于 IOR 公司数据手册
3 c+ e/ x- S  ]( h8 K; b) e
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。

+ R6 G- r8 s$ [  V4 L& d2 L

7 N$ e$ E  j6 r2 U9 L: p1.TIM模块
( G1 e! @* r. L$ ^: S( E3 dTIM 模块最重要的三个寄存器是：

Counter Register (TIMx_CNT) 计数寄存器
" H3 v  n% K% U0 V
Auto-Reload Register (TIMx_ARR) 重置寄存器

1 e0 {0 J3 M0 ?" p, UCapture/compare mode register 1 (TIMx_CCMRx) 输入捕获/输出比较寄存器

" }. y; M: s, L5 T
- }1 S0 K! D0 @4 RCounter 在时钟的驱动下计数

Auto-Reload 设定计数的最大限制值

+ j6 H' n1 Y4 T: NCapture/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
( i( M' ?  X/ L& F" S& f3 f0 O
! P; N+ m: ?6 w' _  V2 u8 i3 j在 PWM 模式下，Auto-Reload 寄存器设定PWM的周期，Compare 设定占空比。
. q! A1 |! g# 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。

/ K3 z% v4 ~% v5 d% h: L# H3 [( P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。
% s3 }/ X3 ]* X5 R! \
5 b$ U3 P5 N/ c+ P9 C: t- [5 `; H2.代码
8 e  v1 B) I9 M8 K* d
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
$ u- K5 c4 F1 M2 C+ b
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。
& T: @1 \6 _9 [; ]0 M3 d+ \
- G7 h( O' z4 s7 y) g然后把ADC采样的代码添加进来：
# C/ Z3 ?9 n% j
Step 1:

: _5 [5 F( A3 N" wstm32f0xx_hal_conf.h
0 |6 W, o( S+ w& c0 n
#define HAL_ADC_MODULE_ENABLED
3 T. O- L! M3 I6 |2 I
8 E% C8 Q. ^- ^! XStep 2:
4 Q* r/ q3 b" E9 I! S
main.h

% c9 M+ W, |( v$ O% b4 _添加ADC相关宏定义

Step 3:

stm32f0xx_hal_msp.c
) k+ K3 Y/ n" l' }+ |- o; ~( S
添加ADC使用的引脚的初始化代码

8 R+ i6 L2 N" J& m4 Q+ s, XStep 4:
; |8 g9 p: _! U- o
把ADC的驱动文件添加进工程，在主程序初始化ADC。

+ [- R' o. F+ P& D4 x& o( }# `

& C/ f% F9 \1 XStep 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。
1 K" ]2 S% Z' B0 L3 h$ x
0 z: f4 u( y& U0 U

( E0 q/ y7 u0 F- w; e! i
" y. N; ]0 c" a) {
# z" C4 g, H& J. T- ?' x
如果需要参考代码，可以在 Github 搜索 TopSemic 找到。

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