有刷电机驱动电路
+ U/ F% j5 g5 I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。

* n- s' n* K9 m% k  N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。

" g. C' g- D3 J; U1 E  d5 D

6 N1 Z& r: K" R- o: ]; f1 g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。

; w1 u5 G9 W7 w

7 J- x% o' ?3 ~5 l4 x0 U; \* i

! ^- y1 ?( V# L, c3 _) R
9 r: }0 O9 o8 {/ P资料来源于 IOR 公司数据手册

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。
$ v, ]/ V: C# `$ I4 l2 L% ]# ?

1.TIM模块
TIM 模块最重要的三个寄存器是：
' F; @3 ~. }9 m1 n
6 D+ L, T) X. Z, ACounter Register (TIMx_CNT) 计数寄存器
+ y3 o$ A3 h, Q2 U3 D& x8 k0 k
Auto-Reload Register (TIMx_ARR) 重置寄存器
8 E- F; w: p  l2 A' d2 w8 B
Capture/compare mode register 1 (TIMx_CCMRx) 输入捕获/输出比较寄存器

5 q/ E0 o! b  {
. K: H2 A& p9 k' ECounter 在时钟的驱动下计数
: f5 j2 H9 K% Z  g0 h
Auto-Reload 设定计数的最大限制值

& z) k% v0 Z. F  |Capture/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

, U9 x; w) L" r8 Y7 Q4 X9 l在 PWM 模式下，Auto-Reload 寄存器设定PWM的周期，Compare 设定占空比。
& ]4 S3 m. S( `
1 U0 s3 [0 c9 r9 d! I% t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。
3 @& H( G( Y" [0 m0 Q' f
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
- |& m9 W! t; k  }8 L1 g
* l& M0 ^; T5 d, \7 Z- v- R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。

5 W& b' \/ L/ n9 F# @, {- l' WSTM32Cube_FW_F0_V1.11.0\Projects\STM32F030R8-Nucleo\Examples\TIM\TIM_PWMOutput\MDK-ARM\Project.uvprojx
+ B+ T( Q/ \) z5 F) x& v! W3 w/ @
+ O. k# H0 W! J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。
3 n/ U1 z5 z/ V7 f. p
然后把ADC采样的代码添加进来：

: U% R9 j4 ~* y8 [Step 1:

stm32f0xx_hal_conf.h
  L- V3 S5 o  {
#define HAL_ADC_MODULE_ENABLED
9 Q- a7 u6 q3 ~% R% j0 [" n0 j
Step 2:
$ ?) G% D& k' x
& F9 _6 u6 x3 I& ymain.h
+ S3 P, P( X0 g* N" k
( o* ]8 G% ?4 |6 b3 M8 F添加ADC相关宏定义
1 B# O; o" i. Z3 \" Z8 ~" ]6 ]- z
) H/ X5 S2 E- n/ ]! B5 c% y7 T0 }

5 |- b; L7 k- b9 `/ j, g2 F3 n
Step 3:
" ?1 w. T4 E$ }. w
stm32f0xx_hal_msp.c
4 [5 ]7 {! d9 `
2 Q, A: v; e, r7 A添加ADC使用的引脚的初始化代码

, N- H8 ^* a4 R5 `Step 4:

把ADC的驱动文件添加进工程，在主程序初始化ADC。

' P% U4 d! z% f& O+ JStep 5:

& _& [5 Q( \) V2 I1 {5 W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。
( Q) J: Q" b+ Q. B( o3 \

/ D& W' r9 Q* {2 S' D( v


如果需要参考代码，可以在 Github 搜索 TopSemic 找到。

  |$ a' J( A' ~0 d  v
4 U4 x3 Z# j/ X' ?- l7 b* r2 T