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。

( ?$ [7 `3 o) q& O8 {9 i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。

8 k1 I6 V* p" L, _" J" 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。
- D7 z. H6 c, H4 F' q! P/ V: ]& f
4 U8 h7 \7 a9 v( b# y

! a8 E% O. b4 Q! I8 Q: T, \: A
# |* t( c0 w% R; ]* l/ c- ^
! W* i" L1 `! V

6 I; z( n4 d/ h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。
' t0 z3 U; v2 w7 M  w8 u( Q2 m- _

( k! w6 s2 X7 `
1.TIM模块
, e! F6 p9 L. q& WTIM 模块最重要的三个寄存器是：

Counter Register (TIMx_CNT) 计数寄存器
3 k- l( ]* P7 B
3 A4 ^% _% Y2 n* LAuto-Reload Register (TIMx_ARR) 重置寄存器
* ]( @0 ^5 y: C% y: w6 C: c
- V4 u* N1 B* \Capture/compare mode register 1 (TIMx_CCMRx) 输入捕获/输出比较寄存器
* h5 P: V) z: U
8 B. t* q  A7 `* R7 L0 @! V0 b* H

- s2 b# y$ ?- \: C9 N) _% I
Counter 在时钟的驱动下计数

! X0 d; j  Z+ Y* I! j7 H- F) wAuto-Reload 设定计数的最大限制值

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

在 PWM 模式下，Auto-Reload 寄存器设定PWM的周期，Compare 设定占空比。
# P6 W/ q* D* J  v4 V
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。

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。
! E, T( j( N, O! e7 S- {" t. C- W
! M+ f: x( K) I0 t' L2.代码

7 O7 \  S! `+ C* I4 ?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。
9 J! |9 y4 M3 P* G  D( H
STM32Cube_FW_F0_V1.11.0\Projects\STM32F030R8-Nucleo\Examples\TIM\TIM_PWMOutput\MDK-ARM\Project.uvprojx
: R4 H# S2 S  I% i
6 V6 x) z" T/ L5 T! F9 |- L% 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。
" Q8 d* k! }2 U: p# d: L5 v
然后把ADC采样的代码添加进来：
: G! p: `  Y* H
! H$ Z4 m3 b' E; r8 K8 sStep 1:
0 {, |7 X4 z/ A1 Q1 M& d
* w; m0 z: T( s- t" u, Wstm32f0xx_hal_conf.h
, v9 [% z/ L9 A4 s
#define HAL_ADC_MODULE_ENABLED

Step 2:
9 e& C2 I% Y1 C5 o. k
main.h
  G! k# F4 Z% O2 b7 L& n$ z
. }. e# _0 s0 Q; a! O4 I添加ADC相关宏定义

: o( o( I3 G5 I! I5 E2 }) D! R

, ^0 N7 ~8 E& MStep 3:
, U) i" v9 v/ X, a
stm32f0xx_hal_msp.c

添加ADC使用的引脚的初始化代码

5 s, a& g" Q9 i1 {! o

Step 4:

把ADC的驱动文件添加进工程，在主程序初始化ADC。
9 m' k# c# e5 Q' V

' h" m: l9 x7 T5 _" }! k
8 v6 e8 K9 ?' N& v; b6 r  U% WStep 5:
1 o! A+ x3 N; {- [5 n; j
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。

6 B! m- j2 z1 \/ F$ {. H

' h2 o8 b7 f, O

  E  @6 y0 Y  X' L! q如果需要参考代码，可以在 Github 搜索 TopSemic 找到。


& j$ l0 ~; l, |1 R; _