前言
1 I" h/ `$ Y+ n! M5 ~$ t原来做的差速小车是基于Arduino控制的，感觉有些简单，也有些基础，Arduino方便简单的同时，可操作性感觉也少了很多，所以想将控制器换成STM32，然后将树莓派作为上位机，STM32作为下位机，通过树莓派和STM32进行通讯，实现对差速移动小车的控制，本人也是寒假期间初学STM32，也是奔着应用去的，所以对于STM32编程原理方面可能不太精通，这里偏重于记录应用层面的知识。
) U& K0 P* s+ t# F% y
: Q* M5 r) Q  v5 }一、PWM调速原理
8 X$ ?. S  u& M# A: N直流电机驱动是最简单的，给电机通上电就能转，根据电机的公式：

& T9 A5 j3 d* E8 N
6 B, [; a! r# z2 l, O- E8 c可知：当提高电压时，反电势升高，进而转速升高，电压与转速大致有如图所示的关系



, I6 v# C  G# p- D, K所以我们只要控制给电机通电的电压即可控制电机的转速，但是在实际的控制中，控制直流电机需要通过H桥控制电机的正反转，如图，当T1和T4二极管导通时，有粉色通路；当T2和T3二极管导通时，有蓝色通路，这样我们就可以实现弱电控制强电，通过二极管的通断来控制电机的转向。

$ R  e+ O( D' r2 n但是这样电机通电时电压就是Us，我们如果想自由的控制Us的电压值基本是不能实现的，因为电机是接到单片机的引脚上的，引脚的供电电压值是确定的，我们就要使用控制二极管的通断时间对电机的转速进行控制，即PWM控制。

图中的D1~D4二极管为续流的作用，因为电机中有绕组，在断电后，电感的电流不能瞬时变为0，所以在断电后电流沿棕色和绿色的通路放点。
0 T/ ~! V2 ~) h

  x: }- D' ?: g; T% _
5 n5 `/ S. B5 y1 _9 n
4 Y5 B, M7 H( J0 b2 }0 t
% S( R: v- F) [2 G+ P: A$ X; @ 在一个周期内，我们通过控制通电的时间就可以调控平均电压，而平均电压的高低直接控制电机的转速，通电时间/周期，就可以得到占空比，我们也就是通过控制电机的占空比来控制电机的转速的。



在实际应用过程中，我们不用自己搭建H桥，而是使用电机驱动板（如：L298N）对直流电机进行驱动，L298N内搭载两个H桥电路，可以实现对两个电机的转向和转速进行控制。
, k) U) \" I4 h9 u! A0 V
+ o5 S* S/ {* r9 R2 r- Z; J
* b" r# O0 H: Q
这是淘宝商家提供的电机驱动板控制表，将IN1~4接到单片机的引脚，我们就可以通过引脚输出PWM控制信号，对直流电机进行控制。
* h* o9 Z8 B( w: P$ J
二、STM32编程实现
! U6 ?, n, M; W* F在STM32中如果想输出PWM信号，需要借助定时器，通过定时器的捕获/比较通道的PWM输出
0 @8 L  x$ c) Z


9 w; N) @8 {: h" m# P 当我们对定时器设置了预装载值arr和比较值ccr后，可以通过配置PWM模式，使定时器CNT计数值超过ccr后产生有效信号，并通过配置相应寄存器设置有效信号是1还是0，而配置PWM的输出方式，具体原理信息可以参考原子哥的视频，也可以参考中文参考手册的14.4.7内容。


* ]6 M# b4 D( V& F. L. K
在程序中，我们使用库函数进行配置，配置步骤如下：
1.使能定时器和相关外设引脚时钟 :RCC_APBxPeriphClockCmd()
; `) e; g' A- [0 D2.配置IO口为复用输出模式（查手册8.1.11）配置成相应的模式（复用推挽输出）
; e5 D1 W3 g2 R' i3 K3.初始化定时器：TIM_TimeBaseInit（）
  t. X& j/ l+ W7 V3 y- _( V4.初始化TIM2 Channe1234 PWM模式：TIM_OCxInit（）
5.使能OCx通道的预装载寄存器：TIM_OC1PreloadConfig（）
6.使能时钟：TIM_Cmd（）
7.在主函数中配置占空比进行调速：TIM_SetCompare1（）
3 W% e; ?0 z4 M
1 P( F# x) [; _. Q. t

1. #include "sys.h"
   
2. 
   
3. /********************
   : p1 O8 Z+ ]% w( [7 \0 C: s* v
4. 功能：通用时钟2用来产生通道1234四路PWM信号
   
5. 函数：TIM2_PWM_Init(u16 arr,u16 psc)
   
6. 作者：K.Fire
   
7. 日期：2022.01.30
   
8. 引脚：PA0 PA1 PA2 PA3
   
9. 参数：arr：自动重装值 psc：时钟预分频数
   
10. *****************/
    ! x5 u8 k; t- B' G" J5 e
11. 
    
12. void TIM2_PWM_Init(u16 arr,u16 psc)
    ) |- q7 Y$ a* b5 `6 u9 N" E
13. {  
    
14.         GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
    $ _& V3 P( Z6 a3 }. C; K6 w
15.         TIM_TimeBaseInitTypeDef  TIM_TimeBaseStructure;
    0 s, s  f. m( o
16.         TIM_OCInitTypeDef  TIM_OCInitStructure;
    $ V- U# m/ ~' S4 l7 ?- n6 @* T
17.         
    
18.         //使能GPIOA外设模块时钟  
    
19.          RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);   
    ; u' P7 Q* A1 i' a9 G1 w+ w7 K
20. 
    & a* s( ^( ?3 |( u
21.         //设置引脚为复用输出功能,输出TIM2 CH1的PWM脉冲波形        GPIOA.0
    
22.         GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0; //TIM2_CH1
    & _1 ~! C  w: H. P% c
23.         GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;  //复用推挽输出
    , l2 t& A- e6 F8 N; N2 v" [
24.         GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
    
25.         GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);//初始化GPIO
    9 w' b) x  H# b
26.         
    9 f) U2 Q  q* s& Q: a# F% c' Q( v7 q
27.         //设置引脚为复用输出功能,输出TIM2 CH2的PWM脉冲波形        GPIOA.1
    / o* v; w3 @' d, j& f  T
28.         GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_1; //TIM2_CH2
    4 W9 H8 Z9 k7 _8 N7 X, U0 v1 I5 P
29.         GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);//初始化GPIO
    
30.         
    ' H7 ~, W' T3 p
31.     //设置引脚为复用输出功能,输出TIM2 CH3的PWM脉冲波形        GPIOA.2
    # `/ ?2 E. ~3 M) d( Q' {' O
32.         GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_2; //TIM2_CH3
    
33.         GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);//初始化GPIO
    , z% y) n( f  @, V- o& |2 ^" A
34.         
    
35.         //设置引脚为复用输出功能,输出TIM2 CH4的PWM脉冲波形        GPIOA.3
    . P5 ?9 @) r  P9 F" I- N' Y: a% ^1 I
36.         GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_3; //TIM2_CH4
    
37.         GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);//初始化GPIO
    
38. 
    
39.         //使能定时器2时钟
    - f# Q& L: x. s" c. s! D! i9 k1 M
40.         RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM2, ENABLE);        
    
41.     //初始化TIM2
    % R' M8 w7 K& J8 R+ `3 D
42.         TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = arr; //设置在下一个更新事件装入活动的自动重装载寄存器周期的值
    
43.         TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler =psc; //设置用来作为TIMx时钟频率除数的预分频值
    ( ~6 y1 z& ~( P, _+ G
44.         TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = 0; //设置时钟分割:TDTS = Tck_tim
    ' m: n. E" A$ I3 |  _1 `2 W. ]
45.         TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;  //TIM向上计数模式
    
46.         TIM_TimeBaseInit(TIM2, &TIM_TimeBaseStructure); //根据TIM_TimeBaseInitStruct中指定的参数初始化TIMx的时间基数单位
    7 {# D+ S6 I- r5 L# b
47.         
    
48.         //初始化TIM2 Channe1234 PWM模式         
    / _1 e8 V0 r1 F! Y; s
49.         TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM1; //选择定时器模式:TIM脉冲宽度调制模式2
    
50.          TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable; //比较输出使能
    
51.         TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_High; //输出极性:TIM输出比较极性高
    ! j. x5 F* a0 m' t) _
52.         
    1 {  x. {9 b7 h! @. t  n0 Y4 w+ N
53.         TIM_OC1Init(TIM2, &TIM_OCInitStructure);  //根据T指定的参数初始化外设TIM2 OC1
    
54.         TIM_OC2Init(TIM2, &TIM_OCInitStructure);  //根据T指定的参数初始化外设TIM2 OC2
    
55.         TIM_OC3Init(TIM2, &TIM_OCInitStructure);  //根据T指定的参数初始化外设TIM2 OC3
    
56.         TIM_OC4Init(TIM2, &TIM_OCInitStructure);  //根据T指定的参数初始化外设TIM2 OC4
    $ m. L( p& A7 p" }  B: b+ P
57. 
    1 l+ B# m, f1 o1 o* M: A
58.         TIM_OC1PreloadConfig(TIM2, TIM_OCPreload_Enable);  //使能TIM2在CCR1上的预装载寄存器
    
59.         TIM_OC2PreloadConfig(TIM2, TIM_OCPreload_Enable);  //使能TIM2在CCR2上的预装载寄存器
    4 q" X1 C1 N$ p+ w! y' A, z: `- Z
60.         TIM_OC3PreloadConfig(TIM2, TIM_OCPreload_Enable);  //使能TIM2在CCR3上的预装载寄存器
    
61.         TIM_OC4PreloadConfig(TIM2, TIM_OCPreload_Enable);  //使能TIM2在CCR4上的预装载寄存器
    & G1 A4 ]! k0 i% @% j% [0 D; b( X" v
62. 
    . x7 o5 Z# @( g& c, a  y: S: {; H
63.         TIM_Cmd(TIM2, ENABLE);  //使能TIM2
    6 m/ k4 D! w7 G9 P. G/ l8 {
64.         
    
65. }
    

复制代码

总结
- c  U& l7 X3 ?' V/ R  r  K原理部分我讲的不清晰，我也是看原子哥的视频学的，大家可以通过传送门去B站看原子哥的视频，先更新PWM调速，因为这一部分我测试成功了，等我编码器来了在对编码器和蓝牙进行测试。


  K" t# C! g, G5 ?; e" ^& F