前言
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。

一、PWM调速原理
& v8 s& k$ o: a7 J( W' J; J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：
! Z$ {* v' O2 U2 |9 q
1 ?9 z- M. |: G2 m0 Q

8 }+ Y: L# T0 d5 D  q9 A( U3 |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

& K( `5 S  G7 ?) \; Y

! I, y7 H. u2 K  h6 D# Q* x0 U$ E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。
% l( T8 ?/ C7 M3 d4 s2 i% _
- [4 q$ a7 v5 G5 n. b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。
  E$ O" {" a. I- b$ f; s1 V
& p- H' F% r5 g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。
( d- x+ g* x9 }5 z


% j8 I$ T" J- C) ]* |% m
4 G, W$ Q  x# k6 y
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。
4 o5 D. e4 X' h; ^4 D8 W
/ i! U0 e; _$ ]7 c1 g; @' f9 i4 |. G

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。

/ B3 F% u9 }9 T$ e& a

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。

二、STM32编程实现
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

, ^" W: H# ]+ d+ z& v, g
1 k+ {0 J1 k0 z* o- C
+ F2 O$ G8 G# G$ S5 z" c 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。
8 l( O# S4 y8 {/ B0 ~0 B; U) P


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()
2.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）
3.初始化定时器：TIM_TimeBaseInit（）
4.初始化TIM2 Channe1234 PWM模式：TIM_OCxInit（）
; M: \9 o( d* w5 b5.使能OCx通道的预装载寄存器：TIM_OC1PreloadConfig（）
6.使能时钟：TIM_Cmd（）
9 G7 \9 B0 A7 V* s/ N. s7.在主函数中配置占空比进行调速：TIM_SetCompare1（）
! _& z3 m' t3 J6 A$ B+ X" C3 D

1. #include "sys.h"
   ( n! h$ s: ^2 e2 i3 Z) M
2. 
   ) t& ?- e% b" |4 e  \. T
3. /********************
   
4. 功能：通用时钟2用来产生通道1234四路PWM信号
   8 O1 q$ C0 B" ?0 v8 P; f4 `$ U/ Q( W0 t
5. 函数：TIM2_PWM_Init(u16 arr,u16 psc)
   , H: K4 H' S- W0 w/ }' w
6. 作者：K.Fire
   7 J  x: J* @: F7 E& N
7. 日期：2022.01.30
   
8. 引脚：PA0 PA1 PA2 PA3
   % }6 O3 e, X, u
9. 参数：arr：自动重装值 psc：时钟预分频数
   + g/ T: l3 X4 J* s% G6 L- ~6 e9 w  G
10. *****************/
    3 A2 y" D, e* t( Z# @8 r0 I$ J" A
11. 
    
12. void TIM2_PWM_Init(u16 arr,u16 psc)
    
13. {  
    
14.         GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
    
15.         TIM_TimeBaseInitTypeDef  TIM_TimeBaseStructure;
    * M& G* K( L3 E. R" t+ \
16.         TIM_OCInitTypeDef  TIM_OCInitStructure;
    : U! ?+ `5 C/ E! Z. b. A" Y
17.         
    
18.         //使能GPIOA外设模块时钟  
    8 h$ {/ k; r: a; |& W4 \- h- F
19.          RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);   
    7 Q+ G3 C$ z" P
20. 
    
21.         //设置引脚为复用输出功能,输出TIM2 CH1的PWM脉冲波形        GPIOA.0
    8 T. i4 u& z$ A! Z7 n
22.         GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0; //TIM2_CH1
    
23.         GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;  //复用推挽输出
    
24.         GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
    - i5 d7 m/ ]& K% h+ i  j
25.         GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);//初始化GPIO
    8 \2 n, `  v8 z
26.         
    
27.         //设置引脚为复用输出功能,输出TIM2 CH2的PWM脉冲波形        GPIOA.1
    
28.         GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_1; //TIM2_CH2
    
29.         GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);//初始化GPIO
    
30.         
    2 z2 W2 `% S% ~; z# M) ^& y
31.     //设置引脚为复用输出功能,输出TIM2 CH3的PWM脉冲波形        GPIOA.2
    
32.         GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_2; //TIM2_CH3
    
33.         GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);//初始化GPIO
    
34.         
    : C3 s' F$ ?$ K7 s
35.         //设置引脚为复用输出功能,输出TIM2 CH4的PWM脉冲波形        GPIOA.3
    
36.         GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_3; //TIM2_CH4
    & F3 M3 ]+ B8 `+ k
37.         GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);//初始化GPIO
    2 O+ \0 G7 p  U: d, X4 E3 \
38. 
    
39.         //使能定时器2时钟
    8 w; Z8 x' U, }& h- u9 r
40.         RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM2, ENABLE);        
    
41.     //初始化TIM2
    
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
    $ C" ]' ^9 t! S! z
43.         TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler =psc; //设置用来作为TIMx时钟频率除数的预分频值
    
44.         TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = 0; //设置时钟分割:TDTS = Tck_tim
    
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
    9 Z+ |! N& ~0 V
47.         
    + j3 [6 D+ ~% t, Z( i0 r5 h( P+ s) e
48.         //初始化TIM2 Channe1234 PWM模式         
    
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
    & _) k/ ?  F# S
51.         TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_High; //输出极性:TIM输出比较极性高
    
52.         
    * N. a- a4 M# Z# G
53.         TIM_OC1Init(TIM2, &TIM_OCInitStructure);  //根据T指定的参数初始化外设TIM2 OC1
    & y; A/ c, Z2 B5 Z% p
54.         TIM_OC2Init(TIM2, &TIM_OCInitStructure);  //根据T指定的参数初始化外设TIM2 OC2
    1 H* h! D: m6 p% }
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
    # W3 m0 }" L4 c9 N0 e
57. 
    5 z0 I. Z% h" u5 a, u$ C0 V
58.         TIM_OC1PreloadConfig(TIM2, TIM_OCPreload_Enable);  //使能TIM2在CCR1上的预装载寄存器
    , V* ^6 r6 m% N' D$ E5 A
59.         TIM_OC2PreloadConfig(TIM2, TIM_OCPreload_Enable);  //使能TIM2在CCR2上的预装载寄存器
    
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
    8 s( [( R/ a/ Z8 S
62. 
    7 z' l' s3 a4 H" t
63.         TIM_Cmd(TIM2, ENABLE);  //使能TIM2
    * i+ M8 I- Q* V' Y
64.         
    
65. }

复制代码

& s* a8 p, ?2 S/ A4 X- |总结
' x. n8 A0 ]( Y8 ~( q9 [$ `) C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。
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版权声明：K.Fire浑身是肝
# F  j: m% O. L; P6 o. `
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