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使用單片機PWM使能L298N驅(qū)動TT馬達，麥克拉姆輪小車驅(qū)動

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ID:744239 發(fā)表于 2020-8-15 16:41 | 顯示全部樓層 |閱讀模式
由于學習的需要，我們需要制作一個物料搬運小車。
經(jīng)過與小伙伴的一番商討之后，我們決定使用麥克拉姆輪和TT馬達作為小車的底盤驅(qū)動。
電機驅(qū)動器我們選用的是L298N（便宜又簡單。）
以下是個人寫的一些代碼，簡單的封裝幾個小車前進后退，左右直走的函數(shù)。
麥克拉姆輪排列方式為X型。

單片機源程序如下:

  2. #include "motor.h"
  3. #include "stm32f10x.h"
  4. #include "stm32f10x_rcc.h"
  5. #include "delay.h"

  7. /************電機 A B C D 的使能輸入PWM函數(shù)初始化部分************/

  9. static void GENERAL_TIM_GPIO_Config(void)
  10. {
  11.   GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;

  13.   // 輸出比較通道A GPIO 初始化
  14.         RCC_APB2PeriphClockCmd(GENERAL_TIM_CH1_GPIO_CLK, ENABLE);
  15.   GPIO_InitStructure.GPIO_Pin =  GENERAL_TIM_CH1_PIN;
  16.   GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;
  17.   GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
  18.   GPIO_Init(GENERAL_TIM_CH1_PORT, &GPIO_InitStructure);
  19.         
  20.         // 輸出比較通道B GPIO 初始化
  21.         RCC_APB2PeriphClockCmd(GENERAL_TIM_CH2_GPIO_CLK, ENABLE);
  22.   GPIO_InitStructure.GPIO_Pin =  GENERAL_TIM_CH2_PIN;
  23.   GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;
  24.   GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
  25.   GPIO_Init(GENERAL_TIM_CH2_PORT, &GPIO_InitStructure);
  26.         
  27.         // 輸出比較通道C GPIO 初始化
  28.         RCC_APB2PeriphClockCmd(GENERAL_TIM_CH3_GPIO_CLK, ENABLE);
  29.   GPIO_InitStructure.GPIO_Pin =  GENERAL_TIM_CH3_PIN;
  30.   GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;
  31.   GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
  32.   GPIO_Init(GENERAL_TIM_CH3_PORT, &GPIO_InitStructure);
  33.         
  34.         // 輸出比較通道D GPIO 初始化
  35.         RCC_APB2PeriphClockCmd(GENERAL_TIM_CH4_GPIO_CLK, ENABLE);
  36.   GPIO_InitStructure.GPIO_Pin =  GENERAL_TIM_CH4_PIN;
  37.   GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;
  38.   GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
  39.   GPIO_Init(GENERAL_TIM_CH4_PORT, &GPIO_InitStructure);
  40. }


  43. /* ----------------   PWM信號 周期和占空比的計算--------------- */
  44. // ARR ：自動重裝載寄存器的值
  45. // CLK_cnt：計數(shù)器的時鐘，等于 Fck_int / (psc+1) = 72M/(psc+1)
  46. // PWM 信號的周期 T = ARR * (1/CLK_cnt) = ARR*(PSC+1) / 72M
  47. // 占空比P=CCR/(ARR+1)

  49. static void GENERAL_TIM_Mode_Config(void)
  50. {
  51.   // 開啟定時器時鐘,即內(nèi)部時鐘CK_INT=72M
  52.         GENERAL_TIM_APBxClock_FUN(GENERAL_TIM_CLK,ENABLE);

  54. /*--------------------時基結(jié)構(gòu)體初始化-------------------------*/
  55.         // 配置周期，這里配置為100K
  56.         
  57.   TIM_TimeBaseInitTypeDef  TIM_TimeBaseStructure;
  58.         // 自動重裝載寄存器的值，累計TIM_Period+1個頻率后產(chǎn)生一個更新或者中斷
  59.         TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period=GENERAL_TIM_Period;        
  60.         // 驅(qū)動CNT計數(shù)器的時鐘 = Fck_int/(psc+1)
  61.         TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler= GENERAL_TIM_Prescaler;        
  62.         // 時鐘分頻因子 ，配置死區(qū)時間時需要用到
  63.         TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision=TIM_CKD_DIV1;               
  64.         // 計數(shù)器計數(shù)模式，設(shè)置為向上計數(shù)
  65.         TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode=TIM_CounterMode_Up;               
  66.         // 重復計數(shù)器的值，沒用到不用管
  67.         TIM_TimeBaseStructure.TIM_RepetitionCounter=0;        
  68.         // 初始化定時器
  69.         TIM_TimeBaseInit(GENERAL_TIM, &TIM_TimeBaseStructure);

  71.         /*--------------------輸出比較結(jié)構(gòu)體初始化-------------------*/        

  73. // 占空比配置， 這里可用于調(diào)節(jié)電機轉(zhuǎn)速

  75.   uint16_t CCR1_Val = 7;
  76.         uint16_t CCR2_Val = 7;
  77.         uint16_t CCR3_Val = 7;
  78.         uint16_t CCR4_Val = 7;
  79.         
  80.         TIM_OCInitTypeDef  TIM_OCInitStructure;
  81.         // 配置為PWM模式1
  82.         TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM1;
  83.         // 輸出使能
  84.         TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable;
  85.         // 輸出通道電平極性配置        
  86.         TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_High;
  87.         
  88.         // 輸出比較通道 1
  89.         TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse = CCR1_Val;
  90.         TIM_OC1Init(GENERAL_TIM, &TIM_OCInitStructure);
  91.         TIM_OC1PreloadConfig(GENERAL_TIM, TIM_OCPreload_Enable);
  92.         
  93.         // 輸出比較通道 2
  94.         TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse = CCR2_Val;
  95.         TIM_OC2Init(GENERAL_TIM, &TIM_OCInitStructure);
  96.         TIM_OC2PreloadConfig(GENERAL_TIM, TIM_OCPreload_Enable);
  97.         
  98.         // 輸出比較通道 3
  99.         TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse = CCR3_Val;
  100.         TIM_OC3Init(GENERAL_TIM, &TIM_OCInitStructure);
  101.         TIM_OC3PreloadConfig(GENERAL_TIM, TIM_OCPreload_Enable);
  102.         
  103.         // 輸出比較通道 4
  104.         TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse = CCR4_Val;
  105.         TIM_OC4Init(GENERAL_TIM, &TIM_OCInitStructure);
  106.         TIM_OC4PreloadConfig(GENERAL_TIM, TIM_OCPreload_Enable);
  107.         
  108.         // 使能計數(shù)器
  109.         TIM_Cmd(GENERAL_TIM, ENABLE);
  110. }



  114. /************電機 A B C D 的IN輸入函數(shù)初始化部分************/

  116. void Motor_Config(void)
  117. {
  118.         GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;   
  119.   RCC_APB2PeriphClockCmd( MOTOR_INA1_CLK|MOTOR_INA2_CLK|
  120.                                 MOTOR_INB1_CLK|MOTOR_INB2_CLK|
  121.                                 MOTOR_INC1_CLK|MOTOR_INC2_CLK|
  122.                                 MOTOR_IND1_CLK|MOTOR_IND2_CLK, ENABLE);  
  123.         GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = MOTOR_INA1_PIN|MOTOR_INA2_PIN|
  124.                                       MOTOR_INB1_PIN|MOTOR_INB2_PIN|
  125.                                       MOTOR_INC1_PIN|MOTOR_INC2_PIN|
  126.                                       MOTOR_IND1_PIN|MOTOR_IND2_PIN;
  127.         GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;  
  128.         GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
  129.         GPIO_Init(MOTOR_INA1_PORT, &GPIO_InitStructure);
  130.         GPIO_Init(MOTOR_INA2_PORT, &GPIO_InitStructure);
  131.         GPIO_Init(MOTOR_INB1_PORT, &GPIO_InitStructure);
  132.         GPIO_Init(MOTOR_INB2_PORT, &GPIO_InitStructure);
  133.         GPIO_Init(MOTOR_INC1_PORT, &GPIO_InitStructure);
  134.         GPIO_Init(MOTOR_INC2_PORT, &GPIO_InitStructure);
  135.         GPIO_Init(MOTOR_IND1_PORT, &GPIO_InitStructure);
  136.         GPIO_Init(MOTOR_IND2_PORT, &GPIO_InitStructure);
  137.         
  138. }

  140. void Motor_A_STOP(void)
  141. {
  142.         IN1(High);
  143.         IN2(High);
  144. }

  146. void Motor_A_PRun(void)
  147. {
  148.         IN1(Low);
  149.         IN2(High);
  150. }

  152. void Motor_A_NRun(void)
  153. {
  154.         IN1(High);
  155.         IN2(Low);
  156. }

  158. void Motor_B_STOP(void)
  159. {
  160.         IN3(High);
  161.         IN4(High);
  162. }

  164. void Motor_B_PRun(void)
  165. {
  166.         IN3(Low);
  167.         IN4(High);
  168. }

  170. void Motor_B_NRun(void)
  171. {
  172.         IN3(High);
  173.         IN4(Low);
  174. }

  176. void Motor_C_STOP(void)
  177. {
  178.         IN5(High);
  179.         IN6(High);
  180. }

  182. void Motor_C_PRun(void)
  183. {
  184.         IN5(Low);
  185.         IN6(High);
  186. }

  188. void Motor_C_NRun(void)
  189. {
  190.         IN5(High);
  191.         IN6(Low);
  192. }

  194. void Motor_D_STOP(void)
  195. {
  196.         IN7(High);
  197.         IN8(High);
  198. }

  200. void Motor_D_PRun(void)
  201. {
  202.         IN7(Low);
  203.         IN8(High);
  204. }

  206. void Motor_D_NRun(void)
  207. {
  208.         IN7(High);
  209.         IN8(Low);
  210. }

  212. /********小車前進后退和左右直走及停下函數(shù)部分——（麥克納木輪排布方式為X型）*********/
  213. /********具體麥克納木倫擺放方式可以看一下redame.txt文件********/

  215. //小車前進，ABCD電機正轉(zhuǎn)
  216. void Car_Forward (void)
  217. {

  219.                 //A電機正轉(zhuǎn)
  220.           Motor_A_PRun();
  221.                
  222.                 //B電機正轉(zhuǎn)
  223.           Motor_B_PRun();
  224.         
  225.                 //C電機正轉(zhuǎn)
  226.     Motor_C_PRun();
  227.                
  228.                 //D電機正轉(zhuǎn)
  229.           Motor_D_PRun();
  230.         
  231.                
  232. }

  234. //小車后退,ABCD電機反轉(zhuǎn)
  235. void Car_Back_Off (void)
  236. {

  238.                 //A電機反轉(zhuǎn)
  239.                   Motor_A_NRun();
  240.                
  241.                 //B電機反轉(zhuǎn)
  242.                   Motor_B_NRun();
  243.                
  244.                 //C電機反轉(zhuǎn)
  245.             Motor_C_NRun();
  246.                
  247.                 //D電機反轉(zhuǎn)
  248.                   Motor_D_NRun();
  249.         
  250. }

  252. //小車左直走，A,D電機反轉(zhuǎn)，B,C電機正轉(zhuǎn)
  253. void Car_Go_Straight_Left (void)
  254. {
  255.   
  256.                 //A電機反轉(zhuǎn)
  257.           Motor_A_NRun();
  258.                
  259.                 //B電機正轉(zhuǎn)
  260.           Motor_B_PRun();
  261.                
  262.                 //C電機正轉(zhuǎn)
  263.     Motor_C_PRun();
  264.                
  265.                 //D電機反轉(zhuǎn)
  266.           Motor_D_NRun();

  268. }

  270. //小車右直走，A,D電機正轉(zhuǎn)，B,C電機反轉(zhuǎn)
  271. void Car_Go_Straight_Right (void)
  272. {
  273.   
  274.                 //A電機正轉(zhuǎn)
  275.            Motor_A_PRun();
  276.                
  277.                 //B電機反轉(zhuǎn)
  278.           Motor_B_NRun();
  279.                
  280.                 //C電機反轉(zhuǎn)
  281.      Motor_C_NRun();
  282.                
  283.                 //D電機正轉(zhuǎn)
  284.            Motor_A_PRun();
  285.         
  286. }

  288. //小車停下，A,B,C,D電機都不轉(zhuǎn)
  289. void Car_Stop (void)
  290. {
  291.   
  292.                 //A電機不轉(zhuǎn)
  293.           Motor_A_STOP();
  294.                
  295.                 //B電機不轉(zhuǎn)
  296.           Motor_B_STOP();
  297.                
  298.                 //C電機不轉(zhuǎn)
  299.     Motor_C_STOP();
  300.                
  301.                 //D電機不轉(zhuǎn)
  302.           Motor_D_STOP();
  303.         
  304.         
  305. }

  307. void GENERAL_TIM_Init(void)
  308. {
  309.         GENERAL_TIM_GPIO_Config();
  310.         GENERAL_TIM_Mode_Config();               
  311. }
復制代碼
簡單講一下代碼內(nèi)容：使用的是四路通用計時器進行L298N的使能，然后再用IO輸出信號，帶動馬達。（比較簡單的原理）
再順便附帶一下頭文件。
  1. #ifndef __MOTOR1_H
  2. #define __MOTOR1_H


  5. #include "stm32f10x.h"
  6. #include "stm32f10x_gpio.h"

  8. /************電機 A B C D 的使能輸入PWM宏定義部分************/
  9. /************通用定時器TIM參數(shù)定義，只限TIM2、3、4、5********/

  11. // 當使用不同的定時器的時候，對應(yīng)的GPIO是不一樣的，可以自行更改
  12. // 我們這里使用的是TIM3，可以根據(jù)實際情況更改

  14. #define            GENERAL_TIM                   TIM3

  16. #define            GENERAL_TIM_APBxClock_FUN     RCC_APB1PeriphClockCmd
  17. #define            GENERAL_TIM_CLK               RCC_APB1Periph_TIM3
  18. #define            GENERAL_TIM_Period            (10-1)
  19. #define            GENERAL_TIM_Prescaler         (72-1)
  20. //由于目前不知道PWM頻率配置多少合適，所以這里暫時隨便配置的一個數(shù)
  21. // 頻率計算公式為： 72M / ARR*(PSC+1)
  22. //占空比計算公式為：CCR/(ARR+1)


  25. // TIM3 輸出比較通道A
  26. #define            GENERAL_TIM_CH1_GPIO_CLK      RCC_APB2Periph_GPIOA
  27. #define            GENERAL_TIM_CH1_PORT          GPIOA
  28. #define            GENERAL_TIM_CH1_PIN           GPIO_Pin_6

  30. // TIM3 輸出比較通道B
  31. #define            GENERAL_TIM_CH2_GPIO_CLK      RCC_APB2Periph_GPIOA
  32. #define            GENERAL_TIM_CH2_PORT          GPIOA
  33. #define            GENERAL_TIM_CH2_PIN           GPIO_Pin_7

  35. // TIM3 輸出比較通道C
  36. #define            GENERAL_TIM_CH3_GPIO_CLK      RCC_APB2Periph_GPIOB
  37. #define            GENERAL_TIM_CH3_PORT          GPIOB
  38. #define            GENERAL_TIM_CH3_PIN           GPIO_Pin_0

  40. // TIM3 輸出比較通道D
  41. #define            GENERAL_TIM_CH4_GPIO_CLK      RCC_APB2Periph_GPIOB
  42. #define            GENERAL_TIM_CH4_PORT          GPIOB
  43. #define            GENERAL_TIM_CH4_PIN           GPIO_Pin_1




  48. /************電機 A B C D 的IN輸入函數(shù)初始化部分************/

  50. //TT_MOTOR  輸出比較通道A
  51. #define MOTOR_INA1_PIN          GPIO_Pin_6              //定義輸出位置宏，便于移植
  52. #define MOTOR_INA1_PORT         GPIOB                   //定義輸出端口宏，便于移植
  53. #define MOTOR_INA1_CLK          RCC_APB2Periph_GPIOB   

  55. #define MOTOR_INA2_PIN          GPIO_Pin_7              //定義輸出位置宏，便于移植
  56. #define MOTOR_INA2_PORT         GPIOB                   //定義輸出端口宏，便于移植
  57. #define MOTOR_INA2_CLK          RCC_APB2Periph_GPIOB   

  59. //TT_MOTOR  輸出比較通道B
  60. #define MOTOR_INB1_PIN          GPIO_Pin_8              //定義輸出位置宏，便于移植
  61. #define MOTOR_INB1_PORT         GPIOB                   //定義輸出端口宏，便于移植
  62. #define MOTOR_INB1_CLK          RCC_APB2Periph_GPIOB   

  64. #define MOTOR_INB2_PIN          GPIO_Pin_9              //定義輸出位置宏，便于移植
  65. #define MOTOR_INB2_PORT         GPIOB                   //定義輸出端口宏，便于移植
  66. #define MOTOR_INB2_CLK          RCC_APB2Periph_GPIOB   

  68. //TT_MOTOR  輸出比較通道C
  69. #define MOTOR_INC1_PIN          GPIO_Pin_12             //定義輸出位置宏，便于移植
  70. #define MOTOR_INC1_PORT         GPIOB                   //定義輸出端口宏，便于移植
  71. #define MOTOR_INC1_CLK          RCC_APB2Periph_GPIOB   

  73. #define MOTOR_INC2_PIN          GPIO_Pin_13             //定義輸出位置宏，便于移植
  74. #define MOTOR_INC2_PORT         GPIOB                   //定義輸出端口宏，便于移植
  75. #define MOTOR_INC2_CLK          RCC_APB2Periph_GPIOB   

  77. //TT_MOTOR  輸出比較通道D
  78. #define MOTOR_IND1_PIN          GPIO_Pin_14             //定義輸出位置宏，便于移植
  79. #define MOTOR_IND1_PORT         GPIOB                   //定義輸出端口宏，便于移植
  80. #define MOTOR_IND1_CLK          RCC_APB2Periph_GPIOB   

  82. #define MOTOR_IND2_PIN          GPIO_Pin_15             //定義輸出位置宏，便于移植
  83. #define MOTOR_IND2_PORT         GPIOB                   //定義輸出端口宏，便于移植
  84. #define MOTOR_IND2_CLK          RCC_APB2Periph_GPIOB   


  87. #define High    1
  88. #define Low     0

  90. #define IN1(a) if (a)  \
  91.         GPIO_SetBits(MOTOR_INA1_PORT,MOTOR_INA1_PIN );\
  92. else  \
  93.         GPIO_ResetBits(MOTOR_INA1_PORT,MOTOR_INA1_PIN)

  95. #define IN2(a) if (a)  \
  96.         GPIO_SetBits(MOTOR_INA2_PORT,MOTOR_INA2_PIN);\
  97. else  \
  98.         GPIO_ResetBits(MOTOR_INA2_PORT,MOTOR_INA2_PIN)

  100. #define IN3(a) if (a)  \
  101.         GPIO_SetBits(MOTOR_INB1_PORT,MOTOR_INB1_PIN);\
  102. else  \
  103.         GPIO_ResetBits(MOTOR_INB1_PORT,MOTOR_INB1_PIN)

  105. #define IN4(a) if (a)  \
  106.         GPIO_SetBits(MOTOR_INB2_PORT,MOTOR_INB2_PIN);\
  107. else  \
  108.         GPIO_ResetBits(MOTOR_INB2_PORT,MOTOR_INB2_PIN)


  111. #define IN5(a) if (a)  \
  112.         GPIO_SetBits(MOTOR_INC1_PORT,MOTOR_INC1_PIN);\
  113. else  \
  114.         GPIO_ResetBits(MOTOR_INC1_PORT,MOTOR_INC1_PIN)

  116. #define IN6(a) if (a)  \
  117.         GPIO_SetBits(MOTOR_INC2_PORT,MOTOR_INC2_PIN);\
  118. else  \
  119.         GPIO_ResetBits(MOTOR_INC2_PORT,MOTOR_INC2_PIN)

  121. #define IN7(a) if (a)  \
  122.         GPIO_SetBits(MOTOR_IND1_PORT,MOTOR_IND1_PIN);\
  123. else  \
  124.         GPIO_ResetBits(MOTOR_IND1_PORT,MOTOR_IND1_PIN)

  126. #define IN8(a) if (a)  \
  127.         GPIO_SetBits(MOTOR_IND2_PORT,MOTOR_IND2_PIN);\
  128. else  \
  129.         GPIO_ResetBits(MOTOR_IND2_PORT,MOTOR_IND2_PIN)


  132. static void GENERAL_TIM_GPIO_Config(void);
  133. static void GENERAL_TIM_Mode_Config(void);
  134. void GENERAL_TIM_Init(void);


  137. void Motor_Config(void);

  139. void Motor_A_STOP(void);
  140. void Motor_A_PRun(void);
  141. void Motor_A_NRun(void);

  143. void Motor_B_STOP(void);
  144. void Motor_B_PRun(void);
  145. void Motor_B_NRun(void);

  147. void Motor_C_STOP(void);
  148. void Motor_C_PRun(void);
  149. void Motor_C_NRun(void);

  151. void Motor_D_STOP(void);
  152. void Motor_D_PRun(void);
  153. void Motor_D_NRun(void);

  155. void Car_Forward (void);
  156. void Car_Back_Off (void);
  157. void Car_Go_Straight_Left (void);
  158. void Car_Go_Straight_Right (void);
  159. void Car_Stop (void);

  161. #endif
復制代碼

主函數(shù)和那些延時函數(shù)什么的，可以根據(jù)個人興趣愛好編寫。
今天就說這些了，有什么不對的地方 歡迎各位大佬批評指正。
個人初次接觸單片機，小白一枚。

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