19-CubeMx+Keil+Proteus仿真STM32 - 直流电动机

2022-06-01 14:05:33 阅读：211 来源： 互联网

标签：直流电 CODE HAL PIN Keil 19 STM32 USER GPIO

本文例子参考《STM32单片机开发实例——基于Proteus虚拟仿真与HAL/LL库》
源代码：https://github.com/LanLinnet/STM33F103R6

项目要求

理解H桥电路的工作原理，结合前面几个项目学习过的PWM、EXTI、串口通讯等，要求通过5个按钮控制直流电动机的运行状态，包括：电动机正转、电动机反转、电动机停止、电动机加速和电动机减速，其中电动机加速/减速以10%的PWM信号宽度占空比为递增/递减量。

硬件设计

在第一节的基础上，在Proteus中添加电路如下图所示。其中我们添加了一个直流电动机H桥芯片L298，一个直流电动机MOTOR-DC。

此外，我们还添加了一个虚拟仪表：虚拟终端VIRTUAL TERMINAL，将其波特率设置为19200bits/s。
直流电动机和H桥电路：直流电动机是一种常见的动力源，很多情况下需要用直流电动机带动执行机构做各种复杂动作。直流电动机与H桥电路如下图所示。
- 当开关A、D闭合时，电动机左侧接通驱动电源正极，右侧接通驱动电源负极，直流电动机正转；
- 当开关B、C闭合时，电动机左侧接通驱动电源负极，右侧接通驱动电源正极，直流电动机反转；
- 当只有开关A、C闭合或只有开关B、D闭合时，电动机左、右侧短路，直流电动机能耗制动，对于某些大功率直流电动机，还需要在短路回路中串联制动电阻，防止能耗制动过程中电流过大。
双H桥芯片L298：
1）简介：L298是意法半导体公司出品的双H桥芯片，片内集成2个独立的H桥，可同时驱动2个最大电压为46V、最大电流为2A的直流电动机。
2）引脚：L298控制信号为5VTTL电平，驱动电压为5-46V，故在使用STM32控制时应当选用具备“FT”特性的GPIO引脚，并将引脚设为开漏输出模式，同时外接上拉电阻到5V电源正极。控制电路由VSS供电，驱动电路由VS供电，芯片引脚和常用电路如下图所示。
- ENx：H桥A/B的使能引脚，高电平有效，往往与PWM信号相连，用于调节H桥A/B控制的直流电动机转速。
- ISENx：H桥A/B的驱动检测引脚，用于进行过流检测，并将检测结果反馈给控制器以形成闭环控制，一般不用，可直接接地。
- IN1-IN4：方向控制信号输入端，其中IN1、IN2控制H桥A，其中IN3、IN4控制H桥B，具体如下表所示。
- OUT1-OUT4：2个H桥的输出端，用来连接2个直流电动机，其中OUT1、OUT2用来连接Motor1，OUT3、OUT4用来连接Motor2。
- D1-D8：8个整流二极管，由于直流电动机为感性负载，为了避免L298在电动机转换方向时受到反向电流的冲击，加入整流二极管进行泄流。
打开CubeMX，建立工程。这一项目有很多设置都与前面涉及的项目相似，若不熟悉可以进行回顾。
- 首先，设置具有“FT”功能的GPIO管脚PC8和PC9为GPIO_Output，设置GPIO mode为开漏输出模式Output Open Drain，GPIO Pull-up/Pull-down为不需要内部上拉和下拉电阻No pull-up and no pull-down，因为已经在电路中通过外部电阻上拉到+5V。
- 随后，设置PWM，可参考链接PWM，配置如下图所示。
- 然后，设置串口，可参考链接串口通讯，配置如下图所示。
- 最后，设置外部中断，并将NVIC中的中断使能都勾选上，可参考链接EXTI，配置如下图所示。
点击“Generator Code”生成Keil工程。

软件编写

点击“Open Project”在Keil中打开工程，打开“main.c”，添加代码如下。

/* Private includes ----------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN Includes */
#include "stdio.h"		//引入标准输入输出库头文件
/* USER CODE END Includes */

/* USER CODE BEGIN PV */
uint16_t cmpv = 80;		//捕获比较值，即CRR2的设定值
uint8_t rf = 0;		//中断标志位
/* USER CODE END PV */

/* USER CODE BEGIN 1 */
char str[4];		//用于存放CRR2值转换的字符串
/* USER CODE END 1 */

/* USER CODE BEGIN 2 */
HAL_TIM_PWM_Start(&htim3, TIM_CHANNEL_2);		//定时器3运行并在通道2输出PWM函数
__HAL_TIM_SET_COMPARE(&htim3, TIM_CHANNEL_2, cmpv);		//给定时器3设定通道2的捕获比较寄存器值（CRR2）
HAL_GPIO_WritePin(GPIOC, GPIO_PIN_8, GPIO_PIN_RESET);		
HAL_GPIO_WritePin(GPIOC, GPIO_PIN_9, GPIO_PIN_RESET);
/* USER CODE END 2 */

/* USER CODE BEGIN WHILE */
while (1)
{
  if(rf == 1)
  {
    HAL_UART_Transmit(&huart1, (uint8_t *)&"PWM:", 4, 4);		//串口发送字符串（PWM比较寄存器值，值越大转速越快）
    sprintf(str, "%d", cmpv);
    HAL_UART_Transmit(&huart1, (uint8_t *)str, 3, 3);
    HAL_UART_Transmit(&huart1, (uint8_t *)&"\n\r", 2, 2);
    rf = 0;		//标志位清零
  }
/* USER CODE END WHILE */

/* USER CODE BEGIN 3 */
}
/* USER CODE END 3 */

/* USER CODE BEGIN 4 */
//外部中断回调函数
void HAL_GPIO_EXTI_Callback(uint16_t GPIO_Pin)
{
  if(GPIO_Pin == GPIO_PIN_0)		//正转按钮
  {
    HAL_GPIO_WritePin(GPIOC, GPIO_PIN_8, GPIO_PIN_SET);
    HAL_GPIO_WritePin(GPIOC, GPIO_PIN_9, GPIO_PIN_RESET);
    rf = 1;
  }
  else if(GPIO_Pin == GPIO_PIN_1)		//反转按钮
  {
    HAL_GPIO_WritePin(GPIOC, GPIO_PIN_8, GPIO_PIN_RESET);
    HAL_GPIO_WritePin(GPIOC, GPIO_PIN_9, GPIO_PIN_SET);
    rf = 1;
  }
  else if(GPIO_Pin == GPIO_PIN_2)		//停止按钮
  {
    HAL_GPIO_WritePin(GPIOC, GPIO_PIN_8|GPIO_PIN_9, GPIO_PIN_RESET);
  }
  else if(GPIO_Pin == GPIO_PIN_3)		//加速按钮（增加PWM信号波形占空比）
  {
    if(cmpv<100) cmpv+=10;
    __HAL_TIM_SET_COMPARE(&htim3, TIM_CHANNEL_2, cmpv);		//给定时器3设定通道2的捕获比较寄存器值（CRR2）
    rf = 1;
  }
  else if(GPIO_Pin == GPIO_PIN_4)		//减速按钮（减小PWM信号波形占空比）
  {
    if(cmpv>0) cmpv-=10;
    __HAL_TIM_SET_COMPARE(&htim3, TIM_CHANNEL_2, cmpv);		//给定时器3设定通道2的捕获比较寄存器值（CRR2）
    rf = 1;
  }
}
/* USER CODE END 4 */

联合调试

点击运行，生成HEX文件。
在Proteus中加载相应HEX文件，点击运行。按下不同的按键，可以看到电动机转速的变化，并且在虚拟终端中可以看到PWM占空比的设定值。

标签：直流电,CODE,HAL,PIN,Keil,19,STM32,USER,GPIO
来源： https://www.cnblogs.com/sheepeach/p/STM32F103_MotorDC.html

本站声明： 1. iCode9 技术分享网（下文简称本站）提供的所有内容，仅供技术学习、探讨和分享；
2. 关于本站的所有留言、评论、转载及引用，纯属内容发起人的个人观点，与本站观点和立场无关；
3. 关于本站的所有言论和文字，纯属内容发起人的个人观点，与本站观点和立场无关；
4. 本站文章均是网友提供，不完全保证技术分享内容的完整性、准确性、时效性、风险性和版权归属；如您发现该文章侵犯了您的权益，可联系我们第一时间进行删除；
5. 本站为非盈利性的个人网站，所有内容不会用来进行牟利，也不会利用任何形式的广告来间接获益，纯粹是为了广大技术爱好者提供技术内容和技术思想的分享性交流网站。

ICode9

19-CubeMx+Keil+Proteus仿真STM32 - 直流电动机

项目要求

硬件设计

软件编写

联合调试