智能小车系统设计-基于STM32 课件 【ch05】实验3-电机驱动实验

实验3电机驱动实验智能小车系统设计——基于STM3201实验内容通过学习智能小车核心板上的电机驱动电路原理图、STM32微控制器的定时器相关功能与寄存器和STM32固件库函数，编写电机驱动，并利用DbgCar调试组件测试驱动程序。PWM（PulseWidthModulation），即脉冲宽度调制，简而言之，就是对脉冲宽度的控制。STM32的定时器分为3类，分别是基本定时器（TIM6和TIM7）、通用定时器（TIM2、TIM3、TIM4和TIM5）和高级控制定时器（TIM1和TIM8）。实验内容02实验原理脉冲宽度调制(PWM)是利用微处理器的数字输出来控制模拟电路的一种非常有效的技术，广泛应用在测量、通信和功率控制与变换等许多领域中。PWM信号波形如图5-1所示，STM32微控制器输出的PWM信号高电平为3.3V。实验原理PWM简介实验原理常见的直流电机符号如图5-2所示。直流电机有两个输入端，电流输入的方向决定了电机转动的方向，两端电压决定了电机转速的快慢，电压越大则电机转速越快。然而在电机控制中通常很少使用修改电压的方式控制电机转速，而是使用PWM信号来控制。通过修改PWM信号的占空比可控制其平均电压，从而控制电机两端的电压，达到控制电机转速的目的。实验原理直流电机简介实验原理电机驱动芯片简介

智能小车使用的直流电机驱动芯片型号为L293DD013TR,该芯片的驱动电压范围为4.5～36V,有4个输出通道，每个输出通道可以输出600mA的电流，每个通道输出电流峰值为1.2A。实验原理电机驱动芯片简介

(1)V,是电机驱动电源输入端，直接连接小车电池，为小车电机供电。(2)Vs是内部逻辑电路的供电端，接核心板5V电源网络。(3)ENABLE1是PWM信号输入端，由STM32微控制器提供。(4)OUT1为输出端口，直接连接小车电机，控制电机的转向和转速。(5)IN1是OUT1使能端，高电平有效。实验原理电机电路原理图

电机的完整驱动电路原理图如图5-7所示，下面对其功能进行详细分析。查阅电机驱动芯片L293DD013TR的数据手册可知，该芯片每个输出通道的输出电流峰值为1.2A。实验原理电机电路原理图

电机的完整驱动电路原理图如图5-7所示，下面对其功能进行详细分析。查阅电机驱动芯片L293DD013TR的数据手册可知，该芯片每个输出通道的输出电流峰值为1.2A。实验原理通用定时器功能框图

1.定时器时钟源通用定时器的时钟源包括来自RCC的内部时钟(CK_INT)、外部输入脚Tx、外部触发输入TIMx_ETR和内部触发输入ITRx。本书中的实验只用到内部时钟CKINT，TIM2～TIM的时钟均由外设时钟APB1提供，而所有实验的APB1预分频器的分频系数为2，APB1时钟频率为36MHz，因此，TIM2~TIM7时钟频率为72MHz。实验原理通用定时器功能框图

2.触发控制器触发控制器的基本功能包括复位和使能定时器，以及设置定时器的计数方式(递增/递减计数),此外，还可以通过触发控制器将通用定时器设置为其他定时器或DAC/ADC的触发源。实验原理通用定时器功能框图

2.触发控制器触发控制器的基本功能包括复位和使能定时器，以及设置定时器的计数方式(递增/递减计数),此外，还可以通过触发控制器将通用定时器设置为其他定时器或DAC/ADC的触发源。实验原理通用定时器功能框图

3.时基单元时基单元对触发控制器输出的CK_PSC时钟进行预分频得到CK_CNT时钟，然后CNT计数器对经过分频之后的CK_CNT时钟进行计数，当CNT计数器的计数值与自动重装载寄存器的值相等时，产生事件。实验原理通用定时器功能框图4.输入通道通用定时器的输入通道有4个，分别是TI1、TI2、TI3和TI4。TI2、TI3和TI4这3个通道分别对应于TIMx_CH2、TIMx_CH3和TIMx_CH4引脚，TI1通道可以将TIMx_CH₁引脚作为其信号源，也可以将TIMx_CH1、TIMx_CH2和TIMx_CH3引脚的异或结果作为其信号源。实验原理通用定时器功能框图5.输入滤波器和边沿检测器输入滤波器首先对输入信号TIx进行滤波处理，输入滤波器的参数由TIMxCR1的CKD[1:0]和TIMx_CCMRx的ICxF[3:0]决定。实验原理通用定时器功能框图6.捕获通道通用定时器有4个捕获通道，分别是IC1、IC2、IC3和IC4。捕获通道ICx用来捕获输入通道TIx通过输入滤波器和边沿检测器输出的信号TIxFPx或TRC,每个捕获输入通道TIx经过输入滤波器和边沿检测器输出的信号TIxFPx可以同时作为两个捕获通道的输入。每个捕实验原理通用定时器功能框图

7.预分频器如果ICx直接输入捕获/比较寄存器(TIMx_CCRx),那么就只能连续捕获每一个边沿，而无法实现边沿的间隔捕获，如每4个边沿捕捉一次。ST公司在设计通用定时器和高级定时实验原理通用定时器功能框图

8.捕获/比较寄存器捕获/比较寄存器（TIMxCCRx）既是捕获输入的寄存器，又是比较输出的寄存器。TIMxCCRx有预装载寄存器，可以通过TIMxCCMRx的CCXPE决定开启或禁止TIMxCCRx的预装载功能。实验原理通用定时器功能框图

9.输出控制和输出引脚参考信号OCxREF经过输出控制之后会产生OCx信号，该信号最终通过通用定时器的外部引脚输出，外部引脚包括TIMx_CH1、TIMx_CH2、TIMx_CH3和TIMx_CH4。实验原理实验原理通用定时器部分寄存器

1.控制寄存器1(TIMx_CR1)TIMx_CR1的结构、偏移地址和复位值如图5-9所示，对部分位的解释说明如表5-1所示。实验原理通用定时器部分寄存器

2.控制寄存器2(TIMx_CR2)TIMx_CR2的结构、偏移地址和复位值如图5-10所示，对部分位的解释说明如表5-2所示。实验原理通用定时器部分寄存器

3.DMA/中断使能寄存器(TIMx_DIER)TIMx_DIER的结构、偏移地址和复位值如图5-11所示，对部分位的解释说明如表5-3所示。实验原理通用定时器部分寄存器

4.状态寄存器(TIMx_SR)TIMx_SR的结构、偏移地址和复位值如图5-12所示，对部分位的解释说明如表5-4所示。实验原理通用定时器部分寄存器

5.事件产生寄存器(TIMx_EGR)TIMx_EGR的结构、偏移地址和复位值如图5-13所示，对部分位的解释说明如表5-5所示。6.计数器(TIMx_CNT)TIMxCNT的结构、偏移地址和复位值如图5-14所示，对部分位的解释说明如表5-6所示。7.预分频器(TIMx_PSC)TIMx_PSC的结构、偏移地址和复位值如图5-15所示，对部分位的解释说明如表5-7所示。8.自动重装载寄存器(TIMx_ARR)TIMx_ARR的结构、偏移地址和复位值如图5-16所示，对部分位的解释说明如表5-8所示。通用定时器部分固件库函数1.TIM_TimeBaselnit2.TIM_Cmd3.TIMITConfig4.TIM_ClearlTPendingBit5.TIM_GetITStatus6.TIM_SelectOutputTrigger实验原理RCC部分寄存器本实验涉及的RCC寄存器只有APB1外设时钟使能寄存器(RCC_APBIENR),RCC_APB1ENR的结构、偏移地址和复位值如图5-17所示，对部分位的解释说明如表5-16所示。实验原理RCC部分固件库函数

本实验涉及的RCC固件库函数只有RCC_APB1PeriphClockCmd,该函数的功能是打开或关闭APB1外设时钟，通过向RCC→APB1ENR写入参数来实现。具体描述如表5-17所示。实验原理PWM相关寄存器

1.捕获/比较模式寄存器1(TIMxCCMR1)2.捕获/比较使能寄存器(TIMx_CCER)3.捕获/比较寄存器1(TIMx_CCR1)4.捕获/比较寄存器2(TIMx_CCR2)实验原理PWM输出实验相关的固件库函数

1.TIM_OC2Init2.TIM_OC2Preloa