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01 前言

原來做的差速小車是基于Arduino控制的，感覺有些簡單，也有些基礎，Arduino方便簡單的同時，可操作性感覺也少了很多，所以想將控制器換成STM32，然后將樹莓派作為上位機，STM32作為下位機，通過樹莓派和STM32進行通訊，實現對差速移動小車的控制，本人也是寒假期間初學STM32，也是奔著應用去的，所以對于STM32編程原理方面可能不太精通，這里偏重于記錄應用層面的知識。

02 PWM調速原理

直流電機驅動是最簡單的，給電機通上電就能轉，根據電機的公式：

可知：當提高電壓時，反電勢升高，進而轉速升高，電壓與轉速大致有如圖所示的關系。

編輯

所以我們只要控制給電機通電的電壓即可控制電機的轉速，但是在實際的控制中，控制直流電機需要通過H橋控制電機的正反轉，如圖，當T1和T4二極管導通時，有粉色通路；當T2和T3二極管導通時，有藍色通路，這樣我們就可以實現弱電控制強電，通過二極管的通斷來控制電機的轉向。

但是這樣電機通電時電壓就是Us，我們如果想自由的控制Us的電壓值基本是不能實現的，因為電機是接到單片機的引腳上的，引腳的供電電壓值是確定的，我們就要使用控制二極管的通斷時間對電機的轉速進行控制，即PWM控制。

圖中的D1~D4二極管為續流的作用，因為電機中有繞組，在斷電后，電感的電流不能瞬時變為0，所以在斷電后電流沿棕色和綠色的通路放點電。

在一個周期內，我們通過控制通電的時間就可以調控平均電壓，而平均電壓的高低直接控制電機的轉速，通電時間/周期，就可以得到占空比，我們也就是通過控制電機的占空比來控制電機的轉速的。

在實際應用過程中，我們不用自己搭建H橋，而是使用電機驅動板（如：L298N）對直流電機進行驅動，L298N內搭載兩個H橋電路，可以實現對兩個電機的轉向和轉速進行控制。

這是淘寶商家提供的電機驅動板控制表，將IN1~4接到單片機的引腳，我們就可以通過引腳輸出PWM控制信號，對直流電機進行控制。

03 STM32編程實現

在STM32中如果想輸出PWM信號，需要借助定時器，通過定時器的捕獲/比較通道的PWM輸出

當我們對定時器設置了預裝載值arr和比較值ccr后，可以通過配置PWM模式，使定時器CNT計數值超過ccr后產生有效信號，并通過配置相應寄存器設置有效信號是1還是0，而配置PWM的輸出方式，具體原理信息可以參考原子哥的視頻，也可以參考中文參考手冊的14.4.7內容。

在程序中，我們使用庫函數進行配置，配置步驟如下：

使能定時器和相關外設引腳時鐘 :RCC_APBxPeriphClockCmd()
配置IO口為復用輸出模式（查手冊8.1.11）配置成相應的模式（復用推挽輸出）
初始化定時器：TIM_TimeBaseInit（）
初始化TIM2 Channe1234 PWM模式：TIM_OCxInit（）
使能OCx通道的預裝載寄存器：TIM_OC1PreloadConfig（）
使能時鐘：TIM_Cmd（）
在主函數中配置占空比進行調速：TIM_SetCompare1（）

#include "sys.h"


/********************
功能：通用時鐘2用來產生通道1234四路PWM信號
函數：TIM2_PWM_Init(u16 arr,u16 psc)
作者：K.Fire
日期：2022.01.30
引腳：PA0 PA1 PA2 PA3
參數：arr：自動重裝值 psc：時鐘預分頻數
*****************/


void TIM2_PWM_Init(u16 arr,u16 psc)
{  
  GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
  TIM_TimeBaseInitTypeDef  TIM_TimeBaseStructure;
  TIM_OCInitTypeDef  TIM_OCInitStructure;

  //使能GPIOA外設模塊時鐘  
   RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);   

  //設置引腳為復用輸出功能,輸出TIM2 CH1的PWM脈沖波形  GPIOA.0
  GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0; //TIM2_CH1
  GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;  //復用推挽輸出
  GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
  GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);//初始化GPIO

  //設置引腳為復用輸出功能,輸出TIM2 CH2的PWM脈沖波形  GPIOA.1
  GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_1; //TIM2_CH2
  GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);//初始化GPIO

    //設置引腳為復用輸出功能,輸出TIM2 CH3的PWM脈沖波形  GPIOA.2
  GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_2; //TIM2_CH3
  GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);//初始化GPIO

  //設置引腳為復用輸出功能,輸出TIM2 CH4的PWM脈沖波形  GPIOA.3
  GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_3; //TIM2_CH4
  GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);//初始化GPIO

  //使能定時器2時鐘
  RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM2, ENABLE);  
    //初始化TIM2
  TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = arr; //設置在下一個更新事件裝入活動的自動重裝載寄存器周期的值
  TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler =psc; //設置用來作為TIMx時鐘頻率除數的預分頻值 
  TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = 0; //設置時鐘分割:TDTS = Tck_tim
  TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;  //TIM向上計數模式
  TIM_TimeBaseInit(TIM2, &TIM_TimeBaseStructure); //根據TIM_TimeBaseInitStruct中指定的參數初始化TIMx的時間基數單位

  //初始化TIM2 Channe1234 PWM模式   
  TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM1; //選擇定時器模式:TIM脈沖寬度調制模式2
   TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable; //比較輸出使能
  TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_High; //輸出極性:TIM輸出比較極性高

  TIM_OC1Init(TIM2, &TIM_OCInitStructure);  //根據T指定的參數初始化外設TIM2 OC1
  TIM_OC2Init(TIM2, &TIM_OCInitStructure);  //根據T指定的參數初始化外設TIM2 OC2
  TIM_OC3Init(TIM2, &TIM_OCInitStructure);  //根據T指定的參數初始化外設TIM2 OC3
  TIM_OC4Init(TIM2, &TIM_OCInitStructure);  //根據T指定的參數初始化外設TIM2 OC4


  TIM_OC1PreloadConfig(TIM2, TIM_OCPreload_Enable);  //使能TIM2在CCR1上的預裝載寄存器
  TIM_OC2PreloadConfig(TIM2, TIM_OCPreload_Enable);  //使能TIM2在CCR2上的預裝載寄存器
  TIM_OC3PreloadConfig(TIM2, TIM_OCPreload_Enable);  //使能TIM2在CCR3上的預裝載寄存器
  TIM_OC4PreloadConfig(TIM2, TIM_OCPreload_Enable);  //使能TIM2在CCR4上的預裝載寄存器

  TIM_Cmd(TIM2, ENABLE);  //使能TIM2

}