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使用单片机PWM使能L298N驱动TT马达，麦克拉姆轮小车驱动

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楼主
ID:744239 发表于 2020-8-15 16:41 | 只看该作者 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
由于学习的需要，我们需要制作一个物料搬运小车。
经过与小伙伴的一番商讨之后，我们决定使用麦克拉姆轮和TT马达作为小车的底盘驱动。
电机驱动器我们选用的是L298N（便宜又简单。）
以下是个人写的一些代码，简单的封装几个小车前进后退，左右直走的函数。
麦克拉姆轮排列方式为X型。

单片机源程序如下:

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

  7. /************电机 A B C D 的使能输入PWM函数初始化部分************/

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

  13.   // 输出比较通道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.         // 输出比较通道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.         // 输出比较通道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.         // 输出比较通道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信号 周期和占空比的计算--------------- */
  44. // ARR ：自动重装载寄存器的值
  45. // CLK_cnt：计数器的时钟，等于 Fck_int / (psc+1) = 72M/(psc+1)
  46. // PWM 信号的周期 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.   // 开启定时器时钟,即内部时钟CK_INT=72M
  52.         GENERAL_TIM_APBxClock_FUN(GENERAL_TIM_CLK,ENABLE);

  54. /*--------------------时基结构体初始化-------------------------*/
  55.         // 配置周期，这里配置为100K
  56.         
  57.   TIM_TimeBaseInitTypeDef  TIM_TimeBaseStructure;
  58.         // 自动重装载寄存器的值，累计TIM_Period+1个频率后产生一个更新或者中断
  59.         TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period=GENERAL_TIM_Period;        
  60.         // 驱动CNT计数器的时钟 = Fck_int/(psc+1)
  61.         TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler= GENERAL_TIM_Prescaler;        
  62.         // 时钟分频因子 ，配置死区时间时需要用到
  63.         TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision=TIM_CKD_DIV1;               
  64.         // 计数器计数模式，设置为向上计数
  65.         TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode=TIM_CounterMode_Up;               
  66.         // 重复计数器的值，没用到不用管
  67.         TIM_TimeBaseStructure.TIM_RepetitionCounter=0;        
  68.         // 初始化定时器
  69.         TIM_TimeBaseInit(GENERAL_TIM, &TIM_TimeBaseStructure);

  71.         /*--------------------输出比较结构体初始化-------------------*/        

  73. // 占空比配置， 这里可用于调节电机转速

  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.         // 配置为PWM模式1
  82.         TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM1;
  83.         // 输出使能
  84.         TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable;
  85.         // 输出通道电平极性配置        
  86.         TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_High;
  87.         
  88.         // 输出比较通道 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.         // 输出比较通道 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.         // 输出比较通道 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.         // 输出比较通道 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.         // 使能计数器
  109.         TIM_Cmd(GENERAL_TIM, ENABLE);
  110. }



  114. /************电机 A B C D 的IN输入函数初始化部分************/

  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. /********小车前进后退和左右直走及停下函数部分——（麦克纳木轮排布方式为X型）*********/
  213. /********具体麦克纳木伦摆放方式可以看一下redame.txt文件********/

  215. //小车前进，ABCD电机正转
  216. void Car_Forward (void)
  217. {

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

  234. //小车后退,ABCD电机反转
  235. void Car_Back_Off (void)
  236. {

  238.                 //A电机反转
  239.                   Motor_A_NRun();
  240.                
  241.                 //B电机反转
  242.                   Motor_B_NRun();
  243.                
  244.                 //C电机反转
  245.             Motor_C_NRun();
  246.                
  247.                 //D电机反转
  248.                   Motor_D_NRun();
  249.         
  250. }

  252. //小车左直走，A,D电机反转，B,C电机正转
  253. void Car_Go_Straight_Left (void)
  254. {
  255.   
  256.                 //A电机反转
  257.           Motor_A_NRun();
  258.                
  259.                 //B电机正转
  260.           Motor_B_PRun();
  261.                
  262.                 //C电机正转
  263.     Motor_C_PRun();
  264.                
  265.                 //D电机反转
  266.           Motor_D_NRun();

  268. }

  270. //小车右直走，A,D电机正转，B,C电机反转
  271. void Car_Go_Straight_Right (void)
  272. {
  273.   
  274.                 //A电机正转
  275.            Motor_A_PRun();
  276.                
  277.                 //B电机反转
  278.           Motor_B_NRun();
  279.                
  280.                 //C电机反转
  281.      Motor_C_NRun();
  282.                
  283.                 //D电机正转
  284.            Motor_A_PRun();
  285.         
  286. }

  288. //小车停下，A,B,C,D电机都不转
  289. void Car_Stop (void)
  290. {
  291.   
  292.                 //A电机不转
  293.           Motor_A_STOP();
  294.                
  295.                 //B电机不转
  296.           Motor_B_STOP();
  297.                
  298.                 //C电机不转
  299.     Motor_C_STOP();
  300.                
  301.                 //D电机不转
  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. }
复制代码
简单讲一下代码内容：使用的是四路通用计时器进行L298N的使能，然后再用IO输出信号，带动马达。（比较简单的原理）
再顺便附带一下头文件。
  1. #ifndef __MOTOR1_H
  2. #define __MOTOR1_H


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

  8. /************电机 A B C D 的使能输入PWM宏定义部分************/
  9. /************通用定时器TIM参数定义，只限TIM2、3、4、5********/

  11. // 当使用不同的定时器的时候，对应的GPIO是不一样的，可以自行更改
  12. // 我们这里使用的是TIM3，可以根据实际情况更改

  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频率配置多少合适，所以这里暂时随便配置的一个数
  21. // 频率计算公式为： 72M / ARR*(PSC+1)
  22. //占空比计算公式为：CCR/(ARR+1)


  25. // TIM3 输出比较通道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 输出比较通道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 输出比较通道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 输出比较通道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. /************电机 A B C D 的IN输入函数初始化部分************/

  50. //TT_MOTOR  输出比较通道A
  51. #define MOTOR_INA1_PIN          GPIO_Pin_6              //定义输出位置宏，便于移植
  52. #define MOTOR_INA1_PORT         GPIOB                   //定义输出端口宏，便于移植
  53. #define MOTOR_INA1_CLK          RCC_APB2Periph_GPIOB   

  55. #define MOTOR_INA2_PIN          GPIO_Pin_7              //定义输出位置宏，便于移植
  56. #define MOTOR_INA2_PORT         GPIOB                   //定义输出端口宏，便于移植
  57. #define MOTOR_INA2_CLK          RCC_APB2Periph_GPIOB   

  59. //TT_MOTOR  输出比较通道B
  60. #define MOTOR_INB1_PIN          GPIO_Pin_8              //定义输出位置宏，便于移植
  61. #define MOTOR_INB1_PORT         GPIOB                   //定义输出端口宏，便于移植
  62. #define MOTOR_INB1_CLK          RCC_APB2Periph_GPIOB   

  64. #define MOTOR_INB2_PIN          GPIO_Pin_9              //定义输出位置宏，便于移植
  65. #define MOTOR_INB2_PORT         GPIOB                   //定义输出端口宏，便于移植
  66. #define MOTOR_INB2_CLK          RCC_APB2Periph_GPIOB   

  68. //TT_MOTOR  输出比较通道C
  69. #define MOTOR_INC1_PIN          GPIO_Pin_12             //定义输出位置宏，便于移植
  70. #define MOTOR_INC1_PORT         GPIOB                   //定义输出端口宏，便于移植
  71. #define MOTOR_INC1_CLK          RCC_APB2Periph_GPIOB   

  73. #define MOTOR_INC2_PIN          GPIO_Pin_13             //定义输出位置宏，便于移植
  74. #define MOTOR_INC2_PORT         GPIOB                   //定义输出端口宏，便于移植
  75. #define MOTOR_INC2_CLK          RCC_APB2Periph_GPIOB   

  77. //TT_MOTOR  输出比较通道D
  78. #define MOTOR_IND1_PIN          GPIO_Pin_14             //定义输出位置宏，便于移植
  79. #define MOTOR_IND1_PORT         GPIOB                   //定义输出端口宏，便于移植
  80. #define MOTOR_IND1_CLK          RCC_APB2Periph_GPIOB   

  82. #define MOTOR_IND2_PIN          GPIO_Pin_15             //定义输出位置宏，便于移植
  83. #define MOTOR_IND2_PORT         GPIOB                   //定义输出端口宏，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
复制代码

主函数和那些延时函数什么的，可以根据个人兴趣爱好编写。
今天就说这些了，有什么不对的地方 欢迎各位大佬批评指正。
个人初次接触单片机，小白一枚。

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