pwm电机调速的原理介绍与代码实现

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1、pwm实现调速的原理与介绍

PWM(Pulse Width Modulation)脉冲宽度调制。

1）占空比

pwm占空比就是一个脉冲周期内有效电平在整个周期所占的比例。

• PWM模式、有效电平

前面我们假设ARR大于CCRx时输出为高电平，ARR小于CCRx时输出为低电平，但在实际运用中可能并非如此，有可能是相反的情况——ARR大于CCRx时输出为低电平，ARR小于CCRx时输出为高电平，至于到底是哪种情况，还要看PWM是哪种模式、有效电平又设置的是何种极性了。

注意，我这里用的是“有效”和“无效”，而不是“高”和“低”，也就是说有效电平可高可低，并非一定就是高电平。PWM模式、效电平极性，需要程序员自己配置相关的寄存器来实现。

2）配置模式

需要stm8寄存器参考手册的可以去csdn下载或者评论一下

2、pwm信号配置流程

（此处以stm8配置TIM1为例）

1）设置自动重装载数值

2）设置捕获比较数值

3）设置pwm输出模式及对齐方式

4）配置信号输出极性并使能输出

5）使能计数器打开总开关

3、pwm调速代码

（此处以stm8配置TIM3位例子）

// //TIM3输出比较功能初始化函数TIM3_init()，有形参F_PWM_SET,无返回值 //Duty_CH1为通道一PD2的占空比 //Duty_CH2为通道二PD0的占空比 //F_PWM_SET为自动重装载寄存器数值 // void Motor_SpeedSet(unsigned long F_PWM_SET,float Duty_CH1,float Duty_CH2) { 
    //配置自动重装载寄存器 TIM3_ARRH=F_PWM_SET/256;//配置自动重装载寄存器高位“ARRH” TIM3_ARRL=F_PWM_SET%256;//配置自动重装载寄存器低位“ARRL” TIM3_CH1_PWM_SET(F_PWM_SET,Duty_CH1); TIM3_CH2_PWM_SET(F_PWM_SET,Duty_CH2); TIM3_CR1|=0x01;//使能TIM1计数器功能“CEN=1” } //Duty_CH1为占空比 //F_SET_CH1为输出比较的数值 //TIM3_CH1为PD2 void TIM3_CH1_PWM_SET(unsigned long F_PWM_SET,float Duty_CH1) { 
    // F_SET_CH1 = 16000; //TIM1输出比较功能初始化配置 // printf("start\n"); float CompareNum; //变量为比较值，用于配置比较寄存器 CompareNum=Duty_CH1*F_PWM_SET; //利用占空比和预装载数值来反求比较寄存器所需要设定的值 /* //配置自动重装载寄存器 TIM3_ARRH=F_PWM_SET/256; TIM3_ARRL=F_PWM_SET%256; */ //配置比较计数器 TIM3_CCR1H=((u16)(CompareNum))/256;//配置捕获/比较寄存器1高位“CCR1H” TIM3_CCR1L=((u16)(CompareNum))%256;//配置捕获/比较寄存器1低位“CCR1L” //printf("计数器配置完成...\n"); //配置向上计数模式边沿对齐,不用设置,默认向上计数 //TIM1_CR1&=0x8F; //配置为PWM模式1，OC1M[2:0]=110,需要注意这里只是设置了有效电平，但是并没有说有效电平是高电平还是低电平 //PWM模 － 在 计数 式1 向上无效电平；在向下计数时，一旦TIMx_CNT>则为有效电平(OC1REF=1)。 //CC1通道被配置为输出,CC1S[1:0]=00 TIM3_CCMR1=0x60; //配置CC1P=0，OC1信号有效电平为高电平 //也就是比TIM3_CCR小时输出高电平，比TIM3_CCR大时输出低电平 TIM3_CCER1&=0xFD; //配置CC1E=1，OC1信号输出到对应的输出引脚 TIM3_CCER1|=0x01; //空闲状态时OC1为高电平，不需要设置 //TIM1_OISR|=0x01;  //TIM3_CR1|=0x01;//使能TIM1计数器功能“CEN=1” } //Duty_CH1为占空比 //F_SET_CH1为输出比较的数值 //TIM3_CH1为PD0 void TIM3_CH2_PWM_SET(unsigned long F_PWM_SET,float Duty_CH2) { 
    // F_SET_CH1 = 16000; //TIM1输出比较功能初始化配置 // printf("start\n"); float CompareNum; //变量为比较值，用于配置比较寄存器 CompareNum=Duty_CH2*F_PWM_SET; //利用占空比和预装载数值来反求比较寄存器所需要设定的值 /* //配置自动重装载寄存器 TIM3_ARRH=F_PWM_SET/256; TIM3_ARRL=F_PWM_SET%256; */ //配置比较计数器 TIM3_CCR2H=((u16)(CompareNum))/256;//配置捕获/比较寄存器1高位“CCR1H” TIM3_CCR2L=((u16)(CompareNum))%256;//配置捕获/比较寄存器1低位“CCR1L” //配置为PWM模式1，OC1M[2:0]=110,需要注意这里只是设置了有效电平，但是并没有说有效电平是高电平还是低电平 //PWM模 － 在 计数 式1 向上无效电平；在向下计数时，一旦TIMx_CNT>则为有效电平(OC1REF=1)。 //CC1通道被配置为输出,CC1S[1:0]=00 TIM3_CCMR2=0x60; //配置CC2P=0，OC2信号有效电平为高电平 //也就是比TIM3_CCR小时输出高电平，比TIM3_CCR大时输出低电平 TIM3_CCER1&=0xDF; //配置CC2E=1，OC2信号输出到对应的输出引脚 TIM3_CCER1|=0x10; //TIM3_CR1|=0x01;//使能TIM1计数器功能“CEN=1” } //将pwm信号接到l298n的使能端就可以了 printf("现在开始测试PWM信号产生...\n"); case '1': Motor_SpeedSet(20000,0.2,0.2); //一档速 break; case '2': Motor_SpeedSet(20000,0.4,0.4); //二档速 break; Motor_SpeedSet(60000,0.8,0.8); //可以配置不同当的速度，只要你想，100档速的小车都可以 printf("信号已产生...\n"); 

4、为什么pwm可以调速

这里参考一篇文章—“STM32 PWM输出原理和直流电机PWM驱动原理详解及例程”，在最下面的参考链接可以查看，这位博主写得非常好，这里我提取一些关键原理。

意思就是说当灯熄灭了的一瞬间，其实你还感觉他是亮着的，当灯不停的发亮再熄灭，只要中间间隔的时间极其短，我们看上去就像是它一直在亮着的一样。

那么这个时候思考一下，有两个灯，供电电压相同，在一段固定的时间内，A灯在不停地闪烁，频率及其之快以至于人眼无法分别，其中有50%的时间亮着，50%熄灭,B灯一直亮着。那么这样观察上去就会明显地感觉到A灯比B灯暗很多。那么这就是一种控制小灯亮度的办法了。

大概截取就带这里，如果想看全部的介绍，可以点击一下文章底部的参考链接。