基于STM32的PWM电机驱动TB6612、A4950

一、直流电机与驱动简介

直流电机是异种将电能转化为机械能的装置，有两个电极，当电机正接时，电机正转，当电机反接时，电机反转
直流电机属于大功率器件，GPIO口无法直接驱动，需要配合电机驱动电路来操作
TB6612是一款双路H桥型的直流电机驱动芯片，可以驱动两个直流电机并且控制其转速和方向
A4950电机驱动模块是内置一个全桥电路的电机驱动芯片。用于脉宽调制计数（PWM）控制电机的转速。

1、H桥的介绍

图1-1H桥电路图

H桥中由两路推挽电路组成的，上接正极，下接负极，A、C端就是一路推挽电路，当A端MOS管导通，C端MOS管断开，那么左边输出就接在VM的正极，A端断开，C端导通就是接在PGND的电源负极；如果有两路推挽电路，A、D端导通，B、C端断开，电流就是从左往右流动；B、C端导通，A、D端断开，电流就是从右往左流动。H桥可以控制电流流动的反向，所以就可以控制电机的转向。

二、TB6612驱动板

1、驱动引脚介绍

图2-1TB6612驱动模块

VM：电机电源正极，是驱动电压输入端，范围是4.5V~10V

VCC:逻辑电平输入端，范围2.7V~5.5V，需要与控制器的电源保持一致。（这边我们是使用STM32，与STM32共用一个电源即可）

GND：接系统负极即可

AO1/2、BO1/2：两路电机的输出

PWMAB、AIN1/2、BIN1/2：这三个引脚则是控制A、B两路中的一路电机，连接到STM32的GPIO口即可，PWM引脚需要接到PWM信号输出端，其他两个引脚接任意两个普通GPIO口即可

STBY：待机控制引脚，接GND，芯片则不工作，处于待机状态；接逻辑电源VCC，芯片正常工作。这个引脚如果不需要待机模式，直接VCC即可；需要的话接GPIO口给高低电平，既可以控制。

2、驱动逻辑功能

A/BIN1	A/BIN2	模式状态
H	H	制动
H	L	正转
L	H	反转
L	L	制动

当加入了PWM后，便可以通过占空比调节速度。

一种是IN1和IN2固定，PWM脚输入PWM，此时是配合慢衰减调速。例如：IN1为1，IN2为0，PWM为PWM，则正转和慢衰减相互切换；
另外一种是PWM脚为高电平，IN1、IN2中的一个固定另一个为PWM输入，此时是配合快衰减调速。例如，IN1为1，IN2为PWM输入，PWM为1，则正转与快衰减相互切换。

三、A4950驱动板

2、驱动引脚介绍

图3-1A4950引脚

图3-2芯片引脚图说明

2、驱动逻辑介绍

AIN1	AIN2	直流电机状态（AO1和AO2）
任意	任意	停止
0	0	停止
0	1	正转
1	0	反转
1	1	刹车

A4950驱动板的四种驱动方式：
标号 1:芯片 IN1 端口输入一定的占空比 PWM，IN2 为低电平，此时芯片的输出端口会出去一个正电流。为电机正转。
标号 2:芯片IN1 端口输入低电平，IN2 端口输入一定的占空比 PWM，此时芯片的输出端口会出去一个负电流。为电机反转。
标号 3:芯片IN1 端口输入高电平，IN2 端口输入一定的占空比 PWM，此时芯片的输出端口会出去一个正电流。为电机正转。
标号 4:芯片IN1 端口输入一定的占空比 PWM，IN2 为高电平，此时芯片的输出端口会出去一个负电流。为电机反转。
我们可以选择标号 1和标号 4，只需要在一个 IN1 输入 pwm.另一个IN2 输入高电平或者低电平就可以实现控制电机的速度和正反转。

当xIN中有一个恒为低电平，另一个为PWM时:采取正反转与滑动/快衰减，占空比越大，转速越快。
当xIN中有一个恒为高电平，另一个为PWM时:采取正反转与制动/慢衰减，占空比越小，转速越快。（重点看一下，区别于TB6612）

具体信息可以参考这个博主写的驱动芯片原理，写的很详细 电机驱动芯片——DRV8833、TB6612、A4950、L298N的详解与比较_朽木白露的博客-CSDN博客_电机驱动芯片原理

四、代码程序（A4950驱动板）

需要的硬件有：F103C8T6，OLED屏，A4950驱动板，电机，若干杜邦线（公对母），（在这里我使用的是Jlink，所以我需要多加一个电源给驱动板）

Motor.c

#include "stm32f10x.h"                  // Device header
#include "PWM.h"void Motor_Init(void)
{PWM_Init();//PWM初始化RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA,ENABLE);//打开APB2时钟GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;GPIO_InitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_Out_PP;GPIO_InitStructure.GPIO_Pin=GPIO_Pin_2;GPIO_InitStructure.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz;GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStructure);}void Motor_SetSpeed(int8_t Speed)
{if(Speed >= 0){	 //设置电机的正反转，由高电平和低电平来决定极性GPIO_SetBits(GPIOA,GPIO_Pin_2);//获得高电平PWM_Setcompare1(Speed);}else {	GPIO_ResetBits(GPIOA,GPIO_Pin_2);//获得低电平PWM_Setcompare1(-Speed);//这时候setcompare为负数，Setcompare必须传正数，所以speed前面必须加一个负号}
}

在Motor.c中GPIO的模式需要选用 GPIO_Mode_Out_PP(推挽输出模式)。

注意：setcompare为负数时，Setcompare必须传正数，所以speed前面必须加一个负号

PWM.c

#include "stm32f10x.h"                  // Device headervoid PWM_Init(void)
{RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM2,ENABLE);//注意是开启APB1的时钟函数，因为TIM2是APB1总线的外设RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA,ENABLE);//选择时基单元的时钟GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;GPIO_InitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_AF_PP;//复用推挽输出GPIO_InitStructure.GPIO_Pin=GPIO_Pin_0;GPIO_InitStructure.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz;GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStructure);TIM_InternalClockConfig(TIM2);//定时器上电后默认是使用内部时钟，如果不调用，也是使用内部时钟，可以不写//TIM_ETRClockMode2Config(TIM2, TIM_ExtTRGPSC_OFF, TIM_ExtTRGPolarity_NonInverted, 0x00);//通过ETR引脚的外部时钟模式2配置TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseInitStructure;TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_ClockDivision =TIM_CKD_DIV1;//指定时钟分频TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_CounterMode =TIM_CounterMode_Up;//计数器模式TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Period = 100 - 1; //周期，ARR自动重装器的值TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Prescaler = 720 - 1;//PSC 预分频器的值TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_RepetitionCounter = 0;//重复计数器的值，是高级计数器才有的TIM_TimeBaseInit(TIM2,&TIM_TimeBaseInitStructure);//配置时基单元TIM_OCInitTypeDef TIM_OCInitStructure;TIM_OCStructInit(&TIM_OCInitStructure);//给结构体赋初始值，不用一一列出TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM2 ;//设置输出比较的模式TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_High;TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable;//设置输出使能TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse = 0;//设置CCRTIM_OC1Init(TIM2, &TIM_OCInitStructure);//周期ARR;预分频PSC;CCR这三个值，共同决定输出PWM的周期和占空比	TIM_Cmd(TIM2,ENABLE);//启动定时器
}void PWM_Setcompare1(uint16_t Compare)
{TIM_SetCompare1(TIM2, Compare);
}

这里的PWM.c程序是根据上一篇博客修改的，不清楚怎么修改的可以参考上一篇文章喔

PWM的驱动使用（呼吸灯）_tz得像个小孩的博客-CSDN博客

main.c

#include "stm32f10x.h"                  // Device header
#include  "Delay.h"
#include  "Timer.h"
#include  "OLED.h"
#include  "Key.h"
#include  "Motor.h"uint8_t KeyNum;//
int8_t Speed;int main(void)
{OLED_Init(); Motor_Init();Key_Init();Motor_SetSpeed(-80);OLED_ShowString(1, 1, "Speed:");while(1){KeyNum = Key_GetNum();if (KeyNum == 1){Speed += 20;if (Speed > 100){Speed = -100;}}Motor_SetSpeed(Speed);OLED_ShowSignedNum(1, 7, Speed, 3);}}

程序效果

程序中由于A4950驱动板的逻辑电路与TB6612不同，当Speed显示正数时，电机的转速随着数值的增大而增大；但是在Speed显示为负数时，电机的转速会随着数值（PWM的值）的减小，电机的速度会越来越快。

当xIN中有一个恒为低电平，另一个为PWM时:采取正反转与滑动/快衰减，占空比越大，转速越快。
当xIN中有一个恒为高电平，另一个为PWM时:采取正反转与制动/慢衰减，占空比越小，转速越快。（重点看一下，区别于TB6612）

五、代码（TB6612驱动板）

PWM.c的程序大差不差，但是在接IO比A4950多了一个引脚，所以具体程序的区别在于Motor.c程序中，程序的呈现效果是Speed的数值为正为正转，负值则为反转，数值越大转速越快。这里TB6612的呈现效果与A4950不一样。

Motor.c

#include "stm32f10x.h"                  // Device header
#include "PWM.h"void Motor_Init(void)
{RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA,ENABLE);//打开APB2时钟GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;GPIO_InitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_Out_PP;GPIO_InitStructure.GPIO_Pin=GPIO_Pin_4|GPIO_Pin_5;GPIO_InitStructure.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz;GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStructure);GPIO_SetBits(GPIOA,GPIO_Pin_4|GPIO_Pin_5);PWM_Init();//PWM初始化
}void Motor_SetSpeed(int8_t Speed)
{if(Speed >= 0){		//设置电机的正反转，由高电平和低电平来决定极性GPIO_SetBits(GPIOA,GPIO_Pin_4);//获得高电平GPIO_ResetBits(GPIOA,GPIO_Pin_5);//获得低电平PWM_Setcompare3(Speed);}else{GPIO_SetBits(GPIOA,GPIO_Pin_5);//获得高电平GPIO_ResetBits(GPIOA,GPIO_Pin_4);//获得低电平PWM_Setcompare3(-Speed);//这时候setcompare为负数，Setcompare必须传正数，所以speed前面必须加一个负号}
}

总结：每个驱动板的驱动逻辑不相同，个人认为A4950驱动的程序没有调试好，有待改进。

如果本篇文章部分为个人理解，如果发现错误可以告诉我一下，进行改进，虚心学习。

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