（四）STM32F407 cubemx定时器PWM驱动tb6612

2024-01-07 19:03:05

（四）STM32F407 cubemx定时器PWM驱动tb6612

这篇文章主要是个人的学习经验，想分享出来供大家提供思路，如果其中有不足之处请批评指正哈。

废话不多说直接开始主题，本人是基于STM32F407VET6芯片，但是意在你看懂这篇文章后，不管是F1,F4,H7等一系列系统定时器PWM配置都能明白如何通过参考手册去学习配置。而不是Ctrl c，Ctrl v。
本人参考引用了这位大佬的文章推荐大家去看看：http://t.csdnimg.cn/AuJlR
有必要文字大概讲述一下定时器PWM的工作原理，一定是看过那位大佬的客观讲解（不然不会明白我在说什么的），我会用我精简的话的带大家理解。
为什么PWM一般和定时器绑在一起，首先要明白PWM就是一个单位周期内高电平或者低电平所占的比例。
在这里插入图片描述如图，假设单位周期为10ms，高电平T1所占时间比例为50%，低电平T2所占时间比例为50%，即高电平的时间为10ms50%=5ms，若100%占空比的电压为12V，则此时刻输出的电压为12V50%=6V（是高电平占比）。由此得出可以通过调节占空比0-100%从而调节0-12V的电压。
这就好比水坝，上游通过疯狂开关水闸（现实不可能），一个湍急的河流被你控制了流速，在没有瀑布的情况下流速再快也不能快于河流的流速（明白意思就行，别怼我了）
PWM还有一个关键，单位周期的产生，最好最便捷的方式之一就是定时器固定时间周期。
在这里插入图片描述定时器这几个重要的点需要好好说一说。
1.Prescaler预分频器，在哪见过呢？

在这里插入图片描述
预分频的作用就是将定时器的时钟频率分频，比如F407APB1上的定时器时钟频率为84Mhz。

当预分频配置为84时，我的定时器所用的频率就仅仅是84MHZ/84=1MHZ

2.Counter Period (AutoReload Register）
在这里插入图片描述
ARR也就是周期频率，在你分频后1MHZ的基础之上，10^6/100=10KHZ这才是设置的工作频率，单位周期也就是T=1/f。你是在这个单位周期的基础上调节占空比。比如12V想要输出6V，占空比为50%，高电平所占的时间为t=1/10KHZ*50%=0.00005s=0.05ms。整个周期长也可以表示成100（计数次数为100）乘以10的负6次方=10负4次方所以你的占空比CRR不要超过ARR的数值，此情况也就是100。0-100对应的占空比就是0%-100%也就是0-12V.
明白了定时器相关内容之后开始讲解TB6612。

TB6612

在这里插入图片描述本人的TB6612是参考数据手册，和常用的红色款TB6612设计的，放心使用效果是一模一样，长得也一模一样。
数据手册里面写到本产品具有MOS结构，对静电放电敏感。操作本产品时，请使用接地带、导电垫和电离器防止静电放电。确保环境温度和相对湿度保持在合理的水平。所以尽量不要直接收触碰，特别是芯片贴片时本人打电赛时焊坏了3块贴片现在才知道为什么。
芯片驱动电机使用的是mos管得好好讲讲。
场效应管（MOS管）
在这里插入图片描述 mos管特性，栅极易被静电击穿。因为栅极输入阻抗高，感应电荷很难释放，产生的高压易把绝缘层击穿，使MOS管永久损坏。失去了绝缘层，形成了栅极和源极电流
可以看出，无论是N沟道还是P沟道，寄生二极管的方向总是跟箭头的方向是一致的。

通常是将衬底（基板）与源极S接在一起。根据导电方式的不同，MOSFET又分增强型、耗尽型。在一般使用中，更多是使用N沟道增强型或者P沟道增强型MOS管，耗尽型的管子比较少使用到。

增强型是指：当V_{GS}=0时管子是呈截止状态，加上正确的VGS后，多数载流子被吸引到栅极，从而“增强”了该区域的载流子，形成导电沟道。

耗尽型是指：当V_{GS}=0时即形成沟道，加上正确的VGS时，能使多数载流子流出沟道，因而“耗尽”了载流子，使管子转向截止。

借鉴大佬图片链接：
原文链接：https://blog.csdn.net/weixin_44914259/article/details/124051231
在这里插入图片描述 TB6612每个引脚的功能以及任务参考数据手册进行讲解。
首先接线图，STBY，AIN1,AIN2,BIN1,BIN2和STM32数字输出引脚连接，PWMA,PWMB是连接MCU的定时器PWM功能引脚。A01,A02,B01,B02和电机连接，此处画了两根线也是想告诉你此处电流较大，需要较宽的走线。VCC是连接2.7V-3.3V电源，VM1是直接连接4.5V-13.5V的外部电源。

AIN1,AIN2,BIN1,BIN2
引脚信号输入口，控制电机正反转的引脚。
当输入信号为1时 在这里插入图片描述上侧Pmos管导通，内部电流连接VCC，高电平状态。
当输入信号为0时

下侧Nmos管导通，内部电流连接GND，低电平状态。
AO1,AO2,BO1,BO2
输出引脚直接与电机连接，控制电机正反转的引脚。
在这里插入图片描述
同侧的MOS管是连接在一起同时连接input信号引脚的（见上图），当AIN1为1，AIN2为0时，VM电压12V，电流走向为红色箭头方向。

在这里插入图片描述
当AIN1为0，AIN2为1时，VM电压，电流走向为红色箭头方向。还有几个停的我就不讲了，就是电压差为0.
以上就是电机正反转的工作原理俗称H桥电路。
工作状态最重要的是上面几种情况你会发现STBY一般情况都是高电平，所以你既可以用一个引脚高电平输出驱动，也可以直接接VCC，本人采用的是第二种情况。

在这里插入图片描述注意一下PWM波的工作频率不要超过100KHZ就行（99.9KHZ，10HZ都行，但是101KHZ不行），本人使用的10KHZ没问题。
讲完理论方面开始CUBEMX配置。
最基础的配置我就不讲了，直接上重点。
定时器配置
输出引脚配置
在这里插入图片描述 主函数代码示例

#include "tb6612.h"
int main(void)
{
  /* USER CODE BEGIN 1 */

  /* USER CODE END 1 */

  /* MCU Configuration--------------------------------------------------------*/

  /* Reset of all peripherals, Initializes the Flash interface and the Systick. */
  HAL_Init();

  /* USER CODE BEGIN Init */

  /* USER CODE END Init */

  /* Configure the system clock */
  SystemClock_Config();

  /* USER CODE BEGIN SysInit */

  /* USER CODE END SysInit */

  /* Initialize all configured peripherals */
  MX_GPIO_Init();
  MX_TIM2_Init();
  /* USER CODE BEGIN 2 */
  HAL_TIM_PWM_Start(&TB6612_TIMX,TIM_CHANNEL_1);
  HAL_TIM_PWM_Start(&TB6612_TIMX,TIM_CHANNEL_2);
	IN1_1;IN2_0;
	IN3_1;IN4_0;
	__HAL_TIM_SET_COMPARE(&TB6612_TIMX,TIM_CHANNEL_1,100);//右轮
	__HAL_TIM_SET_COMPARE(&TB6612_TIMX,TIM_CHANNEL_2,100);//左轮
  /* USER CODE END 2 */

  /* Infinite loop */
  /* USER CODE BEGIN WHILE */
  while (1)
  {
    /* USER CODE END WHILE */

    /* USER CODE BEGIN 3 */
  }
  /* USER CODE END 3 */
}

TB6612.h

#ifndef __TB6612_H__
#define __TB6612_H__

#include "main.h"
#include "tim.h"
#include "gpio.h"

#define IN1_0    HAL_GPIO_WritePin(GPIOA,AIN1_1_Pin,GPIO_PIN_RESET)    //车轮
#define IN1_1    HAL_GPIO_WritePin(GPIOA,AIN1_1_Pin,GPIO_PIN_SET)
#define IN2_0    HAL_GPIO_WritePin(GPIOA,AIN2_1_Pin,GPIO_PIN_RESET)
#define IN2_1    HAL_GPIO_WritePin(GPIOA,AIN2_1_Pin,GPIO_PIN_SET)
#define IN3_0    HAL_GPIO_WritePin(GPIOD,BIN1_1_Pin,GPIO_PIN_RESET)
#define IN3_1    HAL_GPIO_WritePin(GPIOD,BIN1_1_Pin,GPIO_PIN_SET)
#define IN4_0    HAL_GPIO_WritePin(GPIOD,BIN2_1_Pin,GPIO_PIN_RESET)
#define IN4_1    HAL_GPIO_WritePin(GPIOD,BIN2_1_Pin,GPIO_PIN_SET)

#define SPEED_MAX     90
#define SPEED_MINI   0
#define TB6612_TIMX htim2

实现图片
在这里插入图片描述本人电池只有10V了一半刚好5V。

程序即参考资料链接：
链接：https://pan.baidu.com/s/1ByQX3bYszb35eLHMvk4okw?pwd=diic
提取码：diic

文章来源:https://blog.csdn.net/weixin_52531699/article/details/135422167
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