第八十章：CH32V103应用教程——直流有刷电机按键控制

草帽王子 · 发表于 2021-5-1 15:55:38

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本帖最后由草帽王子于 2021-9-10 18:13 编辑

本章教程主要在第八章、第七十二章和第七十四章基础上进行，通过两路PWM输出以及5个按键，控制电机开关、加减速以及正反相，同时使用一个LED灯指示开关状态。

1、TIM简介及相关函数介绍

关于TIM相关介绍，在前面章节已经进行过相关介绍，在此不再赘述。更多具体信息，可参考CH32V103应用手册。

2、硬件设计

本章教程主要进行直流有刷电机按键控制，同时使用LED灯指示电机开关状态，具体硬件连接如下：

LED灯连接： LED1与PA0连接
      LED2与PA1连接

按键连接方式：KEY0与PA2连接
      KEY1与PA3连接
      KEY2与PA4连接
      KEY3与PA5连接
      KEY4与PA6连接

电机驱动与开发板GPIO连接方式：A1与PA8（TIM1_CH1）连接
                  A2与PA11（TIM1_CH4）连接

此外，所有按键另一端与开发板GND引脚连接，电机驱动±引脚分别与开发板VCC和GND引脚连接，直流有刷电机与电机驱动电机A端连接。

3、软件设计

本章教程主要进行直流有刷电机按键控制，在前面章节基础上进行，LED灯、按键KEY相关函数在此不再介绍，与前面按键控制LED灯大致相同，只是在此基础上增加了3个按键，本章主要进行PWM输出以及main函数的介绍，具体程序如下：
timer.h文件

#ifndef __TIMER_H
#define __TIMER_H
#include "ch32v10x_conf.h"
#define ARR 1000
#define PSC 720
void TIM1_PWMOut_Init( void );
#endif

复制代码

timer.h文件主要进行相关定义和函数声明；
timer.c文件

#include "timer.h"
#include "debug.h"
//定时器PWM输出模式基本配置
void TIM1_PWMOut_Init( void )
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseInitStructure;
TIM_OCInitTypeDef TIM_OCInitStructure;
RCC_APB2PeriphClockCmd( RCC_APB2Periph_GPIOA|RCC_APB2Periph_TIM1, ENABLE );//使能GPIOA外设时钟和TIM1时钟
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_8|GPIO_Pin_11; //配置PA8、PA11引脚
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP; //设置为复用推挽输出
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;//设置输出速度：50MHz
GPIO_Init( GPIOA, &GPIO_InitStructure ); //GPIO初始化
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Period = ARR; //指定下次更新事件时要加载到活动自动重新加载寄存器中的周期值。
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Prescaler = PSC; //指定用于划分TIM时钟的预分频器值。
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1; //时钟分频因子
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;//TIM计数模式，向上计数模式
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_RepetitionCounter = 0;
TIM_TimeBaseInit( TIM1, &TIM_TimeBaseInitStructure); //根据指定的参数初始化TIMx的时间基数单位
TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM1; //指定TIM模式
TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable;//指定TIM输出比较状态，即使能比较输出
TIM_OCInitStructure.TIM_OutputNState = TIM_OutputNState_Disable;
TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_High; //指定输出极性。
TIM_OCInitStructure.TIM_OCNPolarity = TIM_OCNPolarity_High;
TIM_OCInitStructure.TIM_OCIdleState = TIM_OCIdleState_Set;
TIM_OCInitStructure.TIM_OCNIdleState = TIM_OCNIdleState_Reset;
TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse = 0; //指定要加载到捕获比较寄存器中的脉冲值。
TIM_OC1Init( TIM1, &TIM_OCInitStructure ); //根据TIM_OCInitStruct中指定的参数初始化TIM1 Channel1。
TIM_OC1PreloadConfig( TIM1, TIM_OCPreload_Enable ); //使能CCR1上的TIM1外设预加载寄存器
TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse = 0; //指定要加载到捕获比较寄存器中的脉冲值。
TIM_OC4Init( TIM1, &TIM_OCInitStructure ); //根据TIM_OCInitStruct中指定的参数初始化TIM1 Channel4。
TIM_OC4PreloadConfig( TIM1, TIM_OCPreload_Enable ); //使能CCR4上的TIM1外设预加载寄存器
TIM_ARRPreloadConfig( TIM1, ENABLE ); //使能ARR上TIM1外设预加载寄存器
TIM_Cmd( TIM1, ENABLE ); //使能TIM1
}

复制代码

timer.c文件与第七十二章timer.c文件类似，主要将8路PWM输出改为2路，在此不再做具体介绍。
main.c文件

/********************************** (C) COPYRIGHT *******************************
* File Name : main.c
* Author : WCH
* Version : V1.0.0
* Date : 2020/09/29
* Description : Main program body.
*******************************************************************************/
#include "debug.h"
#include "led.h"
#include "key.h"
#include "timer.h"
int main(void)
{
u8 t=0;
static u16 ChannelPulse = 0;
static u8 direction = 0;
USART_Printf_Init(115200);
Delay_Init(); //延时函数初始化
LED_Init(); //LED初始化
KEY_Init(); //按键初始化
TIM1_PWMOut_Init(); //PWM输出初始化
TIM_CtrlPWMOutputs(TIM1, DISABLE );
printf("SystemClk:%d\r\n",SystemCoreClock);
while(1)
{
t=KEY_Scan(0); //得到键值
switch(t)
{
case KEY0_PRESS:
TIM_CtrlPWMOutputs(TIM1, ENABLE ); //控制电机开
GPIO_ResetBits(GPIOA,GPIO_Pin_0); //LED1指示当前开关状态，LED1亮电机开，LED1灭电机关
break;
case KEY1_PRESS:
TIM_CtrlPWMOutputs(TIM1, DISABLE ); //控制电机关
GPIO_SetBits(GPIOA,GPIO_Pin_0);
break;
case KEY2_PRESS:
ChannelPulse += 50; //增加占空比，提高电机转速
ChannelPulse = ARR < ChannelPulse ? ARR : ChannelPulse; // 检查占空比的合法性
if(direction%2==0)
{
TIM_SetCompare1(TIM1,ChannelPulse);
TIM_SetCompare4(TIM1,0);
}
else
{
TIM_SetCompare4(TIM1,ChannelPulse);
TIM_SetCompare1(TIM1,0);
}
break;
case KEY3_PRESS:
ChannelPulse -= 50; //减小占空比，降低电机速度
ChannelPulse = ARR < ChannelPulse ? ARR : ChannelPulse; // 检查占空比的合法性
if(direction%2==0)
{
TIM_SetCompare1(TIM1,ChannelPulse);
TIM_SetCompare4(TIM1,0);
}
else
{
TIM_SetCompare4(TIM1,ChannelPulse);
TIM_SetCompare1(TIM1,0);
}
break;
case KEY4_PRESS:
if(direction%2==0) //切换电机转速，即设置两路PWM输出
{
TIM_SetCompare1(TIM1,0);
TIM_SetCompare4(TIM1,0);
Delay_Ms(200);
TIM_SetCompare4(TIM1,ChannelPulse);
TIM_SetCompare1(TIM1,0);
GPIO_ResetBits(GPIOA,GPIO_Pin_1); //LED2指示当前旋转方向，LED2灭表示正向旋转，LED2亮表示反向旋转
printf("DIR:%d\r\n",direction);
direction++;
}
else
{
TIM_SetCompare1(TIM1,0);
TIM_SetCompare4(TIM1,0);
Delay_Ms(200);
TIM_SetCompare1(TIM1,ChannelPulse);
TIM_SetCompare4(TIM1,0);
GPIO_SetBits(GPIOA,GPIO_Pin_1);
printf("DIR:%d\r\n",direction);
direction++;
}
break;
default:
Delay_Ms(10);
}
}
}