Pwm双极模式H桥驱动控制电机

Question

如何使用stm32固件库函数实现仅利用高级定时器两个互补通道输出IO口利用H桥驱动原理实现电机正反转以及电机速度的控制（要求死区时间大于520ns）

Answer 1

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要使用固件库函数实现PWM双极模式H桥驱动电机的正反转和速度控制，首先需要确保你已经选择了适合你的微控制器平台的固件库，如Arduino库、STM32 HAL库或类似的库。以下是一个基于Arduino Uno或类似平台的示例，我们将使用Fast PWM来控制H-bridge。请注意，这个例子假设你有一个包含四个双向开关的H-bridge，通常用于DC电机。

1. 首先，你需要安装Arduino库，例如Fast_PWM库，如果你还没有安装，可以在Arduino IDE的"Sketch" -> "Include Library" -> "Manage Libraries"中搜索并安装。

2. 然后，在你的Arduino Sketch中，导入必要的库：

#include <Fast_PWM.h>
#include <SoftwareSerial.h> // 如果你的电机控制板通过串口通信

// 假设你的H-bridge引脚定义如下
const int IN1 = 2;
const int IN2 = 3;
const int IN3 = 4;
const int IN4 = 5;

// 创建一个Fast_PWM对象
Fast_PWM pwm(IN1, IN2, IN3, IN4);

1. 定义电机速度变量和死区时间常量：

int motorSpeed = 0; // 电机速度范围0-255
unsigned long deadZoneTime = 520 * 1000; // 死区时间（纳秒）

1. 函数来设置电机正转、反转和停止：

void setMotorDirection(int direction) {
    if (direction == 1) { // 正转
        pwm.setPulseWidth(0, motorSpeed); // IN1高，IN2低
        pwm.setPulseWidth(255, 0); // IN3高，IN4低
    } else if (direction == -1) { // 反转
        pwm.setPulseWidth(255, motorSpeed); // IN1低，IN2高
        pwm.setPulseWidth(0, 0); // IN3低，IN4高
    } else { // 停止
        pwm.setPulseWidth(0, 0); // 全部低
    }
}

1. 更新电机速度函数，包括死区处理：

void updateMotorSpeed(int newSpeed) {
    if (newSpeed > 255) {
        newSpeed = 255;
    } else if (newSpeed < -255) {
        newSpeed = -255;
    }

    if (newSpeed != motorSpeed) {
        motorSpeed = newSpeed;
        if (motorSpeed > 0) {
            setMotorDirection(1);
        } else if (motorSpeed < 0) {
            setMotorDirection(-1);
        } else {
            setMotorDirection(0); // 停止
        }
    }

    // 如果在死区范围内，保持当前方向
    if (abs(motorSpeed) < deadZoneTime / 1000000.0) {
        return;
    }

    // 更新PWM频率以匹配新的电机速度
    float dutyCycle = map(abs(motorSpeed), 0, 255, 0, 255);
    pwm.setDutyCycle(dutyCycle);
}

1. 在主循环中调用updateMotorSpeed函数以控制电机速度：

void setup() {
    Fast_PWM.begin();
    Serial.begin(9600); // 如果你的电机控制板需要串口通信
}

void loop() {
    int newSpeed = analogRead(A0); // 从模拟输入获取速度值，根据实际情况调整
    updateMotorSpeed(newSpeed);
    delay(10); // 控制更新频率，可根据需要调整
}

这只是一个基本的示例，实际应用中可能需要添加错误处理、中断管理和其他功能。请根据你的硬件和具体需求进行调整。