STM32外设系列—TB6612FNG-Toy模板网

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本文涉及到定时器和串口的知识，详细内容可见博主STM32速成笔记专栏。

一、TB6612简介

TB6612FNG是东芝半导体的一款驱动电机的IC。一个TB6612FNG可以驱动两个电机，每一个驱动都有两个逻辑输入引脚，一个输出引脚和一个PWM引脚。可以通过给两个逻辑输入引脚不同的电平来控制电机的运行状态，通过PWM输入引脚实现电机调速。TB6612FNG还具有以下特点

电源电压最大可到15V
输出电流最大可达3.2A
内置热停机电路和低压检测电路
有正转，反转，短制动和停止四种模式

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二、TB6612使用方法

2.1 TB6612引脚连接

引脚	连接
PWMA	A通道的PWM输入
AIN2	A通道逻辑输入2引脚
AIN1	A通道逻辑输入1引脚
STBY	待机引脚，接低电平处于待机模式，接高电平开始工作
BIN1	B通道逻辑输入1引脚
BIN2	B通道逻辑输入2引脚
PWMB	B通道PWM输入引脚
GND	地
VM	电源输入正极，最大接15V
VCC	逻辑电源正极，接3.3V
AO1	A通道输出1引脚
AO2	A通道输出2引脚
BO2	B通道输出2引脚
BO1	B通道输出1引脚

使用时VM接电机电源的正极，GND接电机电源的负极。IN1和IN2接逻辑输入，PWM接PWM输出引脚。O1和O2接电机的正负极。

2.2 控制逻辑

IN1和IN2的高低电平状态对应不同的电机运行状态，二者的对应关系如下


IN1	0	0	1
IN2	0	1	0
电机运行状态	停止	正转	反转

上述的正反转是AO1接电机正极，AO2接电机负极的对应关系。

2.3 电机调速

电机调速的远离比较简单，只需要给TB6612FNG的PWM输入引脚输入10KHz的PWM波。调节占空比即可调节转速。需要注意的是如果PWM配置的极性是低电平，那么设置占空比时的值越大，电机转速越低。相反，如果PWM配置的极性是高电平，那么设置占空比时的值越大，电机转速越高。

三、实战项目

3.1 项目简介

本项目比较简单，使用TB6612驱动一个12V减速电机。利用串口发送占空比，实现电机的调速。

3.2 初始化GPIO

初始化GPIO完成的工作是初始化逻辑控制引脚，程序如下

/*
 *==============================================================================
 *函数名称：Drv_MotorGpio_Init
 *函数功能：初始化Motor的GPIO
 *输入参数：无
 *返回值：无
 *备  注：这里只初始化了逻辑控制IO，PWM的IO在定时器配置PWM时初始化
 *==============================================================================
 */
void Drv_MotorGpio_Init (void)
{
	GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;   // 定义结构体
	// 开启时钟
	RCC_APB2PeriphClockCmd(MOTOR_GPIO_TIM,ENABLE);

	// 配置结构体
	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = MOTOR_GPIO_PIN;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;   // 推挽式输出
	GPIO_Init(MOTOR_GPIO, &GPIO_InitStructure);
}

宏定义如下

// 电机逻辑控制GPIO
#define MOTOR_GPIO_TIM   RCC_APB2Periph_GPIOC
#define MOTOR_GPIO   GPIOC
#define MOTOR_GPIO_PIN   GPIO_Pin_7 | GPIO_Pin_8

3.3 PWM初始化

PWM初始化程序如下

/*
 *==============================================================================
 *函数名称：TIM2_CH1_PWM_Init
 *函数功能：初始化定时器2的PWM通道1
 *输入参数：per：自动重装载值；psc：预分频系数
 *返回值：无
 *备  注：无
 *==============================================================================
 */
void TIM2_CH1_PWM_Init (u16 per,u16 psc)
{
	// 结构体定义
	TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseInitStructure;
	TIM_OCInitTypeDef TIM_OCInitStructure;
	GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
	
	// 开启时钟
	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA,ENABLE);
	RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM2,ENABLE);
	
	// 初始化GPIO
	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;   // 复用推挽输出
	GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStructure);
	
	// 初始化定时器参数
	TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Period = per;   // 自动装载值
	TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Prescaler = psc;   // 分频系数
	TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1;
	TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;   // 设置向上计数模式
	TIM_TimeBaseInit(TIM2,&TIM_TimeBaseInitStructure);	
	
	// 初始化PWM参数
	TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM1;   // 比较输出模式
	TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_High;   // 输出极性
	TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable;   // 输出使能
	TIM_OC1Init(TIM2,&TIM_OCInitStructure);   // 输出比较通道1初始化
	
	TIM_OC1PreloadConfig(TIM2,TIM_OCPreload_Enable);   // 使能TIMx在 CCR1 上的预装载寄存器
	TIM_ARRPreloadConfig(TIM2,ENABLE);   // 使能预装载寄存器
	
	TIM_Cmd(TIM2,ENABLE);   // 使能定时器	
}

初始化时配置如下，配置为10KHz

	TIM2_CH1_PWM_Init(1000,71);   // 初始化PWM

3.4 电机控制程序

电机正反转和停止控制程序如下

/*
 *==============================================================================
 *函数名称：Med_Motor_Go
 *函数功能：电机正转
 *输入参数：无
 *返回值：无
 *备  注：无
 *==============================================================================
 */
void Med_Motor_Go (void)
{
	MOTOR_IN1 = 1;
	MOTOR_IN2 = 0;
}
/*
 *==============================================================================
 *函数名称：Med_Motor_Stop
 *函数功能：电机停转
 *输入参数：无
 *返回值：无
 *备  注：无
 *==============================================================================
 */
void Med_Motor_Stop (void)
{
	MOTOR_IN1 = 0;
	MOTOR_IN2 = 0;
}
/*
 *==============================================================================
 *函数名称：Med_Motor_Reverse
 *函数功能：电机反转
 *输入参数：无
 *返回值：无
 *备  注：无
 *==============================================================================
 */
void Med_Motor_Reverse (void)
{
	MOTOR_IN1 = 0;
	MOTOR_IN2 = 1;
}

宏定义如下

// 电机逻辑控制引脚
#define MOTOR_IN1   PCout(7)
#define MOTOR_IN2   PCout(8)

3.5 串口接收处理函数

串口需要根据接收到的占空比来配置输出PWM的占空比，配置占空比使用的库函数是

void TIM_SetCompare1(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t Compare1)

串口只支持输入大于100小于1000的占空比，串口接收处理程序如下文章来源地址https://www.toymoban.com/news/detail-626346.html

/*
 *==============================================================================
 *函数名称：USART1_IRQHandler
 *函数功能：USART1中断服务函数
 *输入参数：无
 *返回值：无
 *备  注：无
 *==============================================================================
 */
u32 gReceCount = 0;   // 接收计数变量
u32 gClearCount = 0;   // 清空接收数组计数变量
u8 gReceFifo[1500];   // 接收数组
u8 gReceEndFlag = 0;   // 接收完成标志位 

void USART1_IRQHandler(void)  
{
	if(USART_GetITStatus(USART1, USART_IT_RXNE) != RESET)   //接收到一个字节  
	{
		gReceFifo[gReceCount++] = USART_ReceiveData(USART1);
	}
	else if(USART_GetITStatus(USART1,USART_IT_IDLE) != RESET)   //接收到一帧数据
	{
		USART1->SR;   // 先读SR
		USART1->DR;   // 再读DR
		
		gReceEndFlag = 1;   // 接收完成标志置1 
	} 
}
/*
 *==============================================================================
 *函数名称：Uart_Rece_Pares
 *函数功能：解析串口接收内容
 *输入参数：无
 *返回值：无
 *备  注：无
 *==============================================================================
 */
void Uart_Rece_Pares(void)   // 串口接收内容解析函数
{
	u16 pwmDuty = 0;   // 接收串口发送来的占空比
	
	if (gReceEndFlag  == 1)   // 如果接收完成
	{
		// 解析接收内容
		
		// 一位数
		if (gReceCount == 3)
		{
			pwmDuty = (gReceFifo[0] - 48);
		}
		else if (gReceCount == 4)
		{
			pwmDuty = (gReceFifo[0] - 48) * 10;
			pwmDuty = pwmDuty + (gReceFifo[1] - 48);
		}
		else if (gReceCount == 5)
		{
			pwmDuty = (gReceFifo[0] - 48) * 100;
			pwmDuty = pwmDuty + (gReceFifo[1] - 48) * 10;
			pwmDuty = pwmDuty + (gReceFifo[2] - 48);
		}
		
		printf ("duty=%d\r\n",pwmDuty);
		TIM_SetCompare1(TIM2,pwmDuty);
		
		// 清空接收数组
		for (gClearCount = 0;gClearCount < gReceCount;gClearCount ++)
		{
			gReceFifo[gClearCount] = ' ';
		}
			
		gReceEndFlag = 0;   // 清除接收完成标志位
		gReceCount = 0;   // 清零接收计数变量
	}
}