直流电机控制之硬件设计

夜雨风铃

一．H桥驱动逻辑控制
        驱动电机时，保证H桥上两个同侧的三极管不会同时导通非常重要。如果三极管Q1和Q2同时导通，那么电流就会从正极穿过两个三极管直接回到负极。此时，电路中除了三极管外没有其他任何负载，因此电路上的电流就可能达到最大值（该电流仅受电源性能限制），甚至烧坏三极管。基于上述原因，在实际驱动电路中通常要用硬件电路方便地控制三极管的开关。
        死区就是在上半桥关断后，延迟一段时间在打开下半桥或在下半桥关断后，延迟一段时间再打开上半桥，从而避免功率元件烧毁，这段延迟时间就是死区.


上图为IRS21867S输入时序图。PWM波在逻辑控制输入延时一段时间后输入。
电机驱动板引脚对应表如下：

引脚	功能	第二功能	备注
PA9	PWM调速	OC2	与PA11不能同时打开
PA11	PWM调速	OC4	与PA9不能同时打开
PA8	逻辑输入		延时后输入PWM波
PA10	逻辑输入		延时后输入PWM波

程序设计：
电机顺时针转动：
void MotorLeft(int speed)
{
  if(speed >= MAXSPEED || speed<MINSPEED)
  return;
  if(MotorDirection==RIGHT||MotorDirection==STOP)  
{
  MotorDirection = LEFT;
  TIM_Cmd(TIM1, DISABLE);
  GPIO_SetBits(GPIOA,GPIO_Pin_8);
  delay_us(10);
  GPIO_ResetBits(GPIOA,GPIO_Pin_10);
  delay_us(10);
  TIM_CCxCmd(TIM1,TIM_Channel_2,DISABLE);  //ÉÏÇÅʧÄÜ
  TIM_CCxCmd(TIM1,TIM_Channel_4,ENABLE);  //ÏÂÇÅʹÄÜ
  TIM_SetCompare4(TIM1,speed);  
  TIM_Cmd(TIM1, ENABLE);
  }
  else if(MotorDirection == LEFT)
  {
  TIM_Cmd(TIM1, DISABLE);
  TIM_SetCompare4(TIM1,speed);  
  TIM_Cmd(TIM1, ENABLE);  
  }}
二. 编码器

型号：HKT3004-301C1
硬件连接：
地同侧输入接B相，5V同侧接A相。
在STM32中高级定时器有正交编码功能，配置定时器为正交编码模式可以测量编码器输出的正交方波频率，从而可以得到电机实时速度。
void Encoder_Configuration(void)
{
GPIO_InitTypeDef gpio;
RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM3,ENABLE);
GPIO_PinRemapConfig(GPIO_PartialRemap_TIM3,ENABLE);
gpio.GPIO_Pin = GPIO_Pin_5 | GPIO_Pin_4;
gpio.GPIO_Speed = GPIO_Speed_2MHz;
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB|RCC_APB2Periph_AFIO,ENABLE);
  gpio.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU;
  GPIO_Init(GPIOB,&gpio);
  TIM_EncoderInterfaceConfig(TIM3, TIM_EncoderMode_TI12,
TIM_ICPolarity_Falling, TIM_ICPolarity_Falling);
  TIM_Cmd(TIM3,ENABLE);
}

另外配置一个定时器，每20ms测量一次定时器数值。