STM32F103单片机：轻松搞定无刷直流电机控制

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STM32F103单片机：轻松搞定无刷直流电机控制

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来源

https://zhuanlan.zhihu.com/p/425324410

https://blog.csdn.net/yuyan7045/article/details/118707663

https://blog.csdn.net/snail_dongbin/article/details/82803076

https://blog.csdn.net/xiaoshui117/article/details/127433090

https://blog.csdn.net/corlin6688/article/details/133898573

https://bbs.elecfans.com/jishu_2126529_1_1.html

https://m.baigonglian.com/shop/139381/solutions/98957

使用STM32F103单片机控制无刷直流电机（BLDC）是一项热门技术。通过设置PWM频率和脉宽，可以精确地调节电机转速。这个过程不仅涉及硬件接线，还包括软件编程，例如初始化定时器和配置GPIO引脚。对于初学者来说，掌握这些基本步骤是关键。此外，调试时需要注意安全问题，如防止浆翼打伤手等。通过实践和不断尝试，你将能够成功制作出蓝牙遥控飞艇或其他有趣的项目。

硬件准备

三相H桥电路

三相H桥电路是BLDC控制的核心，通常由6个N沟道MOSFET组成。上桥臂和下桥臂分别控制电机的正向和反向电流。为了简化电路，可以使用集成驱动IC，如IR2101，它内部包含自举升压电路，可以方便地驱动上桥臂MOSFET。

霍尔传感器连接

霍尔传感器用于检测电机转子的位置，通常有3个传感器，分别相隔120度。这些传感器的输出是数字信号，可以直接连接到STM32F103的GPIO口。为了提高抗干扰能力，可以在信号线上添加RC滤波电路。

软件编程

定时器和PWM初始化

STM32F103具有两个高级定时器TIM1和TIM8，可以输出4组互补PWM信号。这些定时器支持死区时间设置，可以防止上下桥臂直通。以下是一个基本的PWM初始化代码示例：

TIM_TimeBaseInitTypeDef  TIM_TimeBaseStructure;
TIM_OCInitTypeDef  TIM_OCInitStructure;

RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_TIM1, ENABLE);

TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = 1000 - 1;
TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler = 72 - 1;
TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = 0;
TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;
TIM_TimeBaseInit(TIM1, &TIM_TimeBaseStructure);

TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM1;
TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable;
TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse = 500;
TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_High;
TIM_OC1Init(TIM1, &TIM_OCInitStructure);
TIM_OC2Init(TIM1, &TIM_OCInitStructure);
TIM_OC3Init(TIM1, &TIM_OCInitStructure);
TIM_OC4Init(TIM1, &TIM_OCInitStructure);

TIM_Cmd(TIM1, ENABLE);

霍尔传感器中断处理

霍尔传感器的信号变化需要触发中断，以便及时进行换相操作。以下是一个简单的中断处理函数示例：

void TIM5_IRQHandler(void)
{
  if (TIM_GetITStatus(TIM5, TIM_IT_Trigger) != RESET)
  {
    TIM_ClearITPendingBit(TIM5, TIM_IT_Trigger);

    // 根据霍尔传感器状态进行换相
    uint8_t hall_state = (GPIO_ReadInputDataBit(GPIOA, GPIO_Pin_0) << 2) |
                         (GPIO_ReadInputDataBit(GPIOA, GPIO_Pin_1) << 1) |
                          GPIO_ReadInputDataBit(GPIOA, GPIO_Pin_2);

    switch (hall_state)
    {
      case 0b001:
        // 换相逻辑
        break;
      case 0b010:
        // 换相逻辑
        break;
      // 其他状态...
    }
  }
}

速度调节

通过改变PWM的占空比可以调节电机的转速。以下是一个简单的速度调节函数示例：

void SetSpeed(uint16_t duty_cycle)
{
  TIM_SetCompare1(TIM1, duty_cycle);
  TIM_SetCompare2(TIM1, duty_cycle);
  TIM_SetCompare3(TIM1, duty_cycle);
  TIM_SetCompare4(TIM1, duty_cycle);
}