STM32 电机教程 2 - 直流有刷电机转动控制

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前言

有刷电机是大家最早接触的一类电机，中学时物理课堂上介绍电动机也是以它为模型来展示的。有刷电机的主要结构就是定子+转子+电刷，通过旋转磁场获得转动力矩，从而输出动能。电刷与换向器不断接触摩擦，在转动中起到导电和换相作用。

有刷电机采用机械换向，磁极不动，线圈旋转。电机工作时，线圈和换向器旋转，磁钢和碳刷不转，线圈电流方向的交替变化是随电机转动的换相器和电刷来完成的。

在有刷电机中，这个过程是将各组线圈的两个电源输入端，依次排成一个环，相互之间用绝缘材料分隔，组成一个像圆柱体的东西，与电机轴连成一体，电源通过两个碳元素做成的小柱子（碳刷），在弹簧压力的作用下，从两个特定的固定位置，压在上面线圈电源输入环状圆柱上的两点，给一组线圈通电。

随着电机转动，不同时刻给不同线圈或同一个线圈的不同的两极通电，使得线圈产生磁场的N-S极与最靠近的永磁铁定子的N-S极有一个适合的角度差，磁场异性相吸、同性相斥，产生力量，推动电机转动。碳电极在线圈接线头上滑动，像刷子在物体表面刷，因此叫碳“刷”。

相互滑动，会摩擦碳刷，造成损耗，需要定期更换碳刷；碳刷与线圈接线头之间通断交替，会发生电火花，产生电磁破，干扰电子设备。

有刷电机采用机械自动换向方式，控制起来特别简单，特别是直流有刷电机，只需在电机电极上通上直流电就可以让其转动起来，本节以下图所示的1718直流有刷电机为例，为大家展示如何用NUCLEO-F103RB和X-NUCLEO-IHM07M1 3SH让其转动起来！！

示例详解

本节用到ST官方推出的NUCLEO-F103RB和X-NUCLEO-IHM07M1 3SH 开发板。

NUCLEO-F103RB对应的大致原理接线图：

X-NUCLEO-IHM07M1 3SH部分原理图：

1. 准备操作
  1. X-NUCLEO-IHM07M1 3SH是一款专门用于PMSM（永磁同步）或BLDC（直流无刷）的电机驱动板（后面的章节将会给大家展示），当然也可以用于驱动直流有刷电机，本节就用它来控制直流有刷电机（1718，电压7-11V，实际使用9.6V），X-NUCLEO-IHM07M1 3SH电机驱动板驱动芯片型号为L6230（详细数据手册可在st官网下载）,本节仅用IN1,IN2,和OUT1,OUT2即可！

需要用到的信号	对应MCU引脚
EN1	PC10
IN1	PA8
EN2	PC11
IN2	PA9

本节将直接使能EN1及EN2引脚，并直接置高或拉低IN1或IN2引脚，实现有刷直流电机的正反转（全速）。

1. 1. 打开stcubemx,新建工程，MCU选择stm32f103rb,在弹上的列表中双击STM32F103RBTX（LQFP64封装的那个）：

本按下方图分别对RCC，SYS，GPIO进行配置并生成工程：

1. 1. 在main.c中main函数里加入如下代码，让电机实现正转10秒后反转10秒循环：

设置工程下载后自动运行：

编译代码，下载程序运行可以看到电机成功转动起来，并如程序设定效果一致实现了正转10秒后反转10秒循环。

本节，成功让电机转动起来并实现了转动方向控制，但是电机的转速是完全是受控制，下一节将结合STM32的定时器产生PWM波的功能来控制PWM波的占空（相当于控制电机的电压）实现电机的速度控制（开环）！OK,本期实验完成！同时如果大家有什么疑问或是有想了解的其它内容，也欢迎大家留言！！最后喜欢这个公众号的同学们记得加关注了，每天都会有技术干货推出！！

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STM32 电机教程 2 - 直流有刷电机转动控制

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