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1、JGB-520编码器减速直流电机

                                   
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编码器

这是我用的电机，红色框框中的就是编码器。

编码器是将信号（如比特流）或数据进行编制、转换为可用以通讯、传输和存储的信号形式的设备。编码器把角位移或直线位移转换成电信号，前者称为码盘，后者称为码尺。按照读出方式编码器可以分为接触式和非接触式两种；按照工作原理编码器可分为增量式和绝对式两类。

增量式编码器是将位移转换成周期性的电信号，再把这个电信号转变成计数脉冲，用脉冲的个数表示位移的大小。绝对式编码器的每一个位置对应一个确定的数字码，因此它的示值只与测量的起始和终止位置有关，而与测量的中间过程无关。

这是官方给出的，但我们只需要知道这个编码器可以通过电机的转动产生一定的脉冲，从而通过脉冲测出电机的转速和转动方向。后面我们会介绍这个。

JGB-520电机

这种电机一般有6个引脚，有的引脚会与图中顺序不同（我的就是┭┮﹏┭┮）但只要连线正确就行。

这么大一个电机，我们要怎么让它动起来呢？没错，我们肯定需要一个驱动模块——tb6612

2、tb6612电机驱动模块

就是长这个样子：

                                       

这是它的引脚：

                            

3、电机的驱动

tb6612和电机的连接

TB6612	C8T6
STBY	高电平(+3.3V)
AIN1	A电机输入端1（接板子）
AIN2	A电机输入端2（接板子）
PWMA	A电机控制信号输入端（PWM输入）
AO1	A电机电源M+
AO2	A电机电源M-
VM	12V
VCC	3.3V
GND	和单片机共地

这是一个电机的引脚连接，另一个电机与此类似。如果只用于电机驱动而不用测速的话，只用接电机的M+和M-即可。

当AIN或BIN产生电势差，电机就会转动。

4、转速的测量

如果我们要让我们的平衡车真的实现平衡，就肯定需要使用PWM驱动电机，然后再使用编码器测量速度，再使用PID算法进行闭环控制。

原理：

接收编码器的A、B相产生的正交信号，根据编码器产生的正交信号脉冲，自动控制CNT自增或自减，根据计数方向和编码器的信号关系来指示编码器的位置、旋转方向和旋转速度，利用脉冲值来计算电机的转动位移

大概就是编码器上会有两个用来产生脉冲的东西，电机每转动一圈，他们会产生相差九十度的相同数量的脉冲，然后会有一个计数器去捕获脉冲的上升沿和下降沿，然后每隔一段时间去读取计数器的值（转动的圈数=计数器的数值/一圈产生的脉冲数），这样就能算出这一段时间转了多少圈，从而算出转速。

定时器的编码器接口模式

可以用来捕获上升沿和下降沿并计数。（Stm32中的定时器只有TIM1-5和TIM8才有编码器接口功能，而且只有CH1通道和CH2通道有用）。

4倍频计数：

采用的是编码器模式3，在TI1和TI2边沿都计数，也就是在一个周期内对A相和B相的上升沿下降沿都计数，一个周期内计4次，所以采用这种模式后,相应的计数值（CNT）就会变成4倍。

线数：

电机转动一圈产生的脉冲数就是线数。比如我的电机线束是30，那么我的电机转一圈就会产生30个脉冲。

5、相关代码的配置

电机的驱动代码如下：

这个没有什么好讲的，大家应该都能看懂。

//moto1,moto2 左轮PWM、右轮PWM void Set_Pwm(int moto1,int moto2) { if(moto1<0) AIN2=1, AIN1=0; else AIN2=0, AIN1=1; PWMA=myabs(moto1); if(moto2<0) BIN1=1, BIN2=0; else BIN1=0, BIN2=1; PWMB=myabs(moto2); } int myabs(int a) { int temp; if(a<0) temp=-a; else temp=a; return temp; }

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测速代码：

我左右轮分别使用的TIM2和TIM3，这段代码就是读取计数器的值。

讯享网/ 函数功能：单位时间读取编码器计数 入口参数：定时器 返回 值：速度值 / int Read_Encoder(u8 TIMX) { int Encoder_TIM; switch(TIMX) { case 2: Encoder_TIM= (short)TIM2 -> CNT; TIM2 -> CNT=0;break; case 3: Encoder_TIM= (short)TIM3 -> CNT; TIM3 -> CNT=0;break; default: Encoder_TIM=1; } return Encoder_TIM; } 

PWM的配置

Motor_PWM_Init(7199,0);//不分频,初始化PWM 10KHZ,驱动电机

编码器模式的配置

预分频（psc）一般就为‘0’就好；

重装载值（arr）我这里配置的重装载值为65535，是最大值。这样定时器不会溢出，方便计算。也可以使用别的重装载值：

比如我的电机线数为30，即一圈产生30个脉冲，那么我如果使用编码器模式3的4倍频计数，那么转一圈会计数器值为30*4，如果我设置重装载值为120，那是不是电机每转一圈定时器就会溢出一次，我们再在定时器的溢出中断中加上一个计数器cnt，每次进中断，cnt的值就++，那在采样的时候计数器的值就为：cnt*重装载值+计数器的值

讯享网#define ENCODER_TIM_PERIOD (u16)(65535) //103的定时器是16位 2的16次方最大是65536 TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler = 0x0; // 预分频器 TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = ENCODER_TIM_PERIOD; //设定计数器自动重装值 TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1;//选择时钟分频：不分频 TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;TIM向上计数 

6、硬件连接

电机A

M+——AO1

M- ——AO2

A   ——PA6

B   ——PA7

VCC——3.3V

GND——GND

电机B

M+——BO1

M- ——BO2

A   ——PA0

B   ——PA1

VCC——3.3V

GND——GND

tb6612

VM——12V

VCC——3.3V

GND——GND

PWMA——PA8

AIN2——PB15

AIN1——PB14

STBY——3.3V

BIN1——PB13

BIN2——PB12

PWMB——PA11

7、完整代码

main.c

#include "stdio.h" #include "led.h" #include "delay.h" #include "sys.h" #include "usart.h" #include "motor_pwm.h" #include "encoder.h" int main(void) { // u16 led0pwmval=0; // u8 dir=1; uart_init(9600); //串口1初始化 delay_init(); //延时函数初始化 LED_Init(); //初始化与LED连接的硬件接口 NVIC_Configuration(); //中断优先级 Motor_Init(); // Motor_PWM_Init(7199,0);//不分频,初始化PWM 10KHZ,驱动电机 Encoder_Init_TIM2();//TIM2初始化为编码器接口模式 Encoder_Init_TIM3();//TIM3初始化为编码器接口模式 while(1) { // if(dir)led0pwmval++; // else led0pwmval--; // if(led0pwmval>300)dir=0; // if(led0pwmval==0)dir=1; // TIM_SetCompare1(TIM1,led0pwmval); Set_Pwm(6000,7000); printf("%d\t",Read_Encoder(2)); printf("%d",Read_Encoder(3)); printf("\r\n"); delay_ms(1000); Set_Pwm(-5000,-4000); printf("%d\t",Read_Encoder(2)); printf("%d",Read_Encoder(3)); printf("\r\n"); delay_ms(1000); } } 

encoder.c

讯享网#include "encoder.h" void Encoder_Init_TIM2(void) { TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseStructure; TIM_ICInitTypeDef TIM_ICInitStructure; GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure; RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM2, ENABLE);//使能定时器4的时钟 RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);//使能PB端口时钟 GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0|GPIO_Pin_1; //端口配置 GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING; //浮空输入 GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure); //根据设定参数初始化GPIOB TIM_TimeBaseStructInit(&TIM_TimeBaseStructure); TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler = 0x0; // 预分频器 TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = ENCODER_TIM_PERIOD; //设定计数器自动重装值 TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1;//选择时钟分频：不分频 TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;TIM向上计数 TIM_TimeBaseInit(TIM2, &TIM_TimeBaseStructure); TIM_EncoderInterfaceConfig(TIM2, TIM_EncoderMode_TI12, TIM_ICPolarity_Rising, TIM_ICPolarity_Rising);//使用编码器模式3 TIM_ICStructInit(&TIM_ICInitStructure); TIM_ICInitStructure.TIM_ICFilter = 10; TIM_ICInit(TIM2, &TIM_ICInitStructure); TIM_ClearFlag(TIM2, TIM_FLAG_Update);//清除TIM的更新标志位 TIM_ITConfig(TIM2, TIM_IT_Update, ENABLE); //Reset counter TIM_SetCounter(TIM2,0); TIM_Cmd(TIM2, ENABLE); } / 函数功能：把TIM3初始化为编码器接口模式 入口参数：无 返回 值：无 / void Encoder_Init_TIM3(void) { TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseStructure; TIM_ICInitTypeDef TIM_ICInitStructure; GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure; RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM3, ENABLE);//使能定时器4的时钟 RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);//使能PB端口时钟 GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_6|GPIO_Pin_7; //端口配置 GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING; //浮空输入 GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure); //根据设定参数初始化GPIOB TIM_TimeBaseStructInit(&TIM_TimeBaseStructure); TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler = 0x0; // 预分频器 TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = ENCODER_TIM_PERIOD; //设定计数器自动重装值 TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1;//选择时钟分频：不分频 TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;TIM向上计数 TIM_TimeBaseInit(TIM3, &TIM_TimeBaseStructure); TIM_EncoderInterfaceConfig(TIM3, TIM_EncoderMode_TI12, TIM_ICPolarity_Rising, TIM_ICPolarity_Rising);//使用编码器模式3 TIM_ICStructInit(&TIM_ICInitStructure); TIM_ICInitStructure.TIM_ICFilter = 10; TIM_ICInit(TIM3, &TIM_ICInitStructure); TIM_ClearFlag(TIM3, TIM_FLAG_Update);//清除TIM的更新标志位 TIM_ITConfig(TIM3, TIM_IT_Update, ENABLE); //Reset counter TIM_SetCounter(TIM3,0); TIM_Cmd(TIM3, ENABLE); } / 函数功能：单位时间读取编码器计数 入口参数：定时器 返回 值：速度值 / int Read_Encoder(u8 TIMX) { int Encoder_TIM; switch(TIMX) { case 2: Encoder_TIM= (short)TIM2 -> CNT; TIM2 -> CNT=0;break; case 3: Encoder_TIM= (short)TIM3 -> CNT; TIM3 -> CNT=0;break; default: Encoder_TIM=1; } return Encoder_TIM; } 

encoder.h

#ifndef __ENCODER_H #define __ENCODER_H #include <sys.h> #define ENCODER_TIM_PERIOD (u16)(65535) //103的定时器是16位 2的16次方最大是65536 void Encoder_Init_TIM2(void); void Encoder_Init_TIM3(void); int Read_Encoder(u8 TIMX); #endif 

motor_pwm.c

讯享网#include "motor_pwm.h" #include "led.h" //PWM输出初始化 //arr：自动重装值 //psc：时钟预分频数 void Motor_Init(void) //IN引脚初始化 { GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure; RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB, ENABLE); //使能PB端口时钟 GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_12|GPIO_Pin_13|GPIO_Pin_14|GPIO_Pin_15; //端口配置 GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP; //推挽输出 GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; //50MHZ GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure); //根据设定参数初始化GPIOB AIN1=0,AIN2=0; BIN1=0,BIN1=0; } void Motor_PWM_Init(u16 arr,u16 psc) //PWM引脚初始化 { GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure; TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseStructure; TIM_OCInitTypeDef TIM_OCInitStructure; RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_TIM1, ENABLE);// RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA , ENABLE); //使能GPIO外设时钟使能 //设置该引脚为复用输出功能,输出TIM1 CH1 CH4的PWM脉冲波形 GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_8|GPIO_Pin_11; //TIM_CH1 //TIM_CH4 GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP; //复用推挽输出 GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure); TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = arr; //设置在下一个更新事件装入活动的自动重装载寄存器周期的值 TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler =psc; //设置用来作为TIMx时钟频率除数的预分频值 不分频 TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = 0; //设置时钟分割:TDTS = Tck_tim TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up; //TIM向上计数模式 TIM_TimeBaseInit(TIM1, &TIM_TimeBaseStructure); //根据TIM_TimeBaseInitStruct中指定的参数初始化TIMx的时间基数单位 TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM1; //选择定时器模式:TIM脉冲宽度调制模式1 TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable; //比较输出使能 TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse = 0; //设置待装入捕获比较寄存器的脉冲值 TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse = arr >> 1; TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_High; //输出极性:TIM输出比较极性高 TIM_OC1Init(TIM1, &TIM_OCInitStructure); //根据TIM_OCInitStruct中指定的参数初始化外设TIMx TIM_OC4Init(TIM1, &TIM_OCInitStructure); //根据TIM_OCInitStruct中指定的参数初始化外设TIMx TIM_CtrlPWMOutputs(TIM1,ENABLE); //MOE 主输出使能 TIM_OC1PreloadConfig(TIM1, TIM_OCPreload_Enable); //CH1预装载使能 TIM_OC4PreloadConfig(TIM1, TIM_OCPreload_Enable); //CH4预装载使能 TIM_ARRPreloadConfig(TIM1, ENABLE); //使能TIMx在ARR上的预装载寄存器 TIM_Cmd(TIM1, ENABLE); //使能TIM1 } //moto1,moto2 左轮PWM、右轮PWM void Set_Pwm(int moto1,int moto2) { if(moto1<0) AIN2=1, AIN1=0; else AIN2=0, AIN1=1; PWMA=myabs(moto1); if(moto2<0) BIN1=1, BIN2=0; else BIN1=0, BIN2=1; PWMB=myabs(moto2); } int myabs(int a) { int temp; if(a<0) temp=-a; else temp=a; return temp; } 

motor_pwm.h

#ifndef __PWM_H #define __PWM_H #include "sys.h" #define PWMA TIM1->CCR1 //PA8 PWMA TIM1_CH1 #define AIN2 PBout(15) #define AIN1 PBout(14) #define PWMB TIM1->CCR4 //PA11 PWMB TIM1_CH4 #define BIN1 PBout(13) #define BIN2 PBout(12) void Motor_Init(void); void Motor_PWM_Init(u16 arr,u16 psc); int myabs(int a); void Set_Pwm(int moto1,int moto2); #endif