stm32驱动模块tb6612平衡小车代码使用库函数

<think>嗯，用户想了解如何使用STM32的库函数来驱动TB6612模块实现平衡小车。首先，我需要回忆一下TB6612的基本知识。TB6612是一个双通道的电机驱动芯片，可以控制两个直流电机，支持正反转和PWM调速。STM32的话，用户可能用的是标准外设库或者HAL库，不过题目里提到库函数，可能指的是标准外设库。 接下来，平衡小车需要用到电机驱动和PID控制。PID用来维持小车的直立状态，可能需要读取陀螺仪和加速度计的数据，比如MPU6050。不过用户的问题主要是关于驱动TB6612的代码，所以重点在电机控制部分。 首先，TB6612的引脚连接。STM32需要控制TB6612的AIN1、AIN2（控制电机方向），PWMA（PWM输入调速）。同样，B通道对应另一个电机。另外，STBY引脚需要置高才能使能芯片。所以，GPIO的初始化是必须的，配置AIN1、AIN2和STBY为输出模式，PWMA和PWMB连接到定时器的PWM通道。 然后，PWM的生成。STM32的定时器可以产生PWM信号，需要配置定时器的ARR和PSC，设置PWM模式，通道为输出。例如，使用TIM3的通道1和通道2来生成PWMA和PWMB的信号。库函数里会用到TIM_TimeBaseInit、TIM_OCInit、TIM_Cmd等函数。 接下来是电机的控制逻辑。设置AIN1和AIN2的高低电平组合来控制电机的正反转。比如AIN1高，AIN2低，电机正转；反之则反转。同时，PWM占空比调整速度。这部分需要编写函数，接收速度和方向参数，设置对应的GPIO和PWM值。 然后，考虑到平衡小车需要闭环控制，用户可能还需要整合PID算法。PID的输入是角度偏差，输出是电机的PWM值。所以需要定时读取传感器数据，计算PID，再更新电机速度。 需要注意的问题：PWM频率的选择，TB6612的推荐频率是100Hz到1kHz。GPIO的配置是否正确，特别是STBY引脚是否使能。电机的死区问题，是否需要设置死区时间防止短路。还有电机的响应时间，PID参数的调节。 可能用户在实际操作中会遇到电机不转的问题，需要检查接线是否正确，PWM是否有输出，GPIO电平是否正确。或者电机振动，可能是PID参数不合适，需要调整。 总结，代码结构大概分为硬件初始化（GPIO、定时器、PWM）、电机驱动函数、传感器数据读取、PID计算、主循环控制逻辑。需要确保各部分协同工作，实时性足够，避免延迟导致平衡失败。</think>以下为使用STM32库函数驱动TB6612实现平衡小车的分步说明： --- ### 一、硬件连接 1. **TB6612引脚连接** - `AIN1/AIN2` 和 `BIN1/BIN2`：连接STM32 GPIO引脚控制电机方向 - `PWMA/PWMB`：连接STM32定时器PWM输出引脚 - `STBY`：接高电平使能芯片（连接STM32 GPIO） - 电机接口：OUT1/OUT2接左电机，OUT3/OUT4接右电机 - VM接7-12V电源，VCC接3.3V逻辑电源 2. **STM32外设配置** ```c // 示例使用TIM3_CH1(PWMA)和TIM3_CH2(PWMB) GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct; TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_InitStruct; TIM_OCInitTypeDef TIM_OCInitStruct; ``` --- ### 二、代码实现步骤 #### 1. GPIO初始化 ```c void Motor_GPIO_Init(void) { RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA | RCC_APB2Periph_GPIOB, ENABLE); // 方向控制引脚 GPIO_InitStruct.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0 | GPIO_Pin_1; // AIN1/AIN2 GPIO_InitStruct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP; GPIO_InitStruct.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct); // STBY使能引脚 GPIO_InitStruct.GPIO_Pin = GPIO_Pin_5; GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStruct); GPIO_SetBits(GPIOB, GPIO_Pin_5); // 使能TB6612 } ``` #### 2. PWM定时器配置 ```c void PWM_Init(uint16_t arr, uint16_t psc) { RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM3, ENABLE); TIM_InitStruct.TIM_Period = arr; // 自动重装载值 TIM_InitStruct.TIM_Prescaler = psc; // 预分频系数 TIM_InitStruct.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up; TIM_TimeBaseInit(TIM3, &TIM_InitStruct); // PWM通道配置 TIM_OCInitStruct.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM1; TIM_OCInitStruct.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable; TIM_OCInitStruct.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_High; TIM_OC1Init(TIM3, &TIM_OCInitStruct); // PWMA TIM_OC2Init(TIM3, &TIM_OCInitStruct); // PWMB TIM_Cmd(TIM3, ENABLE); // 启动定时器 } ``` #### 3. 电机控制函数 ```c void Set_Motor(int16_t speed, uint8_t motor) { uint8_t dir; if(speed > 0) dir = 1; // 正转 else if(speed < 0) dir = 2; // 反转 else dir = 0; // 停止 switch(motor){ case MOTOR_L: // 左电机 switch(dir){ case 1: AIN1=1; AIN2=0; break; case 2: AIN1=0; AIN2=1; break; default: AIN1=0; AIN2=0; } TIM_SetCompare1(TIM3, abs(speed)); // 设置PWM占空比 break; case MOTOR_R: // 右电机（同理） // ...类似左电机配置 } } ``` #### 4. 平衡控制核心逻辑 ```c void Balance_Control(void) { float angle, gyro; // 来自MPU6050的测量值 float output; // PID输出 while(1){ // 1. 读取传感器数据 MPU6050_Read(&angle, &gyro); // 2. 计算PID output = PID_Calculate(angle, gyro); // 3. 驱动电机 Set_Motor(output, MOTOR_L); Set_Motor(output, MOTOR_R); delay_ms(5); // 控制周期建议5-10ms } } ``` --- ### 三、关键参数说明 1. **PWM频率计算** $$f_{PWM} = \frac{f_{CLK}}{(ARR+1)(PSC+1)}$$ 例：72MHz时钟，ARR=7199，PSC=0 → 10kHz PWM 2. **PID参数调节** - 角度环P参数：$$P_{out} = K_p \times \theta_{error}$$ - 角速度环D参数：$$D_{out} = K_d \times \frac{d\theta}{dt}$$ - 建议初值：$K_p=30$, $K_d=0.5$（需实际调试） --- ### 四、常见问题排查 1. **电机不转** - 检查STBY是否为高电平 - 用示波器检测PWM输出波形 - 确认TB6612电源连接正确 2. **抖动严重** - 降低P增益$K_p$ - 检查传感器数据是否受干扰 - 增加机械重心高度 --- ### 五、完整工程组成 ``` Project/ ├── Drivers/ │ ├── motor.c // 电机驱动 │ ├── pid.c // PID算法 │ └── mpu6050.c // 姿态传感器 ├── main.c // 主控制逻辑 └── stm32f10x_lib/ // 标准外设库 ``` 建议使用`SysTick`或硬件定时器实现精确周期控制，同时注意电机驱动与传感器读取的时序配合。