stm32四轮驱动小车电机

在嵌入式系统开发中，使用 STM32 微控制器控制四轮小车的电机是一种常见的应用场景。STM32 是基于 ARM Cortex-M 内核的一系列高性能、低成本、低功耗的微控制器，广泛用于工业控制、机器人和物联网设备中。 ### 1. STM32 控制四轮小车电机的基本架构 四轮小车通常采用两个独立的电机驱动模块来控制左右两侧的电机。每个模块可以驱动一个或两个并联的直流电机（取决于是否差速转向）。通过控制电机的转速和方向，实现小车的前进、后退、左转、右转和停止等功能。 - **主控芯片**：STM32F4 或 STM32F1 系列是较为常用的型号。 - **电机驱动器**：L298N、TB6612FNG、DRV8825 或集成 H 桥的电机驱动模块。 - **电源管理**：为 STM32 和电机分别提供稳定电压，防止电压波动影响主控芯片运行。 - **编码器反馈（可选）**：用于测速和位置控制，提升运动精度。 ### 2. 硬件连接方式 对于四轮小车，通常有两个电机组： - 左侧两个电机由一组 PWM 和方向信号控制； - 右侧两个电机由另一组 PWM 和方向信号控制。 以 L298N 为例，其与 STM32 的连接如下： | L298N 引脚 | 功能 | 连接至 STM32 | |------------|------------------|---------------| | IN1 | 左电机方向控制 A | GPIO 输出 | | IN2 | 左电机方向控制 B | GPIO 输出 | | ENA | 左电机 PWM 输入 | TIM PWM 输出 | | IN3 | 右电机方向控制 A | GPIO 输出 | | IN4 | 右电机方向控制 B | GPIO 输出 | | ENB | 右电机 PWM 输入 | TIM PWM 输出 | ### 3. 软件控制逻辑 通过配置 STM32 的定时器输出 PWM 波形，并结合 GPIO 设置高低电平控制方向。例如： ```c // 设置左侧电机正转 HAL_GPIO_WritePin(GPIOx, IN1_Pin, GPIO_PIN_SET); HAL_GPIO_WritePin(GPIOx, IN2_Pin, GPIO_PIN_RESET); // 设置右侧电机反转 HAL_GPIO_WritePin(GPIOx, IN3_Pin, GPIO_PIN_RESET); HAL_GPIO_WritePin(GPIOx, IN4_Pin, GPIO_PIN_SET); // 设置 PWM 占空比（速度控制） __HAL_TIM_SET_COMPARE(&htim, TIM_CHANNEL_1, left_speed); __HAL_TIM_SET_COMPARE(&htim, TIM_CHANNEL_2, right_speed); ``` 其中 `left_speed` 和 `right_speed` 分别代表左右电机的速度值，范围通常为 0~100%（对应占空比）。 ### 4. 实现运动控制函数 可以封装以下功能函数以方便调用： - `motor_left_forward(int speed)` - `motor_left_backward(int speed)` - `motor_right_forward(int speed)` - `motor_right_backward(int speed)` - `car_stop()` - `car_turn_left(int speed)` - `car_turn_right(int speed)` 这些函数内部调用底层 HAL 库函数设置方向和 PWM 值。 ### 5. 高级控制（PID + 编码器） 为了实现更精确的运动控制，可以在每个电机上加装编码器，读取脉冲数以计算速度和距离。结合 PID 控制算法，可以实现恒速控制、路径追踪等功能。 ---