1. 基本原理
1.1 控制电机转速1.2 控制电机旋转方向 2. H桥驱动
2.1 `H桥驱动`名称的由来2.2 H桥驱动控制电机旋转方向2.3 H桥驱动 3. 电机驱动模块
3.1 两个控制引脚的电机驱动3.2 三个控制引脚的电机驱动3.3 电机驱动模块的组成 4. 使用单片机控制电机驱动
4.1 三个控制引脚的电机驱动
4.1.1 接线4.1.2 控制方式 4.2 两个控制引脚的电机驱动
4.2.1 方式1 - 两路PWM4.2.2 :star2: 方式2 - 一路PWM，一路 GPIO 5. 实战 - 使用 Arduino 控制电机6. 实战 - 使用 STM32F103 控制电机
6.1 接线6.2 PWM设置6.3 原理分析6.4 代码
1. 基本原理 1.1 控制电机转速在电机两端施加电压，电机就会旋转，而且电压越大，转速越快
通正向电压电机正转，反向电压电机反转
在上图中，四个开关和电机构成了一个驱动电路，因为形状像字母“H”，所以称作 H桥驱动。
2.2 H桥驱动控制电机旋转方向在本篇博客中，当电机两端的电压方向为从左到右时，电机的旋转方向为正向.
2.2.1 如上图，闭合开关 S1 和 S4，电机两端的电压方向为从左到右，电机正转
2.2.1 如上图，闭合开关 S2 和 S3，电机两端的电压方向为从右到左，电机反转
2.3 H桥驱动在实际的应用中，并不会使用开关去驱动电机，而是一种类似开关的元器件–MOS管。
MOS管的导通条件比较繁琐，我们可以简单的认为：
接入高电平，MOS管导通接入低电平，MOS管断开
所以，实际应用中的 H桥驱动 是下面的样子
3. 电机驱动模块 3.1 两个控制引脚的电机驱动
当 IN1 = 0，IN2 = 1
M2 和 M5 导通，电机两端的电压方向为从左到右，电机正转
当 IN1 = 1，IN2 = 0
M3 和 M4 导通，电机两端的电压方向为从左到右，电机正转
当 IN1 = 0，IN2 = 0
M2、M3、M4、M5 全部断开，电机不转
当 IN1 = 1，IN2 = 1
M2、M3、M4、M5 全部导通，电机不转（电机驱动模块中s包含保护电路，所以在这种情况下并不会发生短路） 3.2 三个控制引脚的电机驱动
三个控制引脚的电机驱动是在 IN1、IN2 控制脚的基础上，增加了一个控制 IN1 和 IN2 通断的管脚 ENA（如下图）。
当 ENA = 1
控制方式与 3.1 的控制方式相同 当 ENA = 0
电机停止转动 3.3 电机驱动模块的组成
电机驱动模块除了内部的 H桥驱动 ，还由 保护电路、上下拉电阻、MOS管驱动芯片（单片机不能直接控制MOS管） 等组成。
4. 使用单片机控制电机驱动 4.1 三个控制引脚的电机驱动 4.1.1 接线ENA <-> PWM引脚IN1 <-> 普通IO口IN2 <-> 普通IO口
4.1.2 控制方式控制转速
调节 ENA 引脚 PWM 的占空比
当 PWM = 0，电机停止转动当 PWM = 100%，电机转速达到最大
控制转向
请参考 3.1
4.2 两个控制引脚的电机驱动4.2.1 方式1 - 两路PWMTip：三个控制引脚的电机驱动也可以使用下面的控制方式，但是需要将其中的 ENA脚 接 VCC。
4.2.1.1 接线
IN1 <-> PWM1IN2 <-> PWM2
4.2.1.2 控制方式
要保证 PWM1 和 PWM2 的频率相同（通常为 10k HZ），频率与电机驱动模块和电机的规格有关，具体控制频率需要参考相关规格书。
PWM1 占空比 > PWM2 占空比（如上图）
电机正转电机的转速与 PWM1 占空比 - PWM2 占空比 有关 PWM1 占空比 < PWM2 占空比
电机反转电机的转速与 PWM2 占空比 - PWM1占空比 有关 PWM1 占空比 = PWM2 占空比
电机停止转动 4.2.2 方式2 - 一路PWM，一路 GPIO
4.2.2.1 接线
IN1 <-> PWM (通常为 10k HZ)IN2 <-> DIR (普通GPIO引脚)
4.2.2.2 控制方式
DIR = 0（见上图）
电机正转转速与 PWM 的正向占空比有关
PWM = 100% 时，电机正向转速最大PWM = 0 时，电机停止转动
DIR = 1 （见上图）
电机反转转速与 PWM 的反向占空比有关
PWM = 0 时，电机反向转速最大PWM = 100% 时，电机停止转动 5. 实战 - 使用 Arduino 控制电机
使用的电机驱动是 L298N
它的原理图如下
L29N是一个双路驱动，它可以同时驱动两个电机
ENA，IN1，IN2 控制左边的电机ENB，IN2，IN3 控制右边的电机
使用的控制方式是 4.1 的控制方式。
接线如下：
ENA <-> D11 （注意：一定要接PWM引脚）IN1 <-> D10IN2 <-> D9
代码：
#define ENA 11
#define IN1 10
#define IN2 9
// speed的范围 -255 ~ 255
void setMotorSpeed(int speed)
{
if(speed > 0)
{
// 如果速度大于0，则正转
digitalWrite(IN1, HIGH);
digitalWrite(IN2, LOW);
}
else (speed < 0)
{
// 如果速度小于0，则反转
digitalWrite(IN1, LOW);
digitalWrite(IN2, HIGH);
}
else
{
// 如果速度等于0，则停止转动
digitalWrite(IN1, HIGH);
digitalWrite(IN2, HIGH);
}
analogWrite(ENA, abs(speed));
}
void setup()
{
pinMode(IN1, OUTPUT);
pinMode(IN2, OUTPUT);
}
void loop()
{
int i = 0;
// 电机正向旋转，速度逐渐增加
for(i = 0; i <= 255; i++)
{
setMotorSpeed(i);
delay(100);
}
// 电机正向旋转，速度逐渐减小
for(i = 255; i >= 0; i--)
{
setMotorSpeed(i);
delay(100);
}
// 电机反向旋转，速度逐渐增加
for(i = 0; i <= 255; i++)
{
setMotorSpeed(-i);
delay(100);
}
// 电机反向旋转，速度逐渐减小
for(i = 255; i >= 0; i--)
{
setMotorSpeed(-i);
delay(100);
}
}
6. 实战 - 使用 STM32F103 控制电机
6.1 接线4.2.2 中控制电机驱动的方式最常用，但它的逻辑有些难理解，我们将以这种控制方式为例。
使用的驱动是 5. 中的 L298N
ENA <-> VCC (改装为2线驱动)IN1 <-> DIR (任意一个GPIO口)IN2 <-> PWM (任意一个PWM输出口) 6.2 PWM设置
首先对 STM32 的PWM模式进行设置：
定时器为向上计数定时器频率设置为 10k HZPWM模式为 模式1PWM有效电平为高电平
名词规定：
maxPulse：定时器的最大计数值cnt：当前计数器值duty ：占空比 ，duty = pulse / maxPulsepulse：比较寄存器的值
此时在一个PWM周期内，
当 cnt < pulse, PWM 引脚输出高电平当 cnt >= pulse, PWM 引脚输出低电平
6.3 原理分析参考 4.2.2 的控制方式，结合上图：
当 DIR = 0 时，电机正转，电机的转速取决于正向占空比 ，此时 duty = pulse / maxPulse当 DIR = 1 时，电机反转，电机的转速取决于反向占空比，此时 duty = (maxPulse - pulse) / maxPulse
所以可以写出下列 伪代码:
// speed最大值是maxPulse, 最小值是 -maxPulse
// speed为正数时正转，为负数时反转
void setSpeed(int speed)
{
// 限幅
if(speed > maxPulse)
speed = maxPulse;
else if(speed < -maxPulse)
speed = -maxPulse;
if (speed > 0)
{
// 正转
DIR = 0;
pulse = speed;
setPulse(pulse);
}
else if (pulse < 0)
{
// 反转
DIR = 1;
pulse = maxPulse + speed; // 这时speed是负数
setPulse(pulse);
}
else
{
// 停止转动
DIR = 1;
pulse = maxPulse;
setPulse(pulse);
}
}
6.4 代码
明白了原理后，不难写出上面的代码，所以这里先不给出代码了。
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