STM32脈寬調(diào)制(PWM)控制直流風扇的速度占空比

山峰云繞 2022-04-08

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https://m.toutiao.com/is/NG34368/?=STM32中的PWM

在之前的文章中，我們已經(jīng)了解了使用 STM32 進行 ADC 轉(zhuǎn)換。現(xiàn)在，我們將了解STM32 中的 PWM（脈沖寬度調(diào)制）以及如何使用 PWM 技術(shù)控制 LED 的亮度或直流風扇的速度。

我們知道有兩種類型的電路信號：模擬和數(shù)字。模擬信號有3V、3.1V、2V...等電壓信號，而數(shù)字信號只有1 和 0。

傳感器輸出的是模擬信號，這些模擬信號使用 ADC 轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，因為微控制器只理解數(shù)字信號。處理完這些 ADC 值后，需要再次將輸出轉(zhuǎn)換為模擬形式以驅(qū)動模擬設備。為此，我們使用某些方法，如 PWM、數(shù)模 (DAC) 轉(zhuǎn)換器等。

什么是 PWM（脈沖寬度調(diào)制）？（前面的文章也有相關(guān)介紹）

PWM可以讓數(shù)字值控制模擬設備，例如控制電機的速度，LED的亮度等。我們知道電機和LED工作在模擬信號上。但是PWM不提供純模擬輸出，PWM看起來像是由短脈沖產(chǎn)生的模擬信號。

PWM 的占空比

PWM 信號保持高電平（ON Time）的時間百分比稱為占空比。如果信號始終打開，則占空比為 100%，如果始終關(guān)閉，則占空比為 0%。

占空比 = ON Time /（ON Time + OFF Time）

STM32中的PWM

STM32F103C8 有 15 個 PWM 引腳和 10 個 ADC 引腳。它具有 16 位 PWM 分辨率（2^16）。

所以 65535 的值為100% 占空比，平均電壓=總電壓；

同樣，32767 的值為50% 占空比，平均電壓=50%總電壓；

13107 的值為20% 占空比，平均電壓=20%總電壓。

這里我們使用電位器和 STM32 通過 PWM 技術(shù)來改變 LED 的亮度和直流風扇的速度。1602 LCD用于顯示 ADC 值 (0-4095) 和輸出的PWM 值 (0-65535) 。

直流風扇：這里使用的直流風扇是PC 的 BLDC 風扇。它需要額外提供電源，所以我們使用 9V 直流電池。

ULN2003電機驅(qū)動IC：用于單向驅(qū)動電機。下面是ULN2003的圖片圖：

引腳（IN1 到 IN7）是輸入引腳，（OUT 1 到 OUT 7）是相應的輸出引腳。COM 是負載的正極電壓。

電位器：使用兩個電位器，一個用于分壓器，用于模擬輸入到 ADC，另一個用于控制 LED 的亮度。

STM32的管腳細節(jié)

我們可以看到 PWM 引腳以波浪線(~) 表示，有 15 個這樣的引腳；有 10 個 ADC 引腳用于模擬輸入，ADC 引腳以綠色標出。

電路圖和連接

STM32 與各種組件的連接說明如下：

> STM32的模擬（ADC）輸入

靠近ST32開發(fā)板的電位器的中心引腳連接到STM32 的ADC引腳（PA4），該電位器用來調(diào)節(jié)輸入ADC的電壓。

>STM32連接LED

STM32 PWM 輸出引腳（PA9）通過串聯(lián)電阻連接到 LED 的正極引腳，LED并聯(lián)一個電容。

>STM32 連接ULN2003 和 ULN2003連接風扇

STM32 PWM 輸出引腳（PA8）連接到 ULN2003 IC 的輸入引腳（IN1），ULN2003 的相應輸出引腳（OUT1）連接到直流風扇的負極線。

直流風扇的正極引腳連接到 ULN2003 IC 的 COM 引腳，外部電池（9V DC）也連接到 ULN2003 IC 的相同 COM 引腳。ULN2003 的GND、 STM32的GND、電池負極連接到電路相同的 GND。

>STM32 連接LCD (1602)

>整體電路

編程STM32

#include <LiquidCrystal.h> // LCD庫//聲明LCD連接到STM32的哪個引腳const int rs = PB11, en = PB10, d4 = PB0, d5 = PB1, d6 = PC13, d7 = PC14;LiquidCrystal lcd(rs, en, d4, d5, d6, d7); //初始化 LCDconst int analoginput = PA4; //電位器輸入const int led = PA9; // LED PWM輸出const int fan = PA8; // 風扇 輸出void setup(){  lcd.begin(16,2); //16*2LCD  lcd.clear(); //LCD清屏  lcd.setCursor(0,0); //將光標設置在第0行和第0列  lcd.print('Hello World');  lcd.setCursor(0,1); //設置光標在第二行第一列  lcd.print('PWM USING STM32'); //LCD顯示 PWM using STM32  delay(2000); // 延時2秒  lcd.clear(); // LCD清屏  pinMode(analoginput, INPUT); // 設置為模擬輸入  pinMode(led, PWM); // 設置為PWM輸出 控制led  pinMode(fan, PWM); // 設置為PWM輸出 控制風扇}void loop(){  int valueadc = analogRead(analoginput); //從引腳 PA4 讀取 ADC 值 （電位 器值）  int result = map(valueadc, 0, 4095, 0, 65535); //把valueadc 從0-4095映射轉(zhuǎn)為0-65535映射并存儲到result中  pwmWrite(led, result); //以PWM波控制LED  pwmWrite(fan, result);  lcd.setCursor(0,0); //設置光標位置  lcd.print('ADC value= '); // LCD 顯示ADC value=  lcd.print(valueadc); //顯示電位器ADC值  lcd.setCursor(0,1); //設置光標位置  lcd.print('Output = '); //LCD 顯示Output =  lcd.print(result); //顯示電位器映射0-65535的值}