单片机控制马达的应用案例：医疗设备篇，精益求精，保障医疗安全

# 1. 单片机控制马达的理论基础**

单片机控制马达是一种通过单片机对马达进行控制的技术，广泛应用于医疗设备、工业自动化等领域。单片机控制马达涉及电气、电子、机械等多学科知识，需要对马达的特性、单片机的功能以及控制算法有深入的理解。

本节将介绍单片机控制马达的基本原理，包括马达的分类、工作原理、驱动电路设计以及单片机与马达的接口设计。通过对这些基础知识的掌握，为后续的硬件设计和软件编程奠定基础。

# 2. 单片机控制马达的硬件设计

### 2.1 马达驱动电路设计

#### 2.1.1 直流电机驱动电路

直流电机驱动电路主要由功率放大器、电机和反馈回路组成。功率放大器负责提供电机所需的电流，电机将电能转换成机械能，反馈回路用于监控电机的速度和位置，并对功率放大器进行调节，以确保电机按照预期的速度和位置运行。

**代码块 1：直流电机驱动电路代码**

void dc_motor_drive(int speed) {
  // 设置 PWM 输出频率和占空比
  TIM_SetFrequency(TIM2, 1000);
  TIM_SetDutyCycle(TIM2, speed);

  // 启动 PWM 输出
  TIM_Start(TIM2);
}

**代码逻辑分析：**

* `TIM_SetFrequency()` 函数设置 PWM 输出频率为 1000Hz。
* `TIM_SetDutyCycle()` 函数设置 PWM 输出占空比为 `speed` 参数指定的百分比。
* `TIM_Start()` 函数启动 PWM 输出。

**参数说明：**

* `speed`：PWM 输出占空比（0-100%）。

#### 2.1.2 步进电机驱动电路

步进电机驱动电路主要由步进电机驱动器、步进电机和反馈回路组成。步进电机驱动器负责提供步进电机所需的电流和脉冲信号，步进电机根据脉冲信号的顺序和极性旋转，反馈回路用于监控电机的速度和位置，并对步进电机驱动器进行调节，以确保电机按照预期的速度和位置运行。

**代码块 2：步进电机驱动电路代码**

void step_motor_drive(int steps) {
  // 设置步进电机驱动器引脚
  GPIO_SetPinMode(GPIOA, GPIO_PIN_0, GPIO_MODE_OUTPUT);
  GPIO_SetPinMode(GPIOA, GPIO_PIN_1, GPIO_MODE_OUTPUT);
  GPIO_SetPinMode(GPIOA, GPIO_PIN_2, GPIO_MODE_OUTPUT);
  GPIO_SetPinMode(GPIOA, GPIO_PIN_3, GPIO_MODE_OUTPUT);

  // 循环执行步进电机驱动序列
  for (int i = 0; i < steps; i++) {
    // 设置步进电机驱动器引脚状态
    GPIO_SetPinValue(GPIOA, GPIO_PIN_0, 1);
    GPIO_SetPinValue(GPIOA, GPIO_PIN_1, 0);
    GPIO_SetPinValue(GPIOA, GPIO_PIN_2, 0);
    GPIO_SetPinValue(GPIOA, GPIO_PIN_3, 0);

    // 延时
    delay_ms(1);

    // 设置步进电机驱动器引脚状态
    GPIO_SetPinValue(GPIOA, GPIO_PIN_0, 0);
    GPIO_SetPinValue(GPIOA, GPIO_PIN_1, 1);
    GPIO_SetPinValue(GPIOA, GPIO_PIN_2, 0);
    GPIO_SetPinValue(GPIOA, GPIO_PIN_3, 0);

    // 延时
    delay_ms(1);

    // 设置步进电机驱动器引脚状态
    GPIO_SetPinValue(GPIOA, GPIO_PIN_0, 0);
    GPIO_SetPinValue(GPIOA, GPIO_PIN_1, 0);
    GPIO_SetPinValue(GPIOA, GPIO_PIN_2, 1);
    GPIO_SetPinValue(GPIOA, GPIO_PIN_3, 0);

    // 延时
    delay_ms(1);

    // 设置步进电机驱动器引脚状态
    GPIO_SetPinValue(GPIOA, GPIO_PIN_0, 0);
    GPIO_SetPinValue(GPIOA, GPIO_PIN_1, 0);
    GPIO_SetPinValue(GPIOA, GPIO_PIN_2, 0);
    GPIO_SetPinValue(