单片机PWM控制电机故障诊断与排除：全面掌握电机控制故障排查技巧，快速解决电机问题

# 1. 单片机PWM控制电机原理**

单片机通过PWM（脉冲宽度调制）技术控制电机，实现对电机转速和方向的调节。PWM信号是一种周期性方波，其脉冲宽度与占空比可调。通过改变PWM信号的占空比，可以控制电机两端的平均电压，从而调节电机的转速。

PWM信号由单片机的定时器/计数器模块生成。定时器/计数器模块以特定频率计数，当计数达到设定值时，产生一个中断信号。中断服务程序根据占空比设置，调整PWM信号的脉冲宽度。

PWM信号通过驱动电路放大后，驱动电机。驱动电路通常采用H桥结构，由四个功率开关组成。当PWM信号为高电平时，上桥臂的两个开关导通，下桥臂的两个开关截止，电机正向转动。当PWM信号为低电平时，上桥臂的两个开关截止，下桥臂的两个开关导通，电机反向转动。

# 2. 单片机PWM控制电机故障诊断

### 2.1 PWM信号异常诊断

#### 2.1.1 脉冲宽度异常

**故障现象：**电机转速异常，扭矩不足或过大。

**诊断方法：**

1. **使用示波器测量PWM信号的脉冲宽度。**
2. **与正常PWM信号的脉冲宽度进行比较。**
3. **如果脉冲宽度异常，则可能是以下原因：**
- 单片机时钟频率异常
- PWM寄存器设置错误
- PWM输出引脚损坏

**代码示例：**

#include <stm32f10x.h>

void TIM2_Init(void) {
    TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseInitStructure;
    TIM_OCInitTypeDef TIM_OCInitStructure;

    RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM2, ENABLE);

    TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Prescaler = 72;
    TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;
    TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Period = 1000;
    TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1;
    TIM_TimeBaseInit(TIM2, &TIM_TimeBaseInitStructure);

    TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM1;
    TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable;
    TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse = 500;
    TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_High;
    TIM_OC1Init(TIM2, &TIM_OCInitStructure);

    TIM_Cmd(TIM2, ENABLE);
}

**逻辑分析：**

该代码初始化TIM2外设为PWM模式，并设置PWM频率为1kHz，脉冲宽度为500us。

#### 2.1.2 脉冲频率异常

**故障现象：**电机转速异常，无法启动或转速过高。

**诊断方法：**

1. **使用示波器测量PWM信号的脉冲频率。**
2. **与正常PWM信号的脉冲频率进行比较。**
3. **如果脉冲频率异常，则可能是以下原因：**
- 单片机时钟频率异常
- PWM寄存器设置错误
- PWM输出引脚损坏

**代码示例：**

#include <stm32f10x.h>

void TIM2_Init(void) {
    TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseInitStructure;
    TIM_OCInitTypeDef TIM_OCInitStructure;

    RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM2, ENABLE);

    TIM_