单片机控制电动机：PWM调速原理与应用详解：深入解析脉宽调制的奥秘

# 1. 单片机控制电动机的基础**

单片机控制电动机是利用单片机对电动机进行控制，实现电动机的启动、停止、调速等功能。

单片机控制电动机的原理是通过单片机输出控制信号，驱动电机驱动器，从而控制电动机的运行。常用的电机驱动器有H桥驱动器、MOSFET驱动器等。

单片机控制电动机的优点是控制精度高、响应速度快、功能灵活，可以实现多种控制方式，如PWM调速、PID调速等。

# 2. PWM调速原理

### 2.1 PWM信号的产生和特点

#### 2.1.1 PWM信号的时序图和参数

PWM（脉宽调制）信号是一种周期性方波信号，其脉冲宽度在一定范围内可变。PWM信号的时序图如下图所示：

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PWM信号的主要参数包括：

- **周期（T）：**PWM信号一个完整周期的持续时间。
- **占空比（D）：**PWM信号中高电平时间与周期的比值，通常用百分比表示。
- **频率（f）：**PWM信号每秒钟的周期数。

#### 2.1.2 PWM调速的原理

PWM调速的原理是通过改变PWM信号的占空比来控制电动机的转速。当占空比增加时，电动机获得的平均电压增加，转速也随之增加。当占空比减小时，电动机获得的平均电压减小，转速也随之减小。

### 2.2 PWM调速的实现

#### 2.2.1 单片机PWM模块的配置

大多数单片机都集成了PWM模块，可以方便地产生PWM信号。PWM模块的配置通常包括：

- **时钟源选择：**选择PWM模块的时钟源，可以是系统时钟或外部时钟。
- **分频系数设置：**设置PWM信号的频率，通过分频系数将时钟源频率降低。
- **占空比设置：**设置PWM信号的占空比，通过比较寄存器与计数寄存器来控制。

#### 2.2.2 PWM信号的输出和调节

配置好PWM模块后，需要将PWM信号输出到电动机的驱动电路。PWM信号的输出通常通过IO口或专用的PWM输出引脚。

调节PWM信号的占空比可以实现电动机的调速。可以通过修改比较寄存器或计数寄存器来调整占空比，从而改变电动机的转速。

// 设置PWM模块的时钟源为系统时钟
RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM4, EN