Arduino使用PWM驱动TB6612控制直流减速电机
目录
一、PWM介绍
二、硬件介绍
1、设备型号
2、接线图
3、TB6612控制电机转动逻辑
（1）控制逻辑
（2）真值表
4、G37系列JGB-520直流减速电机
三、测试程序
1、电机正反转控制
2、编码器脉冲读取
（1）方式1
①实现方式
②代码
③测试
（2）方式2
①实现方式
②代码
③测试
3、减速电机转速计算
一、PWM介绍
前面有见过使用PWM控制呼吸灯的实验：Arduino-多种模式下IO输入读取和输出控制-CSDN博客
（三、LED呼吸灯控制）
PWM引脚说明
二、硬件介绍
1、设备型号
单片机：Arduino MEGA 2560
电机驱动芯片：TB6612
电机：JGB-520直流减速电机
TB6612电机驱动芯片
JGB-520直流减速电机
系统整体接线图
2、接线图
电机、驱动芯片、控制器接线说明。数字表示接单片机的引脚。
3、TB6612控制电机转动逻辑
（1）控制逻辑
（2）真值表
4、G37系列JGB-520直流减速电机
JGB-520直流减速电机，减速比为1:30。
测速码盘模组是一款使用霍尔传感器编码器的测速模块，配有13线强磁码盘，AB双相输出共同利用下，通过计算可得出末端轮子转一圈，脉冲数为30*13*2=780。如果使用单相脉冲数为30*13*1=390。
三、测试程序
1、电机正反转控制
代码
int STBY = 8; //使能端//Motor A
int PWMA = 9; //左电机PWM输出控制脚
int AIN1 = 7; //左电机正极
int AIN2 = 6; //左电机负极 //Motor B
int PWMB = 10; //右电机PWM输出控制脚
int BIN1 = 13; //右电机正极
int BIN2 = 12; //右电机负极 void setup(){ pinMode(STBY, OUTPUT); pinMode(PWMA, OUTPUT); pinMode(AIN1, OUTPUT); pinMode(AIN2, OUTPUT); pinMode(PWMB, OUTPUT); pinMode(BIN1, OUTPUT); pinMode(BIN2, OUTPUT);
} void runset(int motor, int speed, int direction){ digitalWrite(STBY, HIGH); //使能驱动模块脚 boolean Pin1 = LOW; boolean Pin2 = HIGH; if(direction == 1){ Pin1 = HIGH; Pin2 = LOW; } if(motor == 1){ digitalWrite(AIN1, Pin1); digitalWrite(AIN2, Pin2); analogWrite(PWMA, speed); }else{ digitalWrite(BIN1, Pin1); digitalWrite(BIN2, Pin2); analogWrite(PWMB, speed); }
} void loop(){ runset(1, 255, 1); //左电机全速向前转 runset(2, 255, 1); //右电机全速向前转 delay(1000); //1秒 stop(); //停转delay(250); //两轮继续向前转 runset(1, 128, 0); //左电机半速向后转 runset(2, 128, 0); //右电机半速向后转 delay(1000); stop(); delay(250);
} void stop(){ digitalWrite(STBY, LOW);
} 2、编码器脉冲读取
（1）方式1
①实现方式
1）对1#电机编码器脉冲读取
2）使用一个中断外部输入中断方式，读取脉冲数量。
3）编码器A、B相接单片机两个引脚，判断两个引脚信号，来计算脉冲。
②代码
读取的编码器脉冲累计数量保存，使用long型。long保存的最大值2^32=4294967296
//
const long _1000msTime = 1000; // 1000 milli seconds
unsigned long _1000msLastTime;
const long _100msTime = 100; // 100 milli seconds
unsigned long _100msLastTime;
const long _10msTime = 10; // 10 milli seconds
unsigned long _10msLastTime;//编码器引脚定义-1#电机
#define APin 3 //Encoder的A相引脚
#define BPin 2 //Encoder的B相引脚volatile long PulsCount=0; //脉冲累计数量
volatile long PulsSpeed=0; //当前每秒脉冲数//电机控制
int STBY = 8; //使能端
//Motor A
int PWMA = 9; //左电机PWM输出控制脚
int AIN1 = 7; //左电机正极
int AIN2 = 6; //左电机负极
//Motor B
int PWMB = 10; //右电机PWM输出控制脚
int BIN1 = 13; //右电机正极
int BIN2 = 12; //右电机负极 void setup()
{Serial.begin(9600);//pinMode(STBY, OUTPUT); pinMode(PWMA, OUTPUT); pinMode(AIN1, OUTPUT); pinMode(AIN2, OUTPUT); pinMode(PWMB, OUTPUT); pinMode(BIN1, OUTPUT); pinMode(BIN2, OUTPUT); //设置编码器引脚为输入pinMode(APin, INPUT_PULLUP);pinMode(BPin, INPUT_PULLUP);//为引脚添加中断函数 attachInterrupt(digitalPinToInterrupt(APin),Encoder_Count,CHANGE); //当电平发生改变时触发中断函数--------------------两个引脚都要接 /*================中断函数说明============================*attachInterrupt(中断引脚,中断函数,CHANGE)*LOW： 当引脚为低电平时触发中断服务程序*CHANGE： 当引脚电平发生变化时触发中断服务程序*RISING： 当引脚电平由低电平变为高电平时触发中断服务程序*FALLING： 当引脚电平由高电平变为低电平时触发中断服务程序*=======================================================*/}void loop()
{ runset(1, 64, 1); //左电机半速向后转 runset(2, 64, 0); //右电机半速向后转 //TimeProc();//interrupts(); //中断启用//noInterrupts(); //中断禁用
}void TimeProc()
{//1000ms执行一次if ((millis() - _1000msLastTime) >= _1000msTime){_1000msLastTime = millis( ); //累计脉冲数量Serial.print("Encoder Accumulate puls is:");Serial.println(PulsCount); //每秒钟脉冲数量->390个脉冲转一圈Serial.print("Encoder speed puls is:");Serial.println(PulsSpeed); PulsSpeed=0;}//100ms执行一次if ((millis() - _100msLastTime) >= _100msTime){_100msLastTime = millis( ); //}//10ms执行一次if ((millis() - _10msLastTime) >= _10msTime){_10msLastTime = millis( ); //}
}//定义中断函数 ——编码器计数函数
void Encoder_Count()
{int a=digitalRead(APin); //将高低电平转化为int型数值int b=digitalRead(BPin);//a为上升沿的时 b为1 或者a为下降沿时 b为0if(a==b) {PulsCount++; //顺时针转动PulsSpeed++;}else{//a为上升沿的时 b为0 或者a为下降沿时 b为1PulsCount--; //逆时针转动PulsSpeed--; }
}void runset(int motor, int speed, int direction)
{ digitalWrite(STBY, HIGH); //使能驱动模块脚 boolean Pin1 = LOW; boolean Pin2 = HIGH; if(direction == 1){ Pin1 = HIGH; Pin2 = LOW; } if(motor == 1){ digitalWrite(AIN1, Pin1); digitalWrite(AIN2, Pin2); analogWrite(PWMA, speed); }else{ digitalWrite(BIN1, Pin1); digitalWrite(BIN2, Pin2); analogWrite(PWMB, speed); }
} void stop()
{ digitalWrite(STBY, LOW);
} ③测试
累计脉冲数量、每秒钟脉冲数量读取如下：
（2）方式2
①实现方式
1）对1#电机、2#电机编码器脉冲读取
2）使用两个个中断外部输入中断方式，读取脉冲数量。
3）两个电机编码器A相分别接单片机两个引脚，判断引脚信号，来计算脉冲。
4)确定电机旋转方向，正转时候读取的编码器脉冲值自加、反转的时候读取的编码器脉冲值自减。
②代码
//
const long _1000msTime = 1000; // 1000 milli seconds
unsigned long _1000msLastTime;
const long _100msTime = 100; // 100 milli seconds
unsigned long _100msLastTime;
const long _10msTime = 10; // 10 milli seconds
unsigned long _10msLastTime;//初始编码器引脚定义与计数定义 全局变量
#define APin 3 //1#电机-Encoder的A相引脚
#define BPin 2 //2#电机-Encoder的A相引脚volatile long count=0;//定义计数变量//电机控制
int STBY = 8; //使能端
//Motor A
int PWMA = 9; //左电机PWM输出控制脚
int AIN1 = 7; //左电机正极
int AIN2 = 6; //左电机负极
//Motor B
int PWMB = 10; //右电机PWM输出控制脚
int BIN1 = 13; //右电机正极
int BIN2 = 12; //右电机负极 //1#电机脉冲
volatile long PulsCount_Motor1=0; //脉冲累计数量
long PulsSpeed_Motor1=0; //当前每秒脉冲数
//2#电机脉冲
volatile long PulsCount_Motor2=0; //脉冲累计数量
long PulsSpeed_Motor2=0; //当前每秒脉冲数//电机旋转方向
int motor1_Dir=1; //定义1为正转，0为反转
int motor2_Dir=1;void setup()
{Serial.begin(9600);//pinMode(STBY, OUTPUT); pinMode(PWMA, OUTPUT); pinMode(AIN1, OUTPUT); pinMode(AIN2, OUTPUT); pinMode(PWMB, OUTPUT); pinMode(BIN1, OUTPUT); pinMode(BIN2, OUTPUT); //设置编码器引脚为输入pinMode(APin, INPUT_PULLUP);pinMode(BPin, INPUT_PULLUP);//为引脚添加中断函数 //attachInterrupt(digitalPinToInterrupt(APin),incrementCount,RISING); //当电平发生改变时触发中断函数-----------接1个引脚attachInterrupt(digitalPinToInterrupt(APin),Encoder1_Count,CHANGE); //当电平发生改变时触发中断函数-----------接1个引脚attachInterrupt(digitalPinToInterrupt(BPin),Encoder2_Count,CHANGE); //当电平发生改变时触发中断函数-----------接1个引脚 /*================中断函数说明============================*attachInterrupt(中断引脚,中断函数,CHANGE)*LOW： 当引脚为低电平时触发中断服务程序*CHANGE： 当引脚电平发生变化时触发中断服务程序*RISING： 当引脚电平由低电平变为高电平时触发中断服务程序*FALLING： 当引脚电平由高电平变为低电平时触发中断服务程序*=======================================================*/}void loop()
{motor1_Dir=1; motor2_Dir=0;runset(1, 64, motor1_Dir); //左电机正转 runset(2, 64, motor2_Dir); //右电机反转 //TimeProc();
}void TimeProc()
{//1000ms执行一次if ((millis() - _1000msLastTime) >= _1000msTime){_1000msLastTime = millis( ); //1#电机编码器脉冲反馈Serial.print("Motor1 pules is:");Serial.print(PulsCount_Motor1); Serial.print(" ; ");Serial.print("Encoder speed puls is:");Serial.println(PulsSpeed_Motor1); PulsSpeed_Motor1=0;//2#电机编码器脉冲反馈Serial.print("Motor2 pules is:");Serial.print(PulsCount_Motor2); Serial.print(" ; ");Serial.print("Encoder speed puls is:");Serial.println(PulsSpeed_Motor2); PulsSpeed_Motor2=0;}//100ms执行一次if ((millis() - _100msLastTime) >= _100msTime){_100msLastTime = millis( ); //}//10ms执行一次if ((millis() - _10msLastTime) >= _10msTime){_10msLastTime = millis( ); }}void Encoder1_Count()
{if(motor1_Dir==1){PulsCount_Motor1++; PulsSpeed_Motor1++;}else{PulsCount_Motor1--; PulsSpeed_Motor1--;}
}void Encoder2_Count()
{ if(motor2_Dir==1){PulsCount_Motor2++; PulsSpeed_Motor2++;}else{PulsCount_Motor2--; PulsSpeed_Motor2--;}
}void runset(int motor, int speed, int direction)
{ digitalWrite(STBY, HIGH); //使能驱动模块脚 boolean Pin1 = LOW; boolean Pin2 = HIGH; if(direction == 1){ Pin1 = HIGH; Pin2 = LOW; } if(motor == 1){ digitalWrite(AIN1, Pin1); digitalWrite(AIN2, Pin2); analogWrite(PWMA, speed); }else{ digitalWrite(BIN1, Pin1); digitalWrite(BIN2, Pin2); analogWrite(PWMB, speed); }
} void stop()
{ digitalWrite(STBY, LOW);
} ③测试
3、减速电机转速计算
①如下图所示，得到每秒钟的编码器脉冲数量。②减速电机末端轴转一圈脉冲是390。
则计算减速电机末端每秒钟旋转的圈数：
旋转速度=Encoder speed puls/390。
如图圈出来的：电机1转速：941/390=2.1428转/秒、电机2转速：-893/390=-2.2897转/秒
