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基于STM32的电机控制器：Keil与Proteus的嵌入式之旅

news 2026/3/26 22:09:51

stm32电机控制器，嵌入式单片机仿真，keil＋proteus，带报告 1、keil源文件 2、proteus仿真 3、报告（26页详细报告，含ad原理图，pcb等）设计一个直流电机控制系统，可控制电机启、停、正反转和转速，并可检测和显示电机实际转速。设计基本要求：（1）设计电机驱动电路，电机额定电压12V。（2）供电电源：控制系统主电源电压+5V，由USB接口供电；串口转USB与供电接口共用一个USB接口。（3）电机调速：采集电位计电压，输出PWM对电机进行调速。（4）正反转控制：采集两个开关信号，分别控制正转和反转。（5）启、停控制：采集两个开关信号，分别控制启和停。（6）工作状态指示：具有1个指示灯，不停亮灭。（7）异常报警：具有1个指示灯，当电机转速大于150rad/分钟时，指示灯点亮，否则指示灯熄灭。

最近搞了个基于STM32的电机控制器项目，用Keil进行代码编写，Proteus实现仿真，还附带一份超详细的26页报告，里面AD原理图、PCB啥的都有，今天就来和大家唠唠。

一、Keil源文件那些事儿

咱这个直流电机控制系统，要实现电机启、停、正反转、转速控制以及实际转速检测显示，代码自然是关键。

首先，初始化GPIO口，用来连接各种外设，像开关、指示灯啥的。

void GPIO_Init(void) { GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure; RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA | RCC_APB2Periph_GPIOB, ENABLE); // 配置控制电机启停、正反转的开关引脚 GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0 | GPIO_Pin_1 | GPIO_Pin_2 | GPIO_Pin_3; GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU; GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure); // 配置工作状态指示灯引脚 GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_4; GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP; GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure); // 配置异常报警指示灯引脚 GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_5; GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP; GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure); }

这段代码里，先使能了GPIOA和GPIOB的时钟，然后针对不同功能的引脚进行配置。比如控制开关的引脚设为上拉输入模式，指示灯引脚设为推挽输出模式，速度设为50MHz ，这样能快速响应各种信号变化。

接着是PWM输出用于电机调速，这部分要初始化定时器。

void TIM3_PWM_Init(void) { TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseStructure; TIM_OCInitTypeDef TIM_OCInitStructure; RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM3, ENABLE); TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = 999; TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler = 71; TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = 0; TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up; TIM_TimeBaseInit(TIM3, &TIM_TimeBaseStructure); TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM1; TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable; TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse = 0; TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_High; TIM_OC1Init(TIM3, &TIM_OCInitStructure); TIM_Cmd(TIM3, ENABLE); }

这里用TIM3定时器，设置周期为999，预分频器为71 ，意味着PWM频率是10KHz ，比较适合直流电机调速。选择PWM1模式，输出使能，脉冲初始设为0 ，之后根据电位计采集的电压来调整脉冲宽度，实现调速。

在主函数里，不断读取开关状态，调整电机状态和PWM占空比。

int main(void) { uint8_t start_stop, forward_backward; uint16_t pot_value; GPIO_Init(); TIM3_PWM_Init(); while (1) { start_stop = GPIO_ReadInputDataBit(GPIOA, GPIO_Pin_0); forward_backward = GPIO_ReadInputDataBit(GPIOA, GPIO_Pin_1); pot_value = ADC_GetConversionValue(ADC1); TIM_SetCompare1(TIM3, pot_value / 4); if (start_stop) { // 启动电机 GPIO_SetBits(GPIOA, GPIO_Pin_4); } else { // 停止电机 GPIO_ResetBits(GPIOA, GPIO_Pin_4); } if (forward_backward) { // 正转逻辑 } else { // 反转逻辑 } // 检测电机转速并处理异常报警 if (get_motor_speed() > 150) { GPIO_SetBits(GPIOA, GPIO_Pin_5); } else { GPIO_ResetBits(GPIOA, GPIO_Pin_5); } // 工作状态指示灯闪烁逻辑 delay(500); GPIO_WriteBit(GPIOA, GPIO_Pin_4, (BitAction)(1 - GPIO_ReadOutputDataBit(GPIOA, GPIO_Pin_4))); } }

这里读取启动停止和正反转开关状态，通过ADC获取电位计电压值，调整PWM占空比。根据开关状态控制电机启停和正反转，检测到电机转速大于150rad/分钟就点亮报警指示灯，工作状态指示灯通过延时实现闪烁。