使用gpio模拟正弦波驱动直流电机

最新推荐文章于 2025-04-03 00:00:00 发布

Eagle115

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分类专栏：笔记文章标签：单片机 stm32 嵌入式硬件

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/qq_42860989/article/details/130585797

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文章介绍了PWM（脉冲宽度调制）的基本原理，特别是SPWM（正弦脉冲宽度调制）如何生成近似正弦波的输出，以控制电机的电压和频率，实现变频调速。在单片机中，由于GPIO通常只能输出高低电平，通过调整GPIO的ON/OFF时间比例（占空比）来模拟SPWM，进而控制电机速度。代码示例展示了如何在1秒周期内，以1ms为时间片，用单片机模拟SPWM的过程。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

PWM的全称是Pulse Width Modulation,即：脉冲宽度调制，它是通过改变输出方波的占空比来改变等效的输出电压。广泛地用于电动机调速和阀门控制。SPWM(Sinusoidal PWM) “正弦脉冲宽度调制”就是在PWM的基础上改变了调制脉冲方式，脉冲宽度时间占空比按正弦规律排列，这样输出波形经过适当的滤波可以做到正弦波输出。

很多直流电机需要使用SPWM控制电机的电压和频率，从而实现电机的变频调速功能。但是大部分单片机的GPIO只能输出高(On)低(Off)电平，无法直接输出正弦波。我们可以通过调整GPIO 的ON/OFF的时间长度来改变电压，在一个较小的时间片内(1ms)改变ON时间和OFF时间的比率（占空比）变化。若ON的比率较高，可以得到和提高电压相同的效果。若ON的比率下降，则可以得到和电压降低相同的效果，如下图。
在这里插入图片描述
在一个较长的时间(正弦曲线周期)是由很多个较小的时间片内(1ms)组成的，根据正弦波的曲线调节小的时间片内(1ms)的On/Off占空比，就能得出类似正弦波控制的效果。

以1秒为周期(兀)，以1ms为时间片，GPIO模拟SPWM的代码。

/*****************************************************************************************
Function description:simulate Sine curve
Parameter:void
Return value:
Remark:
*****************************************************************************************/
void Smallmotorcode(void)
{
   
    unsigned int tempmodetime=0;

    if(VibrationLevel)
    {
   
        if((Mode2and3time==0)||(Mode2and3time==945))
        {
   
            PWMMotorA=sinewave_level[VibrationLevel-1][0];
        }
        else if((Mode2and3time==47)||(Mode2and3time==892))
        {
   
            PWMMotorA=sinewave_level[VibrationLevel-<