实验所需硬件

序号

名称

数量

备注

1

电脑

1台

系统Windows7及以上

2

STM32底座模块

2个

·

3

风扇模块

1个

·

4

ST-Link下载器

1个

·

5

ST-Link下载器连接线

1根

·

6

风扇模块实验代码

1份

·

实验所需软件

ST-Link下载器 & ST-Link下载器连接线

STLink下载器

STM32底座:HIVE PRO STM32是一种基于STM32F103C8T6芯片的蜂巢底座。

STM32底座

风扇模块

风扇模块

风扇模块相关知识介绍

PWM以及占空比:

PWM是Pulse Width Modulation(脉冲宽度调制)的简称,图3.5.5所展示的是PWM的波形,PWM从波形上看就是一系列周期变化的脉冲波形。

PWM的波形

所谓的占空比(duty)即Ton脉冲持续的时间与周期T的比值,计算公式如下图所示。

占空比与频率f计算公式

占空比的变化范围可以从0%到100%,当占空为0%时,输出一直为低,当占空为100%时,输出一直为高。在本次的实验中,PWM波通过CC2530的IO口模拟生成,生成PWM的基本原理如下图所示:

利用IO口模拟生成PWM的基本原理

霍尔传感器介绍:

霍尔器件是一种基于霍尔效应的磁传感器。霍尔效应简单的说是通电的半导体薄片,加上和薄片表面垂直的磁场B,在薄片的横向两侧会出现一个电压,如下图(图中的Vh称为霍尔电压)。

当电机转速加快时,流过线圈的电流势必加大,霍尔电压也会随之增加,所以通过采集电机输出的霍尔电压,就能知道风扇转速。

霍尔效应示意图

硬件设计

电机的电源V-通过N-MOS管Q1接地,要使电机转动,PWM需输出高电平。当PWM的占空比增大时电机的转速也会随之增大。

硬件图

① 将风扇模块安装在STM32底座上,ST_LINK连接电脑与STM32底座,如下图所示:

安装模块

② 访问github,进入github界面后点击Code,Clone HTTPS安全链接,如下图所示:

操作步骤

③ 打开电脑终端,进入工作目录workspace (workspace 为工程文件夹所在目录):

$ cd workspace

④ 运行clone命令:

$ git clone https://github.com/aiotcom/eps.git  

下载目录至指定文件夹下。
如果提示"command not found"表示电脑没有安装Git,请至Git官网下载。
如果电脑没有安装 Git 软件,也可以进入Github,点击 Code -> DownLoad ZIP 下载所有工程代码。如下图所示:
下载代码
如果电脑没有公网,可以进:D盘\实验教程与代码选择相应的代码。

⑤ 打开MDK5工程软件,点击工具栏: Project -> Open Project,选择工程文件:基于STM32的模块实验\14.风扇模块\风扇模块程序\USER\FAN.uvprojx 并打开。

打开工程选择工程

⑥ 点击 Rebuild 重新编译。如下图:

重新编译工程

⑦ 编译成功,如下图:

编译成功

⑧ 点击 Download 按钮下载程序,如下图所示:

下载程序下载成功

⑨ 下载完成后,将USB线进行重连操作(即:将STLink的USB线从底座上取下,再重新接上)。

⑩ 观察实验:程序运行后,风扇全速转动。

① 程序目录结构,如下图。CORE文件夹为STM32内核代码,HALLIB文件文件夹为底层HAL库文件。我们主要关心,main.c及HARDWARE中的代码。

程序目录结构

② main.c风扇PWM信号初始化。每隔5秒改变一次风扇转速度。

    int main(void)
    {
        HAL_Init();//初始化HAL库  
        TIM4_PWM_Init(64-1,2000-1);//初始化定时器

        while(1)
        {
            PWM_SetTIM4Compare2(500);//高速
            delay_ms(5000);
            PWM_SetTIM4Compare2(1200);//中速
            delay_ms(5000);
            PWM_SetTIM4Compare2(1500);//低速
            delay_ms(5000);
            PWM_SetTIM4Compare2(2000);//关闭风扇
            delay_ms(5000);
        }
    }
  1. 弹出警告窗口,不能下载程序。
    • 请确认STLink驱动、STM32F103C8的DFP包是否安装。
    • STLink仿真器是否正常接入。
  2. 下载代码后程序没观察到实验现象。
    • 请重新上电,或者按下底座上的复位按键。
    • 模块没有安装稳妥。
  1. 修改代码使用GPIO输出高低电平,控制风扇转动。
  2. 修改代码使用GPIO模拟PWM信号实现风扇转速控制。