直流电机驱动与TB6612
直流电机是一种将电能转换为机械能的装置，有两个电极，当电极正接时，电机正转，当电极反接时，电机反转。作为大功率器件，GPIO口无法直接驱动，需要配合电机驱动电路来操作。而这时候就需要用到TB6612模块。作为一款双路H桥型的直流电机驱动芯片，可以驱动两个直流电机并且控制其转速和方向。
它的功能类似 L298N，但是：
效率更高（采用 MOSFET，导通电阻低，发热小）
体积更小
电压范围更宽（驱动电压 2.5V13.5V，逻辑电压 2.7V5.5V）
最大电流更大（连续 1.2A，每路可达 3.2A 峰值）
TB6612FNG 引脚功能
| 引脚 | 功能 | 说明 |
|---|---|---|
| VCC | 逻辑电源 | 2.7V ~ 5.5V（接 STM32 3.3V/5V） |
| VM | 电机电源 | 2.5V ~ 13.5V（接电池/电源给电机供电） |
| GND | 地 | 系统地，逻辑和电机地要共地 |
| PWMA | 电机A PWM | 控制电机A转速（接 STM32 PWM 输出） |
| AIN1 | 电机A方向控制1 | 和 AIN2 组合确定方向 |
| AIN2 | 电机A方向控制2 | 和 AIN1 组合确定方向 |
| AO1、AO2 | 电机A输出 | 接电机A 两端 |
| PWMB | 电机B PWM | 控制电机B转速 |
| BIN1、BIN2 | 电机B方向控制 | 同 A 通道 |
| BO1、BO2 | 电机B输出 | 接电机B 两端 |
| STBY | 芯片使能 | 高电平芯片工作，低电平待机（必须接高电平或 MCU 控制） |
1.控制原理
方向由 IN1、IN2 决定，转速由 PWM 控制。
方向控制真值表
| IN1 | IN2 | 电机状态 |
|---|---|---|
| 0 | 0 | 停止（制动模式，电机两端短接） |
| 1 | 0 | 正转 |
| 0 | 1 | 反转 |
| 1 | 1 | 停止（制动模式） |
PWM 调速
PWMA/PWMB 接 MCU 的 PWM 输出。
占空比 0% → 电机停止
占空比 50% → 半速
占空比 100% → 全速
2.STM32 控制代码
main.c
#include "stm32f10x.h" // STM32 标准外设库头文件，包含寄存器定义
#include "Delay.h" // 延时函数
#include "OLED.h" // OLED 显示驱动
#include "Motor.h" // 电机控制模块
#include "Key.h" // 按键输入模块uint8_t KeyNum; // 存储按键值（0 表示没按，1 表示按下 Key1）
int8_t Speed; // 电机速度变量，范围 -100~100，正负决定方向int main(void)
{OLED_Init(); // 初始化 OLED，配置 I2C/SPIMotor_Init(); // 初始化电机控制相关 IO（PA4/PA5 + PWM 输出 PA2）Key_Init(); // 初始化按键 GPIOOLED_ShowString(1, 1, "Speed:"); // OLED 第一行显示文字“Speed:”while (1){KeyNum = Key_GetNum(); // 扫描按键，返回 0 或 1if (KeyNum == 1) // 如果按下了按键 1{Speed += 20; // 每按一次，速度加 20if (Speed > 100) // 如果超过 100{Speed = -100; // 从 -100 重新开始（反转全速）}}Motor_SetSpeed(Speed); // 设置电机速度和方向（核心函数）OLED_ShowSignedNum(1, 7, Speed, 3); // 在 OLED 第 1 行第 7 列显示带符号速度值}
}
Motor.c
#include "stm32f10x.h" // STM32 标准外设库头文件
#include "PWM.h" // PWM 驱动模块void Motor_Init(void)
{RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE); // 使能 GPIOA 时钟GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP; // 推挽输出模式GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_4 | GPIO_Pin_5;// 选择 PA4 和 PA5GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; // IO 速度GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure); // 初始化 GPIOA4/A5PWM_Init(); // 初始化 PWM（PA2 → TIM2_CH3）// TB6612 接线说明：// PA4 → AIN1// PA5 → AIN2// PA2 → PWMA（PWM 占空比）
}void Motor_SetSpeed(int8_t Speed)
{if (Speed >= 0) // Speed >= 0 → 电机正转{GPIO_SetBits(GPIOA, GPIO_Pin_4); // AIN1 = 1GPIO_ResetBits(GPIOA, GPIO_Pin_5); // AIN2 = 0PWM_SetCompare3(Speed); // 设置 PWM 占空比 = Speed// TB6612 判定：AIN1=1，AIN2=0 → 正转// PWM 输入：Speed 值越大，占空比越大，转速越快}else // Speed < 0 → 电机反转{GPIO_ResetBits(GPIOA, GPIO_Pin_4); // AIN1 = 0GPIO_SetBits(GPIOA, GPIO_Pin_5); // AIN2 = 1PWM_SetCompare3(-Speed); // 占空比取 Speed 的绝对值// TB6612 判定：AIN1=0，AIN2=1 → 反转// PWM 输入：|Speed| 值越大，占空比越大，转速越快}
}
PWM.c
#include "stm32f10x.h" // STM32 标准外设库头文件void PWM_Init(void)
{RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM2, ENABLE); // 开启 TIM2 时钟RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);// 开启 GPIOA 时钟GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP; // 复用推挽输出GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_2; // PA2 → TIM2_CH3GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; // IO 输出速度GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure); // 初始化 PA2TIM_InternalClockConfig(TIM2); // 使用内部时钟TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseInitStructure;TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1; // 不分频TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up; // 向上计数TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Period = 100 - 1; // ARR = 99，决定 PWM 精度（0~99）TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Prescaler = 36 - 1; // PSC = 35，定时器时钟 = 72MHz/36 = 2MHzTIM_TimeBaseInitStructure.TIM_RepetitionCounter = 0; // 不重复TIM_TimeBaseInit(TIM2, &TIM_TimeBaseInitStructure);// PWM 周期 = (ARR+1) * (PSC+1) / 72MHz = 100*36/72MHz = 20kHz// → 电机驱动推荐 20kHz，超声波频率，听不到啸叫TIM_OCInitTypeDef TIM_OCInitStructure;TIM_OCStructInit(&TIM_OCInitStructure); // 初始化结构体TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM1; // PWM 模式 1TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_High; // 高电平有效TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable; // 使能通道输出TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse = 0; // CCR 初始值=0，占空比=0%TIM_OC3Init(TIM2, &TIM_OCInitStructure); // 配置 TIM2_CH3 → PA2TIM_Cmd(TIM2, ENABLE); // 启动 TIM2
}void PWM_SetCompare3(uint16_t Compare)
{TIM_SetCompare3(TIM2, Compare); // 设置 TIM2->CCR3 = Compare// 实际占空比 = Compare / (ARR+1) = Compare / 100// 例如：Compare=50 → 占空比50% → 电机得到一半电压 → 半速
}
Speed → 判断正负 → 控制 AIN1/AIN2 (PA4/PA5) → 控制电机正反转
Speed 的绝对值 → 写进 CCR3 → 生成 PWM → 控制 PWMA (PA2) → 控制转速
key.c
#include "stm32f10x.h" // Device header
#include "Delay.h"void Key_Init(void)
{RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB, ENABLE);GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU;GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_1 | GPIO_Pin_11;GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);
}uint8_t Key_GetNum(void)
{uint8_t KeyNum = 0;if (GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB, GPIO_Pin_1) == 0){Delay_ms(20);while (GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB, GPIO_Pin_1) == 0);Delay_ms(20);KeyNum = 1;}if (GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB, GPIO_Pin_11) == 0){Delay_ms(20);while (GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB, GPIO_Pin_11) == 0);Delay_ms(20);KeyNum = 2;}return KeyNum;
}