STM32F4步进电机速度和位移与定时器输出PWM频率计算

STM32主频

F1主频只有72M，F4芯片主频最高可以达到168M。

F4定时器频率

因为系统初始化SystemInit函数里初始化APB1总线时钟为4分频即42M，APB2总线时钟为2分频即84M，所以TIM1、TIM8~TIM11的时钟为APB2时钟的两倍即168M，TIM2~TIM7、TIM12~TIM14的时钟为APB1的时钟的两倍即84M。

步进电机参数

电机参数如下：步距角 = 1.8° 细分=16 螺距= 1mm（电机转一圈，对应的距离是1mm）

一圈360°需要的脉冲数 = 360/1.8*16 = 3200 pulse

又因为电机转一圈，对应的距离是1mm, 所以电机带动轮子走1mm = 3200pulse

#define  MM_TO_PLUSE  3200//1mm对应的脉冲数#define PLUSE_TO_MM (1/3200)//一个脉冲对应的距离#define  DIS_MM_TO_PLUSE(dis)   ( MM_TO_PLUSE * (dis)  ) //将以mm为单位的长度抓换成对应的脉冲数#define SPEED_TO_PLUSE(speed) ( (speed) *MM_TO_PLUSE  ) //将mm/s的速度转换成HZ

到此为止，电机之间脉冲和距离之间的关系已经搞明白了，那我们开始言归正传，如何计算出我们需要的定时器频率输出了？

假设我们系统需要达到30mm/s的速度而且我们用的是timer2，30mm/s即1s内路程30mm，30mm需要30*3200=96000个脉冲，即1s内需要96000个脉冲（即频率96KHz），调用宏计算 30mm/s * 3200 = 96000Hz的频率 = 96KHz。意思就是说们只要定时器输出的PWM能够满足96KHz的频率就可以了。

将上面的公式换算成输出频率 = 定时器的时钟频率（注意是时钟频率不是输出频率）/（分频系数 + 1）/（计数值+1）

将psc = （84-1），内部自动加1 ，带入上面的公式就可以计算出计数值 = 1000。就可以输出对应的速度了。

#define TIMER_CLK   (84000000/84) //84Mhz 84分频#define CALC_ARR(speed)  （TIMER_CLK /（speed）*MM_TO_PLUSE  ）

知道速度值就可以调用CALC_ARR宏返回对应的ARR寄存器值啦，我们就可以根据机器的系统参数来控制了。

概念理解

1. PWM模式由TIM_ARR寄存器确定频率，由TIM_CCR寄存器确定占空比的信号。

2. 举例说明：例如TIM时钟频率设置为36MHZ，输出比较寄存器中的自装载值为3599即ARR Register = 3599，则输出的PWM频率为

frequency = 36MHZ/（ARR+1）=10KHZ。设置捕获寄存器的值CCR_Value（即高电平计数值）= 1800.，则占空比

duty cycle = 1800//3600=50%。