rust 嵌入式esp23 《直流电机》

掌握嵌入式开发板控电机,是机器人、智能家居等的核心技能。从精准驱动到节能提效,融合算法与硬件调试,是智能时代刚需,解锁自动化与 AI 控制潜力。

实现功能:

  1. 控制直流电机的转动
  2. 控制直流电机的转动方向
  3. 控制直流电机的转动速度

熟悉硬件:

电机

如图所示该直流电机(也叫马达)

  • 可控制节点两端的接入正负极实现控制电机的转动方向
  • 可控制电压的大小实现控制电机的转动速度

l298n电机驱动模块

如图所示该l298n电机驱动模块
可通过b站,抖音等学习该驱动模块的各个引脚作用。(这里不做详细描述)

硬件连接

代码实现

由于 esp-hal处于更新迭代阶段 McPwm 属于不稳定状态所以要引入unstable

修复Cargo.toml文件的esp-hal引入

toml 复制代码
...
esp-hal = { version = "^1.0.0-rc.0", features = ["esp32s3", "unstable"] }
...

声明电机方向控制引脚

rs 复制代码
...
let config = OutputConfig::default(); 
    let mut dj1 = Output::new(peripherals.GPIO4, Level::High, config); //控制电机电源输入的左边引脚
    let mut dj2 = Output::new(peripherals.GPIO5, Level::Low, config); //控制电机电源输入的右边引脚
...

注册pwm流输出

rs 复制代码
...
    let clock_cfg = PeripheralClockConfig::with_frequency(Rate::from_mhz(40)).unwrap();
    let mut mcpwm = McPwm::new(peripherals.MCPWM0, clock_cfg);
    let pin = peripherals.GPIO6;
    mcpwm.operator0.set_timer(&mcpwm.timer0);
    let mut pwm_pin = mcpwm
        .operator0
        .with_pin_a(pin, PwmPinConfig::UP_ACTIVE_HIGH);
    let timer_clock_cfg = clock_cfg
        .timer_clock_with_frequency(99, PwmWorkingMode::Increase, Rate::from_khz(20))
        .unwrap();
    mcpwm.timer0.start(timer_clock_cfg);
    pwm_pin.set_timestamp(50);//设置为50%
    ...

实现电机先加速旋转,再减速度反方向旋转

rs 复制代码
...
 let mut light = true;
    loop {
        let m = pwm_pin.timestamp();
        if light {
            pwm_pin.set_timestamp(m + 1);
        } else {
            pwm_pin.set_timestamp(m - 1);
        }
        if m == 1 {
            light = true;
            dj1.set_high();
            dj2.set_low(); 
        } else if m == 99 {
            dj1.set_low();
            dj2.set_high(); 
            light = false;
        }
        ...
     }

完整代码

rs 复制代码
#![no_std]
#![no_main]
#![deny(
    clippy::mem_forget,
    reason = "mem::forget is generally not safe to do with esp_hal types, especially those \
    holding buffers for the duration of a data transfer."
)]

use esp_hal::mcpwm::operator::{PwmPinConfig};
use esp_hal::mcpwm::timer::PwmWorkingMode;
use esp_hal::mcpwm::{McPwm, PeripheralClockConfig};
use esp_hal::time::Rate;
use esp_hal::{
    clock::CpuClock,
    gpio::{Level, Output, OutputConfig},
    main,
    time::{Duration, Instant},
};
use esp_println::println;

#[panic_handler]
fn panic(_: &core::panic::PanicInfo) -> ! {
    loop {
        println!("Panic!");
    }
}

pub fn update_method(timestamp: u32) {
    println!("update_method: {}", timestamp);
}
esp_bootloader_esp_idf::esp_app_desc!();
#[main]
fn main() -> ! {
    // generator version: 0.5.0
    let config = esp_hal::Config::default().with_cpu_clock(CpuClock::max());
    let peripherals = esp_hal::init(config);
    let config = OutputConfig::default(); 
    let mut dj1 = Output::new(peripherals.GPIO4, Level::High, config); //控制电机电源输入的左边引脚
    let mut dj2 = Output::new(peripherals.GPIO5, Level::Low, config); //控制电机电源输入的右边引脚


    let clock_cfg = PeripheralClockConfig::with_frequency(Rate::from_mhz(40)).unwrap();
    let mut mcpwm = McPwm::new(peripherals.MCPWM0, clock_cfg);
    let pin = peripherals.GPIO6;
    mcpwm.operator0.set_timer(&mcpwm.timer0);
    let mut pwm_pin = mcpwm
        .operator0
        .with_pin_a(pin, PwmPinConfig::UP_ACTIVE_HIGH);
    let timer_clock_cfg = clock_cfg
        .timer_clock_with_frequency(99, PwmWorkingMode::Increase, Rate::from_khz(20))
        .unwrap();
    mcpwm.timer0.start(timer_clock_cfg);
    pwm_pin.set_timestamp(50);


    let mut light = true;
    loop {
        let m = pwm_pin.timestamp();
        if light {
            pwm_pin.set_timestamp(m + 1);
        } else {
            pwm_pin.set_timestamp(m - 1);
        }
        if m == 1 {
            light = true;
            dj1.set_high();
            dj2.set_low(); 
        } else if m == 99 {
            dj1.set_low();
            dj2.set_high(); 
            light = false;
        }

        let delay_start = Instant::now();
        while delay_start.elapsed() < Duration::from_millis(10) {}
    }

    // for inspiration have a look at the examples at https://github.com/esp-rs/esp-hal/tree/esp-hal-v1.0.0-rc.0/examples/src/bin
}

实现效果

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