【proteus仿真】基于STM32单片机直流电机控制设计（仿真图+程序）

前言

直流电机调速是嵌入式小车、机器人项目最基础的模块，很多毕设、课程设计都会用到 L298N 驱动芯片配合 STM32 实现电机正反转与 PWM 调速。本文带来一套完整 Proteus 仿真工程，通过独立按键控制电机启动、正转、反转、加速、减速，OLED 屏幕显示运行状态与 PWM 转速，串口虚拟终端输出转速信息，示波器观测 PWM 波形，适合新手学习 STM32 定时器 PWM 输出、L298N 电机驱动原理。

一、系统整体方案

主控芯片：STM32F103C8T6 硬件模块：

L298N 电机驱动芯片：驱动直流电机，控制电机正反转
独立按键：启动、正转、反转、加速、减速 5 个功能按键
OLED12864 显示屏：显示电机方向、PWM 转速数值、运行开关状态
串口 Virtual Terminal：打印电机转速信息，调试查看
数字示波器：观测 PWM 输出波形，直观观察占空比变化

功能设计： ✅ 按键启动 / 停止电机 ✅ 电机正转、反转方向切换 ✅ PWM 占空比调节，实现电机加速、减速调速 ✅ OLED 实时显示方向、转速、运行状态 ✅ 串口终端打印转速数据 ✅ 示波器实时观察 PWM 波形变化

二、Proteus 仿真电路解析

STM32 主控单元 STM32F103C8T6 作为核心，使用定时器输出 PWM 信号给到 L298N 的 ENA 使能引脚；普通 GPIO 输出高低电平控制 IN1、IN2，决定电机旋转方向。PA 口外接 5 个独立按键，实现人机交互。
L298N 电机驱动电路 L298N 是常用直流电机驱动，IN1、IN2 控制电机转向：

IN1=1，IN2=0：电机正转
IN1=0，IN2=1：电机反转 ENA 引脚接收 STM32 输出的 PWM 波形，通过改变 PWM 占空比，调节电机平均电压，实现调速。二极管 D11、D12 为续流二极管，吸收电机断电产生反向电动势，保护驱动芯片。OUT1、OUT2 接直流电机。

按键输入电路 PA13 启动按键、PA12 正转按键、PA11 反转按键、PA15 加速按键、PA14 减速按键，采用独立按键输入，程序内部做按键消抖处理，检测按键按下事件执行对应逻辑。
OLED 显示模块 OLED 屏幕实时打印电机工作状态：旋转方向（正转 / 反转）、当前 PWM 转速数值、电机开启 / 关闭状态，直观反馈系统运行情况。
串口虚拟终端 & 示波器

Virtual Terminal：串口实时打印电机转速：XX，用于软件调试，观测转速变化。
Digital Oscilloscope 示波器：接入 PWM 输出引脚，可以直观看到 PWM 方波，加速时占空比变大，减速时占空比变小，验证 PWM 输出是否正常。

三、软件设计思路

外设初始化：GPIO 按键初始化、定时器 PWM 初始化、OLED 初始化、串口 USART 初始化。
主循环扫描按键，软件消抖，识别按键按下动作：
- 启动按键：电机开启 / 停止切换
- 正转按键：设置 IN1、IN2 电平，电机正向旋转
- 反转按键：修改 IN1、IN2 电平，电机反向旋转
- 加速按键：PWM 比较值增加，增大占空比，电机转速提高
- 减速按键：PWM 比较值减小，减小占空比，电机转速降低
将当前方向、转速状态刷新到 OLED 屏幕。
通过串口把转速数值发送至虚拟终端打印输出。
循环扫描，持续响应按键操作。

四、仿真运行效果

仿真运行后，OLED 屏幕显示电机方向、转速数值以及开关状态；按下正转 / 反转按键，电机切换旋转方向；按下加速、减速，PWM 占空比改变，示波器波形同步变化，串口终端持续打印电机转速。

截图现象：OLED 显示反转转速：60 开；虚拟终端不断输出电机转速：60；示波器窗口可以看到 PWM 方波输出。

五、知识点总结

PWM 调速原理：通过定时器输出不同占空比方波，调节电机等效平均电压，实现调速，占空比越大电机转速越高。
L298N 逻辑：IN1、IN2 控制转向，ENA 引脚 PWM 控制转速。
按键消抖：机械按键存在抖动，程序必须延时消抖，避免误触发。
示波器在仿真中的作用：不用外接硬件，直接观测 PWM 波形，快速定位 PWM 输出异常问题。

六、拓展改进方向

实物项目可以增加编码器，实现闭环 PID 调速，精准控制电机实际转速。
增加蓝牙模块，手机蓝牙发送指令控制电机启停、正反转调速。
增加限位开关，实现电机到位停止逻辑。
扩展两路 L298N 驱动，实现小车双电机差速控制。

关键词：STM32 Proteus仿真 L298N PWM调速 直流电机

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