使用MATLAB和Arduino开发板进行直流电机控制

风筝

在本篇文章中，我们将主要介绍如何使用MATLB和Arduino开发板控制直流电机。如果您是初次使用MATLAB软件，建议您先学习如何使用MATLAB实现简单的LED闪烁。

创建用于控制直流电机的MATLAB图形用户界面

在设置Arduino开发板完成后，我们必须在MATLAB种构建GUI（图形用户界面）来控制直流电机。要启动GUI，请在命令窗口中输入以下命令

1. guide

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然后弹出一个窗口，选择创建一个新的空白GUI，如下图所示，

现在我们可以选择制作三个按钮，分别用于进行顺时针旋转、逆时针旋转和停止，如下所示，

要调整大小或更改按钮的形状，只需在它上面单击，您就可以拖动按钮的角落。通过双击按钮，您可以更改该特定按钮的颜色、文字和标记。我们定制了三个按钮，如下图所示。

您可以根据自己的选择自定义按钮。现在当保存它时，在MATLAB的Editor窗口中生成一个代码。要对Arduino进行编码以执行与项目相关的任何任务，您需要编辑此生成的代码。所以下面我们编辑了MATLAB代码。

使用Arduino控制直流电机的MATLAB代码

在本文的末尾处，我们给出了完整的MATLAB代码。此外，我们还包括GUI文件（.fig）和代码文件（.m），您可以根据需要自定义按钮。下面是我们使用三个按钮为顺时针、逆时针旋转直流电机以及停止按钮进行的一些调整。

复制并粘贴以下代码到第74行，每次运行m文件时确保Arduino正在与MATLAB通讯。

1. clear all;
   
2. global a;
   
3. a = arduino();

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向下滚动时，您将看到有三个函数，用于GUI中的每个按钮。现在根据您要在点击时执行的任务在每个函数中编写代码。

在顺时针按钮的函数中，在函数的结束括号前复制并粘贴以下代码，以顺时针方向旋转电机。这里我们在引脚6处为高电平，在引脚5处为低电平，以顺时针方向旋转电机。

1. global a;
   
2. writeDigitalPin(a, 'D5', 0);
   
3. writeDigitalPin(a, 'D6', 1);
   
4. pause(0.5);

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现在在逆时针按钮的函数中，将以下代码粘贴在函数的末尾，以逆时针方向旋转电机。在这里，我们在引脚5处为高电平，在引脚6处为低电平，以逆时针方向旋转电机。

1. global a;
   
2. writeDigitalPin(a, 'D5', 0);
   
3. writeDigitalPin(a, 'D6', 1);
   
4. pause(0.5);

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最后在STOP按钮的函数中，粘贴下面的代码，以停止电机的旋转。这里我们在引脚5和6都给出低电平以停止电机。

1. global a;
   
2. writeDigitalPin(a, 'D5', 0);
   
3. writeDigitalPin(a, 'D6', 0);
   
4. pause(0.5);

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所需的材料

●    安装MATLAB的笔记本电脑

●    Arduino UNO开发板

●    直流电机

●    电机驱动芯片L293D

电路原理图

使用MATLAB控制直流电机

根据电路图设置硬件后，只需单击运行按钮即可在.m文件中运行编辑后的代码

MATLAB可能需要几秒钟的时间来响应，在MATLAB显示BUSY指示之前不要点击任何GUI按钮，你可以在屏幕左下角看到，如下图所示，

一切准备就绪后，顺时针或逆时针方向按钮旋转电机。 按顺时针按钮时，电流从引脚6流向引脚5，电机将顺时针方向旋转，逆时针方向，电流从引脚5流向引脚6，电机顺时针方向旋转，顺时针方向旋转。 要停止直流电机的旋转，请按STOP按钮。 可以使用相同的方法使用MATLAB控制伺服电机，我们只需要相应地编辑代码。

代码

以下是本篇文章使用的完整的代码：

1. function varargout = DCmotor(varargin)
   
2. 
   
3. gui_Singleton = 1;
   
4. gui_State = struct('gui_Name',       mfilename, ...
   
5.                    'gui_Singleton',  gui_Singleton, ...
   
6.                    'gui_OpeningFcn', @DCmotor_OpeningFcn, ...
   
7.                    'gui_OutputFcn',  @DCmotor_OutputFcn, ...
   
8.                    'gui_LayoutFcn',  [] , ...
   
9.                    'gui_Callback',   []);
   
10. if nargin && ischar(varargin{1})
    
11.     gui_State.gui_Callback = str2func(varargin{1});
    
12. end
    
13. 
    
14. if nargout
    
15.     [varargout{1:nargout}] = gui_mainfcn(gui_State, varargin{:});
    
16. else
    
17.     gui_mainfcn(gui_State, varargin{:});
    
18. end
    
19. function DCmotor_OpeningFcn(hObject, eventdata, handles, varargin)
    
20. 
    
21. guidata(hObject, handles);
    
22. 
    
23. 
    
24. function varargout = DCmotor_OutputFcn(hObject, eventdata, handles)
    
25. 
    
26. varargout{1} = handles.output;
    
27. clear all;
    
28. global a;
    
29. a = arduino();
    
30. 
    
31. function clockwise_Callback(hObject, eventdata, handles)
    
32. 
    
33. global a;
    
34. writeDigitalPin(a, 'D5', 0);
    
35. writeDigitalPin(a, 'D6', 1);
    
36. pause(0.5);
    
37. 
    
38. function anticlockwise_Callback(hObject, eventdata, handles)
    
39. 
    
40. global a;
    
41. writeDigitalPin(a, 'D5', 1);
    
42. writeDigitalPin(a, 'D6', 0);
    
43. pause(0.5);
    
44. 
    
45. function stop_Callback(hObject, eventdata, handles)
    
46. 
    
47. global a;
    
48. writeDigitalPin(a, 'D5', 0);
    
49. writeDigitalPin(a, 'D6', 0);
    
50. pause(0.5);

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