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（按键交互版）

目前完成的是基础任务，控制电机的启停，正反转以及控制转速。在设计过程中，我注意到MCXA153开发板有除复位按键之外的两个按键，于是打算用这两个按键实现这些控制功能。实现过程如下，代码以附件形式附上，视频将在下个结果贴中补充。

一、核心硬件原理1.1 TB6612FNG 驱动芯片控制逻辑

TB6612FNG是一款专为直流电机设计的双通道H桥驱动芯片，相比传统L298N，它具有功耗低、集成度高、自带续流二极管等优势，其核心控制逻辑如下：

此外，芯片的PWMA（对应A通道）引脚接收PWM波输入，通过调整PWM占空比可线性调节电机转速：占空比越高，电机转速越快；占空比为0时，电机停止。

1.2 硬件连接设计

本方案中MCU与TB6612FNG、外设的核心连接关系：

●      PWM输出：MCU的FlexPWM模块输出通道（BOARD_PWM_BASEADDR）连接TB6612FNG的PWMA引脚，用于输出调速PWM波；

●      方向控制：MCU的两个GPIO引脚（BOARD_Direct1/Direct2）分别连接TB6612FNG的AIN1/AIN2，通过电平翻转控制电机转向；

●      按键输入：SW2/SW3两个按键分别接MCU的GPIO中断引脚（下降沿触发），用于交互控制；

●      状态指示：MCU的GPIO引脚控制LED，用于指示PWM运行状态（电机启停）。

二、软件实现（基于MCUX SDK）2.1 开发环境

●      开发工具：Keil5

●      底层驱动：NXP MCUX SDK（适配目标MCU，包含PWM、GPIO、中断等底层驱动）

●      核心功能：PWM初始化与占空比更新、GPIO中断（按键）、按键长短按识别、电机状态控制。

2.2 代码架构与核心模块解析

完整代码基于模块化设计，核心分为PWM初始化、GPIO与中断配置、按键交互逻辑、主循环四大模块，以下是关键代码解析：

2.2.1 宏定义与全局变量（核心配置）

        
    /* 按键长按判定阈值(ms)，超过该时间判定为长按 */   
    #define LONG_PRESS_THRESHOLD 500   
    /* 占空比调整步长，每次按键±10% */   
    #define DUTY_STEP 10   
    /* 默认PWM频率1kHz，兼顾调速精度与电机响应 */   
    #define APP_DEFAULT_PWM_FREQUENCY (1000UL)   
        
    /* 全局状态标记 */   
    volatile bool g_Button2Press = false;  // SW2按键按下标记   
    volatile bool g_Button3Press = false;  // SW3按键按下标记   
    volatile bool g_PwmRunning = false;    // PWM运行状态（电机启停）   
    volatile uint32_t g_PwmDuty = 50;      // PWM占空比(0-100)   
    volatile bool g_DirectionState = false;// 方向引脚状态（控制AIN1/AIN2电平）   
        

2.2.2 PWM初始化（FlexPWM配置）

针对TB6612FNG的驱动需求，配置FlexPWM模块为中心对齐模式（SignedCenterAligned），并设置死区时间（防止H桥桥臂直通）：

        
    static void PWM_DRV_Init3PhPwm(void)   
    {   
        uint16_t deadTimeVal;   
        pwm_signal_param_t pwmSignal;   
        uint32_t pwmSourceClockInHz = PWM_SRC_CLK_FREQ;   
        uint32_t pwmFrequencyInHz = APP_DEFAULT_PWM_FREQUENCY;   
        
        /* 死区时间配置：约650ns，防止H桥上下管同时导通 */   
        deadTimeVal = ((uint64_t)pwmSourceClockInHz * 650) / 1000000000;   
        
        /* 配置PWM信号参数：A通道、高电平有效、初始占空比50% */   
        pwmSignal.pwmChannel       = kPWM_PwmA;   
        pwmSignal.level            = kPWM_HighTrue;   
        pwmSignal.dutyCyclePercent = g_PwmDuty;   
        pwmSignal.deadtimeValue    = deadTimeVal;   
        pwmSignal.pwmchannelenable = true;   
        
        /* 初始化PWM模块0，中心对齐模式，1kHz频率 */   
        PWM_SetupPwm(BOARD_PWM_BASEADDR, kPWM_Module_0, &pwmSignal, 1, kPWM_SignedCenterAligned,    
                     pwmFrequencyInHz, pwmSourceClockInHz);   
    }   
        

2.2.3 GPIO与中断配置（按键与方向控制）

●      按键配置：SW2/SW3设为数字输入，下降沿触发中断，中断服务函数仅标记按键按下状态（避免中断内复杂操作）；

●      方向控制：AIN1/AIN2（BOARD_Direct1/Direct2）设为数字输出，初始全低（电机刹车）；

●      LED配置：数字输出，初始关闭（PWM未运行）。

        
    /* SW2中断处理函数：仅标记按键按下，清中断标志 */   
    void BOARD_SW2_IRQ_HANDLER(void)   
    {   
        GPIO_PortClearInterruptFlags(BOARD_SW2_GPIO, 1U << BOARD_SW2_GPIO_PIN);   
        g_Button2Press = true;   
        SDK_ISR_EXIT_BARRIER;   
    }   
        
    /* 主函数中GPIO初始化 */   
    gpio_pin_config_t sw2_config = {kGPIO_DigitalInput, 0};   
    gpio_pin_config_t led_config = {kGPIO_DigitalOutput, 1};   
    gpio_pin_config_t p_direction_config = {kGPIO_DigitalOutput, 0};   
        
    // 按键GPIO初始化   
    GPIO_PinInit(BOARD_SW2_GPIO, BOARD_SW2_GPIO_PIN, &sw2_config);   
    // 方向引脚初始化（AIN1/AIN2）   
    GPIO_PinInit(BOARD_Direct_GPIO, BOARD_Direct1_GPIO_PIN, &p_direction_config);   
    GPIO_PinInit(BOARD_Direct_GPIO, BOARD_Direct2_GPIO_PIN, &p_direction_config);   
    // 配置按键中断为下降沿触发   
    PORT_SetPinInterruptConfig(BOARD_SW2_PORT, BOARD_SW2_GPIO_PIN, kPORT_InterruptFallingEdge);   
    EnableIRQ(BOARD_SW2_IRQ);   
        

2.2.4 按键长短按交互逻辑（核心业务）

通过计时识别按键短按/长按，结合TB6612FNG控制逻辑实现以下功能：

核心代码：

        
    static void Key_ProcessShortLongPress(void)   
    {   
        uint32_t press_time = 0;   
        
        /* 处理SW2按键 */   
        if (g_Button2Press)   
        {   
            g_Button2Press = false;   
            // 计时：等待按键释放，最长计时500ms（长按阈值）   
            while (GPIO_PinRead(BOARD_SW2_GPIO, BOARD_SW2_GPIO_PIN) == 0)   
            {   
                delay_ms(1);   
                press_time++;   
                if (press_time > LONG_PRESS_THRESHOLD) break;   
            }   
        
            // 长按：启停PWM + 控制AIN1/AIN2 + LED   
            if (press_time >= LONG_PRESS_THRESHOLD)   
            {   
                g_PwmRunning = !g_PwmRunning;   
                if (g_PwmRunning)   
                {   
                    // 电机运行：AIN1/AIN2电平相反（转向），启动PWM   
                    GPIO_PinWrite(BOARD_Direct_GPIO, BOARD_Direct1_GPIO_PIN, g_DirectionState);   
                    GPIO_PinWrite(BOARD_Direct_GPIO, BOARD_Direct2_GPIO_PIN, !g_DirectionState);   
                    PWM_StartTimer(BOARD_PWM_BASEADDR, kPWM_Control_Module_0);   
                    PWM_UpdatePwmDutycycle(BOARD_PWM_BASEADDR, kPWM_Module_0, kPWM_PwmA,    
                                           kPWM_SignedCenterAligned, g_PwmDuty);   
                    GPIO_PinWrite(BOARD_LED_GPIO, BOARD_LED_GPIO_PIN, 0); // LED亮   
                }   
                else   
                {   
                    // 电机停止：AIN1/AIN2全低（刹车），PWM占空比置0并停止   
                    GPIO_PinWrite(BOARD_Direct_GPIO, BOARD_Direct1_GPIO_PIN, 0);   
                    GPIO_PinWrite(BOARD_Direct_GPIO, BOARD_Direct2_GPIO_PIN, 0);   
                    PWM_UpdatePwmDutycycle(BOARD_PWM_BASEADDR, kPWM_Module_0, kPWM_PwmA,    
                                           kPWM_SignedCenterAligned, 0);   
                    PWM_StopTimer(BOARD_PWM_BASEADDR, kPWM_Control_Module_0);   
                    GPIO_PinWrite(BOARD_LED_GPIO, BOARD_LED_GPIO_PIN, 1); // LED灭   
                }   
            }   
            // 短按：占空比+10%（不超过100%）   
            else   
            {   
                g_PwmDuty = (g_PwmDuty + DUTY_STEP) > 100 ? 100 : (g_PwmDuty + DUTY_STEP);   
                PWM_UpdatePwmDutycycle(BOARD_PWM_BASEADDR, kPWM_Module_0, kPWM_PwmA,    
                                       kPWM_SignedCenterAligned, g_PwmDuty);   
            }   
        }   
        
        /* 处理SW3按键（逻辑类似） */   
        if (g_Button3Press)   
        {   
            g_Button3Press = false;   
            while (GPIO_PinRead(BOARD_SW3_GPIO, BOARD_SW3_GPIO_PIN) == 0)   
            {   
                delay_ms(1);   
                press_time++;   
                if (press_time > LONG_PRESS_THRESHOLD) break;   
            }   
        
            // 长按：翻转方向引脚状态（切换AIN1/AIN2电平）   
            if (press_time >= LONG_PRESS_THRESHOLD)   
            {   
                g_DirectionState = !g_DirectionState;   
                GPIO_PinWrite(BOARD_Direct_GPIO, BOARD_Direct1_GPIO_PIN, g_DirectionState);   
                GPIO_PinWrite(BOARD_Direct_GPIO, BOARD_Direct2_GPIO_PIN, !g_DirectionState);   
            }   
            // 短按：占空比-10%（不低于10%）   
            else   
            {   
                g_PwmDuty = (g_PwmDuty - DUTY_STEP) < 11 ? 10 : (g_PwmDuty - DUTY_STEP);   
                PWM_UpdatePwmDutycycle(BOARD_PWM_BASEADDR, kPWM_Module_0, kPWM_PwmA,    
                                       kPWM_SignedCenterAligned, g_PwmDuty);   
            }   
        }   
    }   
        

2.2.5 主循环

主循环仅轮询按键状态，调用长短按处理函数，降低系统资源占用：

        
    int main(void)   
    {   
        // 硬件初始化（GPIO、PWM、中断）   
        BOARD_InitHardware();   
        PWM_DRV_Init3PhPwm();   
        // 初始状态：PWM停止、LED灭、方向引脚全低   
        PWM_StopTimer(BOARD_PWM_BASEADDR, kPWM_Control_Module_0);   
        GPIO_PinWrite(BOARD_LED_GPIO, BOARD_LED_GPIO_PIN, 1);   
        
        // 主循环   
        while (1U)   
        {   
            Key_ProcessShortLongPress(); // 处理按键交互   
            delay_ms(10); // 降低循环频率，减少CPU占用   
        }   
    }   
        

三、测试验证

1. 硬件接线：按前文硬件连接方案，将MCU的PWM、GPIO引脚与TB6612FNG、按键、LED连接，电机接TB6612FNG的A通道输出；

2. 烧录代码：通过Keil5将代码烧录至目标MCU；

3. 功能验证：

○      SW2短按：电机转速逐步提升（占空比+10%），串口打印当前占空比；

○      SW2长按：电机启停切换，LED同步亮灭（运行亮、停止灭）；

○      SW3短按：电机转速逐步降低（占空比-10%），串口打印当前占空比；

○      SW3长按：电机方向瞬间切换（正转→反转/反转→正转）。

pwm.zip