PWM风扇调速板

使用MCU测速和控制常见的4pin或3pin电脑风扇

注意！本工程USB接口规格为5V1A，总功率请勿超过5W。请勿使用大功率暴力风扇，否则将可能烧毁板上器件，乃至主板USB接口！！

工程说明

MCU：STM32F030C8T6
数码管驱动：CH455G
5V到12V升压：MT3540-F23（注意此芯片有3种规格，对应3种FB电压，本工程用的是1.23V，若使用其他电压需要修改相应的FB电阻阻值）
5V到3.3V降压：AMS1117-3.3

使用USB5V供电，一路4pin为5V直出，适合低电压小风扇，另一路为12V升压输出，适合12cm的机箱风扇。两路风扇独立控制，两个轻触按钮用以选择控制、显示哪一路风扇的转速。自复位钮子按钮用以调整PWM占空比，从而控制风扇的转速。调整转速时数码管显示当前占空比，2秒无操作之后自动切换为显示转速（RPM）。上电后风扇转速默认为50%。
由于上电时电容充电会瞬时拉低电压，所以CH455G延时1秒进行初始化，否则可能会因为电压不稳而导致初始化失败。

本工程中除了自复位钮子按钮以外，所有器件均可在立创商城找得到，单个成品成本不到10块钱。

STM32F030C8在本工程中是完全overkill的，但我为什么还是选择了这片MCU呢，因为公司里有现成的不要钱...而且ST的生态链太舒服了，底层CubeMX直接生成好，自己只要写应用层就行了，不用手动配置那么多的寄存器。整个代码编写+调试只用了半天。
如果大家想节约成本，完全可以使用引脚更少的8位MCU来替代，但强烈建议选用拥有以下规格的型号：
至少2个独立定时器，一个用于PWM精确输出，一个用于精确测速和系统滴答
至少2个支持边沿触发的GPIO口，用以检测测速信号
至少1个硬件I2C口，用以驱动CH455G数码管显示
可选1个硬件UART串口，可与上位机通信，实现上位机控制、读取转速，甚至可以使用无线模块做成无线控制
若选用5V供电的单片机，还可以节省3.3V的LDO

如果想用来控制大功率暴力风扇，请务必换用支持大电流的Type-C接口，并使用更高功率的DCDC芯片。或者直接换用DC12V或PD输入，然后降压给MCU供电用以控制，风扇直接使用DC供电。

原理

我们常见的4pin风扇引脚定义如上图，3pin则是无调速少了第四根调速线。（即便如此我们也可以通过控制2脚VDC的电压实现调速）

测速

第3脚测速线连接到风扇内部的一个霍尔开关上。大多数的风扇每当转过一圈时，霍尔开关会输出2个上升沿或下降沿（少数风扇转一圈的边沿数量不同，可以自行测试）。注意此引脚为一个开漏输出，必须有外部上拉电阻，否则MCU无法检测

通过计算两个上升沿或下降沿的间隔，我们就可以算出风扇当前的转速：

RPM(圈每分钟) = 60*1000/Δt/2

如上图代入我们可以算出当前转速大约为1764转每分钟
使用MCU的外部中断IO脚，再加上硬件定时器，我们就可以精确算出当前的转速了（其实还是有一定误差，与定时器和外部中断分辨率有关）

调速

第4脚为调速输入，通过改变输入方波的占空比，可调节风扇的转速。当此线拉低到GND时，风扇转速最小（不为0），当拉高到5V时，风扇转速最大。大部分情况下，此引脚被风扇内部上拉到5V，也就是说当此脚悬空时风扇转速默认为最高。

软件代码

本工程对应的MCU代码已开源到github，以后代码更新都会在这里。若觉得好用的请点个star，谢谢！
STM32F030C8代码
若只想直接烧录到MCU内，本页附件已经有编译好的HEX文件，用STM32 ST-LINK Utility烧录即可。