代码收藏家技术教程 2023-04-18

12.[STM32]PWM脉宽调制-舵机控制（一篇足以）

文章目录

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作者简介：大家好啊，我叫DW，每天分享一些我新学到的知识，期待和大家一起进步
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系列专栏：STM32
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🌞小实验目标：控制舵机旋转🌞
🍊如有写得不好的地方欢迎大家指正🍊
创作时间：🍊🍊🍊2022年5月2日🍊🍊🍊

1. 舵机简介

在机器人机电控制系统中，舵机控制效果是性能的重要影响因素。舵机可以在微机电系统和航模中作为基本的输出执行机构，其简单的控制和输出使得单片机系统非常容易与之接口。
舵机是一种位置（角度）伺服的驱动器，适用于那些需要角度不断变化并可以保持的控制系统。目前在高档遥控玩具，如航模，包括飞机模型，潜艇模型；遥控机器人中已经使用得比较普遍。舵机是一种俗称，其实是一种伺服马达。

本次实验使用的舵机是MG90S。

1.1 舵机控制

舵机的控制一般需要一个20ms左右的时基脉冲，该脉冲的高电平部分一般为0.5ms~2.5ms范围内的角度控制脉冲部分。以180度角度伺服为例，那么对应的控制关系是这样的：
0.5ms————–0度；
1.0ms————45度；
1.5ms————90度；
2.0ms———–135度；
2.5ms———–180度；

因此，我们只需要让IO口产生相应的脉宽就可以控制舵机的角度。如何产生PWM波：11.[STM32]PWM脉宽调制-呼吸灯

2. 占空比调节函数

PWM占空比的调节通过TIM_SetCompare函数进行相应调节。通过查找资料，我们可以知道有
TIM_SetCompare1
TIM_SetCompare2
TIM_SetCompare3
TIM_SetCompare4共四个，它们分别可以控制着CH1-CH4的占空比。

函数原形：
void TIM_SetCompare1(TIM_TypeDef* TIMx, u16 Compare1)

第一个参数传入相应定时器，本次实验选择TIM3的CH1，故选择TIM_SetCompare1、TIM3。
第二个参数是捕获比较 1 寄存器新值，即定时时间。

例如，我们想要控制舵机旋转，需要产生周期为20ms的脉冲，其操作如下：

 PWM_UserConfig(200-1,7200-1);//50hz 20ms  72000   
 //72 000 000/7200=10 000 Hz
 //10 000*0.020=200

每次进入中断服务程序间隔时间为：时间=1/频率×次数

重装载值Period为200,也就是计数到200产生一个更新事件或者中断（定时到了）。
计算过程：
时间=1/频率×次数，次数=时间x频率=0.020（20ms）x10 000=200

 PWM_UserConfig(200-1,7200-1);

那么，我们想要产生1ms的脉宽该如何操作呢？
x=10 000hz*0.001=10，即Compare1=10，就可以实现舵机旋转45°。

TIM_SetCompare1(TIM3，10)；

按照这个方法我们可以计算出其他对应的角度：

TIM_SetCompare1(TIM3,5);//0°
TIM_SetCompare1(TIM3,10);//45°
TIM_SetCompare1(TIM3,15);//90°
TIM_SetCompare1(TIM3,20);//135°
TIM_SetCompare1(TIM3,25);//180°

3.结语

今天的分享就到这里，谢谢大家的耐心阅读，如果觉得有用的话给个👍👍👍

🌜🌜🌜本章结束，我们下一章见🌜🌜🌜

参考资料：
1.STM32固件库手册
2.正点原子STM32不完全手册_库函数版本
3.学习视频链接

资料已上传，需要自取

附录：全部程序

//main.c
#include "sys.h"
#include "delay.h"
#include "pwm.h"


 int main(void)
 {		
	 
	 //u8 flag = 0,time = 0;
	 
	 delay_init();
	 PWM_UserConfig(200-1,7200-1);//50hz 20ms  72000   
	 
	 while(1){
		 
			TIM_SetCompare1(TIM3,5);//0
		 delay_ms(500);
		 TIM_SetCompare1(TIM3,10);//45
		 delay_ms(500);
		  // TIM_SetCompare1(TIM3,15);//90
			//TIM_SetCompare1(TIM3,20);//135
			//TIM_SetCompare1(TIM3,25);//180
		  //DuoJi();
		 
 }
}
 
//pwm.c
#include "pwm.h"



void PWM_UserConfig(u16 Period,u16 Prescaler){
	
	
	GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
	TIM_TimeBaseInitTypeDef  TIM_InitStructure;
	TIM_OCInitTypeDef PWM_InitStructure;
	
	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA|RCC_APB2Periph_AFIO,ENABLE);
	RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM3,ENABLE);
	
	//PA1 TIM2_CH2
	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = CH1;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;//复用推挽输出
	GPIO_Init(PWM_PROT,&GPIO_InitStructure);
	
	TIM_InitStructure.TIM_Period = Period;
	TIM_InitStructure.TIM_Prescaler = Prescaler;
	TIM_InitStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1;//不分割
	TIM_InitStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;//向上计数
	TIM_InitStructure.TIM_RepetitionCounter = DISABLE;//不重复计数
	TIM_TimeBaseInit(TIM3,&TIM_InitStructure);
	TIM_Cmd(TIM3,ENABLE);//开启全局使能

	//PWM配置
	PWM_InitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM1;
	PWM_InitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable;//输出使能
	PWM_InitStructure.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_High;//输出极性高
	TIM_OC1Init(TIM3,&PWM_InitStructure);//通道几就选oc几
	
	TIM_OC1PreloadConfig(TIM3,ENABLE);//预装在寄存器 
	TIM_SetCompare1(TIM3,0);//控制占空比
}
void DuoJi(void){

	u16 com[] = {5,10,15,20,25,20,15,10,5};
	
	for(u8 i = 0;i<9;i++){
	
		TIM_SetCompare1(TIM3,com[i]);
		delay_ms(500);
	
	}
}

//pwm.h
#ifndef __PWM_H
#define __PWM_H

#include "sys.h"
#include "delay.h"

#define CH1 GPIO_Pin_6
#define PWM_PROT GPIOA

void PWM_UserConfig(u16 Period,u16 Prescaler);
void DuoJi(void);
#endif