【STM32】舵机驱动

【STM32】舵机驱动

一.舵机简介

本次实验以MG995为例，从淘宝购买的180度版本。以下是舵机的基本参数：

舵机的控制原理如下：
周期：舵机通常需要一个 20ms 的周期信号。
脉宽：在这个 20ms 的周期内，高电平时间决定了舵机的转动角度。例如：
0.5ms 的高电平时间对应 0°。
1.0ms 的高电平时间对应 45°。
1.5ms 的高电平时间对应 90°。
2.0ms 的高电平时间对应 135°。
2.5ms 的高电平时间对应 180°。
看到这里可能会有疑问，输出的PWM波形，是怎么让舵机转动的？？？？？
其实，舵机内部有一个控制电路，通过检测 PWM 信号的脉宽来调整电机的位置。这个控制电路会将脉宽转换为相应的电机转动角度，从而实现精确的角度控制。

不同脉冲对应的舵机角度

下图是我用逻辑分析仪的截图，直观的看一下，输出不同高电平占空比的脉冲，对应舵机转动的角度：
0.5ms 的高电平时间对应 0°，单片机会不停输出脉冲信号

这是其中截取的一段，可以看到周期为20ms的脉冲信号，低电平占用19.5ms，高电平占用20-15=5ms

2.5ms 的高电平时间对应 180°

周期为20ms的脉冲信号，低电平占用17.5，高电平占用20-17.5=2.5ms

那么高电平占空比不够0.5ms或者超出2.5ms会怎样？？？
我替你们试过了，舵机不动，根本没反应！！！！

二.代码部分

我是借鉴的正点原子代码，通过按键控制舵机转动，系统时钟设定为72M

main.c

#include "led.h"
#include "delay.h"
#include "key.h"
#include "sys.h"
#include "usart.h"
#include "timer.h"
 

int main(void)
{
    vu8 key = 0;

    delay_init(); // 延时函数初始化
    NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2); // 设置NVIC中断分组2:2位抢占优先级，2位响应优先级
    KEY_Init();//按键初始化
    uart_init(115200); // 串口初始化为115200
    LED_Init(); // LED端口初始化
    TIM3_PWM_Init(199, 7199); // 10k频率。PWM频率=10k/200=50Khz

    while (1)
    {
        key = KEY_Scan(0); // 得到键值
        if (key)
        {
            switch (key)
            {
                case WKUP_PRES: 
                    TIM_SetCompare2(TIM3, 195); // 0度
                    break;
                case KEY1_PRES: 
                    TIM_SetCompare2(TIM3, 190); // 45度
                    break;
                case KEY0_PRES:
                    TIM_SetCompare2(TIM3, 175); // 180度
                    break;
            }
        }
        else
        {
            delay_ms(190);
        }
    }
}

下面是定时器部分，TIM3，CH2，没有复用引脚

time.c 

#include "timer.h"
#include "led.h"
#include "usart.h"


//通用定时器3中断初始化
//这里时钟选择为APB1的2倍，而APB1为36M
//arr：自动重装值。
//psc：时钟预分频数
//这里使用的是定时器3!
void TIM3_Int_Init(u16 arr,u16 psc)
{
	TIM_TimeBaseInitTypeDef  TIM_TimeBaseStructure;
	NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;

	RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM3, ENABLE); //时钟使能

	TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = arr; //设置在下一个更新事件装入活动的自动重装载寄存器周期的值	 计数到5000为500ms
	TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler =psc; //设置用来作为TIMx时钟频率除数的预分频值  10Khz的计数频率  
	TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = 0; //设置时钟分割:TDTS = Tck_tim
	TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;  //TIM向上计数模式
	TIM_TimeBaseInit(TIM3, &TIM_TimeBaseStructure); //根据TIM_TimeBaseInitStruct中指定的参数初始化TIMx的时间基数单位

	TIM_ITConfig(TIM3,TIM_IT_Update,ENABLE ); //使能指定的TIM3中断,允许更新中断

	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = TIM3_IRQn;  //TIM3中断
	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0;  //先占优先级0级
	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 3;  //从优先级3级
	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE; //IRQ通道被使能
	NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);  //根据NVIC_InitStruct中指定的参数初始化外设NVIC寄存器

	TIM_Cmd(TIM3, ENABLE);  //使能TIMx外设						 
}
//定时器3中断服务程序
void TIM3_IRQHandler(void)   //TIM3中断
{ 
	if (TIM_GetITStatus(TIM3, TIM_IT_Update) != RESET) //检查指定的TIM中断发生与否:TIM 中断源 
		{
		TIM_ClearITPendingBit(TIM3, TIM_IT_Update  );  //清除TIMx的中断待处理位:TIM 中断源 
		LED1=!LED1;
		}
}
//TIM3 PWM部分初始化 
//PWM输出初始化
//arr：自动重装值
//psc：时钟预分频数
void TIM3_PWM_Init(u16 arr, u16 psc)
{
    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
    TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseStructure;
    TIM_OCInitTypeDef TIM_OCInitStructure;

    RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM3, ENABLE); // 使能定时器3时钟
//    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA | RCC_APB2Periph_AFIO, ENABLE); // 使能GPIO外设和AFIO复用功能模块时钟

	 RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA , ENABLE);
    // 设置该引脚为复用输出功能, 输出TIM3 CH2的PWM脉冲波形 GPIOA.7
    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_7; // TIM_CH2
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP; // 复用推挽输出
    GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
    GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure); // 初始化GPIO

    // 初始化TIM3
    TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = arr; // 设置在下一个更新事件装入活动的自动重装载寄存器周期的值
    TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler = psc; // 设置用来作为TIMx时钟频率除数的预分频值
    TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = 0; // 设置时钟分割:TDTS = Tck_tim
    TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up; // TIM向上计数模式
    TIM_TimeBaseInit(TIM3, &TIM_TimeBaseStructure); // 根据TIM_TimeBaseInitStruct中指定的参数初始化TIMx的时间基数单位

    // 初始化TIM3 Channel2 PWM模式
    TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM2; // 选择定时器模式:TIM脉冲宽度调制模式2
    TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable; // 比较输出使能
    TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_High; // 输出极性:TIM输出比较极性高
    TIM_OC2Init(TIM3, &TIM_OCInitStructure); // 根据T指定的参数初始化外设TIM3 OC2

    TIM_OC2PreloadConfig(TIM3, TIM_OCPreload_Enable); // 使能TIM3在CCR2上的预装载寄存器

    TIM_Cmd(TIM3, ENABLE); // 使能TIM3
}

time.h

#ifndef __TIMER_H
#define __TIMER_H
#include "sys.h"


void TIM3_Int_Init(u16 arr,u16 psc);
void TIM3_PWM_Init(u16 arr,u16 psc);
#endif

三.源码部分

链接: https://pan.quark.cn/s/102dfbd95dd6
提取码：NwZg

作者：ଘ blue ଓ