stm32之MG995舵机+原理+程序+详解

*一.舵机参数

产品型号 MG995
产品重量 55g
工作扭矩 13KG/cm
反应转速 53-62R/M
使用温度 -30~+60°
死区设定 4微秒
插头类型 JR、FUTABA通用
转动角度 最大180度
舵机类型 模拟舵机
工作电流 100mA
使用电压 3-7.2V
结构材质 金属铜齿、空心杯电机、双滚珠轴承 无负载
操作速度 0.17秒/60度(4.8V)；0.13秒/60度(6.0V)

1.1.舵机的接线*

如果是两白一黑，则黑为GND，中间也是VCC，旁边是信号线。
（信号线连接在stm32上能够输出PWM的引脚上----<如何知道哪个是有PWM的引脚，通过芯片手册或开发板带的资料讲解里面有>）
二.使用原理
舵机的控制一般需要一个20ms的脉冲，角度对应如下：
t = 0.5ms——————-舵机会转动 0 °
t = 1.0ms——————-舵机会转动 45°
t = 1.5ms——————-舵机会转动 90°
t = 2.0ms——————-舵机会转动 135°
t = 2.5ms——————-舵机会转动180°

所以转的角度也就取决于高电平在这段20ms周期中的时间（占空比）。

三.代码讲解
（后面还有疑解答，建议大家认真先看一下代码内容，再看讲解就会理解）
main.c

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


 int main(void)
 {
     		
	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
	uart_init(115200);	 //串口初始化为115200
 	LED_Init();		 //LED端口初始化
	KEY_Init();
	 
 	TIM3_PWM_Init(199,7199);	 //(199+1)*(7199+1)/72*10^6
      //上面一行求出0.02s,即20ms
   	while(1)
	{
     		
     if (KEY0==0)
	{
     
		delay_ms(195);
		TIM_SetCompare2(TIM3, 195);//0度
		LED1=0;
	}

	if(KEY1==0)
	{
     
		delay_ms(190);
		TIM_SetCompare2(TIM3, 190);//90度
	}
	if(WK_UP==1)
	{
     
		delay_ms(10);
		TIM_SetCompare2(TIM3, 185);//90度
	}		
	}	 
 }

  //------------------------------------------------------------
// t = 0.5ms——————-舵机会转动 0 °
//t = 1.0ms——————-舵机会转动 45°
//t = 1.5ms——————-舵机会转动 90°
//t = 2.0ms——————-舵机会转动 135°
//t = 2.5ms——————-舵机会转动180°
 
 

timer.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;
		}
}

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_GPIOB  | RCC_APB2Periph_AFIO, ENABLE);  //使能GPIO外设和AFIO复用功能模块时钟
	
	GPIO_PinRemapConfig(GPIO_PartialRemap_TIM3, ENABLE); //Timer3部分重映射  TIM3_CH2->PB5    
 
   //设置该引脚为复用输出功能,输出TIM3 CH2的PWM脉冲波形	GPIOB.5
	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_5; //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(GPIOB, &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
	
}

timer.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

本人所实现的功能是按下一个按键，舵机转动相应角度。

其中下面的这个函数最为关键。

TIM_SetCompare2(TIM3, 185);//90度

四.疑问解答：
1.我该如何计算括号里的数，从而实现我想要的功能？
此处以90度为例。

答：PWM周期为20ms，所以占空比就应该为1.5ms/20ms = 7.5%，
所以TIM_SetCompare2的 TIMx 捕获比较 1 寄存器值就为200-200*7.5% = 185

2.为何用200减，而不是300，400之类的？
答：之前写过，TIM3_PWM_Init(199,7199);，这里和（199+1=200），所以是用200减。有些参考是（1999，719），周期也是20ms，减的话用2000减，只是括号里写的不同，本质只是一样的。
（结合第一问也就是：2000-7.5%2000=1850）

五.硬件连接
本人用的是正点原子精英版，例程是PB5引脚，其他板子可用映射，自己设置。

六.注意事项
1.函数初始化不能少。
2.出现带不动舵机的情况，外用电源试试||信号线处串个电阻。
3.巧用示波器，看看占空比是否正常。