ART-PI调试记录

ART-PI PWM舵机使用（RT-Studio平台）

雷德斯 and枕头们，小飞哥好久没更新文章啦，最近实在是太忙啦，大家久等啦，这次是一个小伙伴想学习下舵机的使用，小飞哥立马到淘宝淘了一款，安排上，废话不多说，来干货，干就完事了！

最近比较忙，仅仅是做了移植，并没有像RTT的框架那样处理，伙伴们先凑合看吧，哈哈。

一、舵机简介（大多摘自网友帖子）

大致介绍下舵机的控制原理，错误之处，多多指教，作者看到，多多包涵！

控制信号由接收机的通道进入信号调制芯片，获得直流偏置电压。它内部有一个基准电路，产生周期为20ms，宽度为1.5ms的基准信号，将获得的直流偏置电压与电位器的电压比较，获得电压差输出。最后，电压差的正负输出到电机驱动芯片决定电机的正反转。当电机转速一定时，通过级联减速齿轮带动电位器旋转，使得电压差为0，电机停止转动。当然我们可以不用去了解它的具体工作原理，知道它的控制原理就够了。就象我们使用晶体管一样，知道可以拿它来做开关管或放大管就行了，至于管内的电子具体怎么流动是可以完全不用去考虑的。

 舵机的控制：

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。

其中，90度为中立位置，如果脉冲宽度小于1.5毫秒，那么电机轴向朝向0度方向。如果脉冲宽度大于1.5毫秒，轴向就朝向180度方向。以180度舵机为例，对应的控制关系是这样的：

   0.5ms-------------0度；

   1.0ms------------45度；

   1.5ms------------90度（中立位置）；

   2.0ms-----------135度；

   2.5ms-----------180度；

看下面形象描述：

舵机内部的控制电路，电位计（可变电阻器）和电机均被连接到电路板上，如内部结构图的右边部分。控制电路通过电位计可监控舵机的当前角度。

如果轴的位置与控制信号相符，那么电机就会关闭。如果控制电路发现这个角度不正确，它就会控制马达转动，直到它达到指定的角度。舵机角度根据制造商的不同而有所不同。比如，一个180度的舵机，它可以在0度至180度之间运动。由于限位装置被安装在主输出装置上，超出这个范围机械结构就不能再转动了。

舵机的输出功率与它所需要转动的距离成正比。如果输出轴需要转动很长的距离，马达就会全速运转，如果它只需要短距离转动，马达就会以较慢的速度运行，这叫做速度比例控制。

二、测试硬件

1、ART-PI开发板

2、舵机

 老规矩，还是基于RT-Studio的，原理都是一样的，大家看明白就可以啦，RT-Studio平台封了一路PWM，小飞哥没使用，此次使用的是PB0，对应TM3的通道3。

我们可以打开任意一个工程，找到CUBEMX创建的工程文件，double click点击打开即可，参看手册或者代码，其实库函数会告诉你很多东西，一定要利用好，TIM3是挂载在APB1时钟线上的，通过CUBEMX时钟树图，我们可以看到，配置的是240MHZ

 

 

我们需要产生一个周期为20ms的PWM信号，下面对TIM3下的通道3进行配置，选择最后一项

分频系数选择239，一个clock即为240MHZ/（239+1） = 1us，周期我们选择19999，也即是240MHZ/（239+1）*（19999+1） = 20ms

建议把CUBEMX文件另存为其他地方，不影响源文件，然后对代码生成就行一下如下面的设置，使得生成的代码层次清晰

接下来，就开始我们的代码移植到RT-Studio平台上，下图是我们生成的代码关于定时器3的配置内容，只需要把这部分拷贝到RT-Studio平台下即可

先在RT-Studio平台已有的工程文件下添加关于PB0映射到TIM3-Channel3的代码，开启PWM时钟配置

 

然后在drv_PWM.c文件中添加TIM3的初始化函数，也即是我们刚才代码生成的部分，直接拷贝过来即可，然后我们封装几个函数，在控制台调用，主要是初始化函数，几个时间控制函数，分别如下图所示

 

 

封装完以上几个函数后，我们在控制台输入help，可以看到，我们封装的函数已经出现在控制台啦，首先要输入初始化函数，这步是必须要做的，然后分别输入每个函数，查看舵机的动态就好啦；

 

控制舵机对我们来讲不过是一堆时钟信号，信号对了，自然结果就对，下面是在逻辑分析仪上观测的各个函数的波形，对应红色框框里面的

1、0.5ms高电平时钟信号

2、1ms高电平时钟信号

3、1.5ms高电平时钟信号

4、2.0ms高电平时钟信号

4、2.5ms高电平时钟信号

 

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    https://github.com/ART-Pi/website/tree/main/docs/tutorial

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