STM32控制舵机的原理及代码

 

1、舵机的工作原理：

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。

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2、如何让舵机转到指定角度：

控制线用于传输角度控制信号。这个角度是由控制信号脉冲的持续时间决定的，这叫做脉冲编码调制（PCM）。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，总间隔为2ms。脉冲的宽度将决定马达转动的距离。例如：1.5毫秒的脉冲，电机将转向90度的位置（通常称为中立位置，对于180°舵机来说，就是90°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；2.0ms———–135度；2.5ms———–180度；

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3、舵机转动角度对应的占空比以及比较寄存器的值计算方法：

舵机配置需要满足频率为50HZ,PWM占空比是指在一个周期内，信号处于高电平的时间占据整个信号周期的百分比，由于PWM周期为20ms，所以（以舵机会转动 45°为例），占空比就应该为1ms/20ms = 5%，所以TIM_SetCompare1的 TIMx 捕获比较 1 寄存器就为200-200*5% = 190

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4、STM32控制舵机的代码：

控制舵机代码：

Main.cpp

#include "sys.h"

#include "delay.h"

#include "usart.h"

#include "led.h"

#include  "timer.h"

 

int main(void)

{

       u16 led0pwmval=185;

       //u8 dir =1;

       delay_init();

       LED_Init();

       TIM3_PWM_Init(199, 7199);//50hz

       while(1)

       {

       led0pwmval=195;//45

       TIM_SetCompare2(TIM3,led0pwmval);

       delay_ms(800);

             

       led0pwmval=190;//45

       TIM_SetCompare2(TIM3,led0pwmval);

       delay_ms(800);

             

       led0pwmval=185;//90

       TIM_SetCompare2(TIM3,led0pwmval);

       delay_ms(800);

             

  led0pwmval=180;//135

       TIM_SetCompare2(TIM3,led0pwmval);

       delay_ms(800);

             

       led0pwmval=175;//180

       TIM_SetCompare2(TIM3,led0pwmval);

       delay_ms(800)；

      

       }

}

Timer.h

#ifndef __TIMER_H

#define __TIMER_H

#include "sys.h"

 

void TIM3_PWM_Init(u16 arr , u16 psc);

 

#endif

 

Timer.c

#include "timer.h"

 

void TIM3_PWM_Init(u16 arr , u16 psc)

{

      

        GPIO_InitTypeDef  GPIO_InitTypestrue;

        TIM_TimeBaseInitTypeDef  TIM_TimeBaseInitTypestrue;

       TIM_OCInitTypeDef  TIM_OCInitTypesture;

      

       RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM3,ENABLE);

       RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB|RCC_APB2Periph_AFIO,ENABLE);//使能GPIO时钟，以及TIM3时钟使能

       GPIO_PinRemapConfig(GPIO_PartialRemap_TIM3,ENABLE);//复用

      

       GPIO_InitTypestrue.GPIO_Mode=GPIO_Mode_AF_PP;

       GPIO_InitTypestrue.GPIO_Pin=GPIO_Pin_5;

       GPIO_InitTypestrue.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz;

       GPIO_Init(GPIOB,&GPIO_InitTypestrue);    //GPIO初始化

      

      TIM_TimeBaseInitTypestrue.TIM_Period=arr;

       TIM_TimeBaseInitTypestrue.TIM_Prescaler=psc;

       TIM_TimeBaseInitTypestrue.TIM_CounterMode=TIM_CounterMode_Up;

       TIM_TimeBaseInitTypestrue.TIM_ClockDivision=TIM_CKD_DIV1;

       TIM_TimeBaseInit(TIM3 ,&TIM_TimeBaseInitTypestrue);   //定时器初始化

      

       TIM_OCInitTypesture.TIM_OutputState=TIM_OutputState_Enable;

       TIM_OCInitTypesture.TIM_OCMode=TIM_OCMode_PWM2;

       TIM_OCInitTypesture.TIM_OCPolarity=TIM_OCPolarity_High;

       TIM_OC2Init(TIM3 ,&TIM_OCInitTypesture );//CH2通道初始化

      

       TIM_OC2PreloadConfig( TIM3 ,TIM_OCPreload_Enable);//使能预装载寄存器

       TIM_Cmd(TIM3,ENABLE);

}