快速学习Stm32舵机控制板控制一个舵机运动

PWM是什么？
PWM，英文名Pulse Width Modulation，是脉冲宽度调制缩写，它是通过对一系列脉冲的宽度进行调制，等效出所需要的波形（包含形状以及幅值），对模拟信号电平进行数字编码，也就是说通过调节占空比的变化来调节信号、能量等的变化，占空比就是指在一个周期内，信号处于高电平的时间占据整个信号周期的百分比，例如方波的占空比就是50%.

使用pwmj就要用到定时器
STM32 的定时器除了 TIM6 和 7。其他的定时器都可以用来产生 PWM 输出。其中高级定时器 TIM1 和 TIM8 可以同时产生多达 7 路的 PWM 输出。而通用定时器也能同时产生多达 4路的 PWM 输出，这样， STM32 最多可以同时产生 30 路 PWM 输出！这里我们仅利用 TIM4的 CH4产生一路 PWM 输出。

PWM的频率： 是指1秒钟内信号从高电平到低电平再回到高电平的次数(一个周期)；
也就是说一秒钟PWM有多少个周期（定时器的应用）
单位： Hz

表示方式： 50Hz 100Hz

PWM的周期：

T=1/f

周期=1/频率

50Hz = 20ms 一个周期

如果频率为50Hz ，也就是说一个周期是20ms 那么一秒钟就有 50次PWM周期
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 寄存器值就为200-200*5% = 190

单位： % (0%-100%)

表示方式：20%

如何实现PWM信号输出?
<1> 可以直接通过芯片内部模块输出PWM信号，前提是这个I/O口要有集成模块，只需要简单几步操作即可，这种自带有PWM输出的功能模块在程序设计更简便，同时数据更精确。如下图，一般的IC口都会标明这个是否是PWM口；

<2> 但是如果IC内部没有PWM功能模块，或者要求不是很高的话可以利用I/O口设置一些参数来输出PWM信号，因为PWM 信号其实就是一高一低的一系列电平组合在一起。具体方法是给I/O加一个定时器，对于你要求输出的PWM信号频率与你的定时器一致，用定时器中断来计数，但是这种方法一般不采用，除非对于精度、频率等要求不是很高可以这样实现。

二、舵机
什么是舵机？
舵机也叫也叫 RC 伺服器，通常用于机器人项目，也可以在遥控汽车，飞机等航模中找到它们。
类似舵机这样的伺服系统通常由小型电动机，电位计，嵌入式控制系统和变速箱组成。
电机输出轴的位置由内部电位计不断采样测量，并与微控制器（例如STM32,Arduino）设置的目标位置进行比较；
根据相应的偏差，控制设备会调整电机输出轴的实际位置，使其与目标位置匹配。这样就形成了闭环控制系统。

控制原理
通过向舵机的信号信号线发送PWM信号来控制舵机的输出量；

一般来说，PWM的周期以及占空比，我们是可控的，所以PWM脉冲的占空比直接决定了输出轴的位置。

下面举个例子；

当我们向舵机发送脉冲宽度为1.5毫秒（ms）的信号时，舵机的输出轴将移至中间位置（90度）；

脉冲宽度为1ms时，舵机的输出轴将移至最小的位置（0度）；

脉冲宽度为2ms时，舵机的输出轴将移至最小的位置（180度)；

注意：不同类型和品牌的伺服电机之间最大位置和最小位置的角度可能会不同。许多伺服器仅旋转约170度（或者只有90度），但宽度为1.5 ms的伺服脉冲通常会将伺服设置为中间位置（通常是指定全范围的一半）；

具体可以参考下图；

占空比 = t / T 相关参数如下：
t = 0.5ms——————-舵机会转到 0 °
t = 1.0ms——————-舵机会转到 45°
t = 1.5ms——————-舵机会转到 90°
t = 2.0ms——————-舵机会转到 135°
t = 2.5ms——————-舵机会转到 180°

将 PWM 舵机接到 SERVOR-32 控制板舵机接口中的 PB15 口，控制板上电后舵机将从 0-270 度快速转动，然后从 270 度到 0 度慢速转动。可以看到舵机速度的变化，总线舵机同样。

原理
对于 PWM 舵机， 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。
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，总间隔为 2ms。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；

本次测试使用开发板-6路舵机控制板stm32f103c8t6 使用180度舵机MG90S

void PWM_Init(void)
{
	IO口的初始化
	RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM2, ENABLE);
	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);
	
	GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_1;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
	GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
	
	TIM_InternalClockConfig(TIM2);
	//时钟复用
	TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseInitStructure;
	TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1;
	TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;
	TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Period = 20000 - 1;		//ARR
	TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Prescaler = 72 - 1;		//PSC
	TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_RepetitionCounter = 0;
	TIM_TimeBaseInit(TIM2, &TIM_TimeBaseInitStructure);
	//PWM模式配置
	TIM_OCInitTypeDef TIM_OCInitStructure;
	TIM_OCStructInit(&TIM_OCInitStructure);
	TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM1;
	TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_High;
	TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable;
	TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse = 0;		//CCR
    //选择需要的通道，每个定时器都有有控制的通道即所谓的输出IO管脚/IO口，通道选择需要查看对应的文档
	TIM_OC2Init(TIM2, &TIM_OCInitStructure);
	TIM_Cmd(TIM2, ENABLE);
}

//调用时直接设置需要控制的值或者/角度 Compare（0~180度）
void PWM_SetCompare2(uint16_t Compare)
{
	TIM_SetCompare2(TIM2, Compare);
}

man 直接调用

PWM_Init();
//Angle 0~180 范围
PWM_SetCompare2（Angle / 180 * 2000 + 500）

//学习总结
pwm 脉冲的宽度进行调制，
定时器的应用
了解认识舵机的控制远离角度

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