STM32F407 cubemx定时器PWM驱动舵机

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@小白创作中心

STM32F407 cubemx定时器PWM驱动舵机

引用

CSDN

https://m.blog.csdn.net/weixin_52531699/article/details/137976770

本文将介绍如何使用STM32F407微控制器和CubeMX配置定时器PWM驱动舵机。文章详细介绍了舵机的工作原理、控制方法，并提供了具体的硬件配置和代码实现。

什么是舵机

在机器人机电控制系统中，舵机控制效果是性能的重要影响因素。舵机可以在微机电系统和航模中作为基本的输出执行机构，其简单的控制和输出使得单片机系统非常容易与之接口。

舵机是一种位置（角度）伺服的驱动器，适用于那些需要角度不断变化并可以保持的控制系统。目前在高档遥控玩具，如航模，包括飞机模型，潜艇模型；遥控机器人中已经使用得比较普遍。舵机是一种俗称，其实是一种伺服马达。

舵机的工作原理

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。就像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。以180度角度伺服为例，那么对应的控制关系是这样的：

频率=1s/20ms=50HZ
0.5ms--------------0度
1.0ms------------45度
1.5ms------------90度
2.0ms-----------135度
2.5ms-----------180度

CUBEMX配置

电路使用外部晶振

结合数据手册分析APB2配置时不等于1，定时器1可以配置成168MHZ。

本人配置的定时器1，4个通道都配置了但是只用了两个一个示波器观察，一个控制舵机

1680×2000÷（168×10^6)=0.02s=20ms这也是一次周期循环所要的时间。

代码部分

主函数部分：

int main(void)
{
  /* USER CODE BEGIN 1 */
  /* USER CODE END 1 */
  /* MCU Configuration--------------------------------------------------------*/
  /* Reset of all peripherals, Initializes the Flash interface and the Systick. */
  HAL_Init();
  /* USER CODE BEGIN Init */
  /* USER CODE END Init */
  /* Configure the system clock */
  SystemClock_Config();
  /* USER CODE BEGIN SysInit */
  /* USER CODE END SysInit */
  /* Initialize all configured peripherals */
  MX_GPIO_Init();
  MX_TIM1_Init();
  /* USER CODE BEGIN 2 */
    HAL_TIM_PWM_Start(&htim1,TIM_CHANNEL_1);  //开启定时器1通道1
    HAL_TIM_PWM_Start(&htim1,TIM_CHANNEL_2);
    //__HAL_TIM_SET_COMPARE(&htim1,TIM_CHANNEL_1,1000);
  //ServoCtrl(1,180);
    ServoCtrl2(1,180,1);        //通道1旋转角度180度以及速度设置为1
    ServoCtrl2(2,180,1);
  /* USER CODE END 2 */
  /* Infinite loop */
  /* USER CODE BEGIN WHILE */
  while (1)
  {
    /* USER CODE END WHILE */
    /* USER CODE BEGIN 3 */
  }
  /* USER CODE END 3 */
}

servo.h：

#ifndef _SERVO_H
#define _SERVO_H
#include "tim.h"
void ServoCtrl(uint8_t Channel,uint8_t Servo_Angle);
void ServoCtrl2(uint8_t Channel,float Servo_Angle,short speed);
#endif

servo.c：

#include "servo.h"
/*
    此代码对应的ARR值必须为2000
    ServoCtrl(uint8_t Channel,uint8_t Servo_Angle)是直接输入角度，会将角度计算成对应的PWM
    ServoCtrl2(uint8_t Channel,float Servo_Angle,short speed)   //可设置速度型speed越小速度越慢，最终输出值只会接近期望角度
*/
void ServoCtrl(uint8_t Channel,uint8_t Servo_Angle)
{
    short angle_pwm;
    angle_pwm=50+(float)Servo_Angle/180*200; //舵机角度PWM转换公式
    switch(Channel)
      {
            case 1:            //电机1正转              
                 __HAL_TIM_SET_COMPARE(&htim1,TIM_CHANNEL_1,angle_pwm); //相当于一个周期内（20ms）有0.5ms高脉冲
                break;
            case 2:
                __HAL_TIM_SET_COMPARE(&htim1,TIM_CHANNEL_2,angle_pwm); //相当于一个周期内（20ms）有0.5ms高脉冲
                break;
            case 3:
                __HAL_TIM_SET_COMPARE(&htim1,TIM_CHANNEL_3,angle_pwm); //相当于一个周期内（20ms）有0.5ms高脉冲
                break;
            case 4:
                __HAL_TIM_SET_COMPARE(&htim1,TIM_CHANNEL_4,angle_pwm); //相当于一个周期内（20ms）有0.5ms高脉冲
                break;
    }
    
}
void ServoCtrl2(uint8_t Channel,float Servo_Angle,short speed)   //可设置速度型
{
    
    float angle_pwm=0;
    
    angle_pwm = 50+(Servo_Angle*200/180);
    for(short i=0;i<angle_pwm;i+=speed)
    {
        if      (Channel==1)     __HAL_TIM_SET_COMPARE(&htim1,TIM_CHANNEL_1,i); //相当于一个周期内（20ms）有0.5ms高脉冲
        else	if(Channel==2) 		 __HAL_TIM_SET_COMPARE(&htim1,TIM_CHANNEL_2,i); //相当于一个周期内（20ms）有0.5ms高脉冲
        else	if(Channel==3)     __HAL_TIM_SET_COMPARE(&htim1,TIM_CHANNEL_3,i); //相当于一个周期内（20ms）有0.5ms高脉冲
        else	if(Channel==4)		 __HAL_TIM_SET_COMPARE(&htim1,TIM_CHANNEL_4,i); //相当于一个周期内（20ms）有0.5ms高脉冲
        HAL_Delay(15);	
    }
    
}

具体对定时器的讲解请参考第四篇文章链接：https://blog.csdn.net/weixin_52531699/article/details/135422167?spm=1001.2014.3001.5502