STM32控制舵机转动_从0到1

发布于:2023-07-04 ⋅ 阅读:(96) ⋅ 点赞:(0)

清单

  1. STM32F103C8T6 1个,Jlink下载线 1根
  2. MG90S舵机 1个
  3. 12V电源 1个,12V转5V降压模块(给舵机供电) 1个
  4. 杜邦线数根

MG90S舵机

如图所示,舵机有三根线,红色接5V正极,黑色接地;黄色为信号线,接收PWM信号

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实物图

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输出PWM控制舵机

STM32控制舵机,总的来说是向舵机信号线发送周期为20ms的PWM(Pulse Width Modulation 脉冲宽度调制)信号来控制舵机转角,PWM脉冲的占空比决定了舵机的转角位置,对应关系如下图;

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STM32靠定时器TIM实现PWM信号的输出,STM32有多个定时器,分为通用定时器和高级定时器,每个通用定时器都可以输出4路PWM,本文采用TM2_CH4,及定时器2的第4路PWM;对应STM32F103C8T6上的PB11引脚;

创建工程输出PWM

本文使用STM32CubeMX创建工程,更加简单高效,即便对单片机不熟悉也可操作成功;

一、打开STM32CubeMX,新建一个工程,搜索并选择STM32F103C8,然后start project;
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二、进行基本设置,配置RCC、SYS、HCLK

  1. RCC -> 设置高速外部时钟HSE 选择外部时钟源
  2. SYS -> 选择Debug方式 serial wire
  3. HCLK -> 设置为72MHZ
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三、设置定时器

  1. 选择TIM2
  2. 选择内部时钟源
  3. 设置Channel4为PWM模式
  4. 右侧对应管脚自动设置为复用模式
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设置定时器参数
控制舵机我们需要设置PWM输出一个周期时间为20ms的信号,定时器时钟为72Mhz

  1. 预分频Prescaler设置为720-1,则单周期为72M/(Prescaler + 1) = 100Khz(0.01ms)
  2. 以20ms为周期,则Counter Period为20ms/0.01ms - 1 = 1999
  3. 此处可设定默认脉冲宽度为0.5ms,及0.5/20*2000 = 50
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四、接下来设置输出格式

  1. 添加工程名PWM
  2. 修改IDE为MDK-ARM V5
  3. 在Code Genetator中设置包含库与工程格式
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至此STM32CubeMX已设置完成,接下来GENERATE CODE,并打开文件;
在main函数中启动定时器,并输出一定的脉冲的PWM信号即可驱动舵机;

五、修改代码

在main.c文件相应位置处添加如下代码

  1. 启动PWM输出
  2. 输出PWM信号
/* USER CODE BEGIN Includes */
#include "stdio.h"
/* USER CODE END Includes */

  /* USER CODE BEGIN 2 */
  HAL_TIM_PWM_Start(&htim2,TIM_CHANNEL_4); //启动定时器
  int compareValue = 150; //将compareValue设置为50、150、250分别对应0°、90°、180°
  /* USER CODE END 2 */

  /* Infinite loop */
  /* USER CODE BEGIN WHILE */
  while (1)
  {
    /* USER CODE END WHILE */

    /* USER CODE BEGIN 3 */
    	__HAL_TIM_SET_COMPARE(&htim2, TIM_CHANNEL_4, compareValue); //输出PWM信号
		HAL_Delay(10);
  }
  /* USER CODE END 3 */
}

添加完以上代码之后,编译,然后通过JLink将程序LOAD到STM32F103C8T6,将舵机信号线连接PB11(TIM2_CHANNEL4)口,并接上电源,舵机即可转动到指定角度;由以上定时器设定可知,compareValue值50、150、250 对应 0.5ms、1.5ms、2.5ms 对应 0°、90°、180°;若想让舵机连续转动,在50~250内循环改变compareValue值即可;

六、接线

开始时用单片机的5V输出给舵机供电,舵机哒哒哒响,但是不转,怀疑是供电不给力,单独供电后驱动成功;

  1. JIink连接电脑和单片机,下载程序到单片机并给单片机供电
  2. 舵机黄色信号线接STM32F103C8T6引脚PB11,接收PWM信号
  3. 舵机红色电源线接稳压板5V输出正极,舵机黑色地线需与单片机地相连
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调试

实操中可能会出现各种各样的问题,以下有几种调试方法

一、舵机测试

调试模块一端接电,一段接舵机,手动模式下,舵机会跟着旋钮同步旋转,可以用来测试舵机是否健康;
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二、串口调试助手

可下载串口调试助手,用ttl转USB模块连接电脑,在特定位置进行打印输出,检查程序是否按预设运行
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