STM32使用PWM控制舵机

STM32使用PWM控制舵机

1、舵机的控制原理

舵机是一种位置伺服驱动器，是一种带有输出轴的小装置。当我们向伺服器发送一个控制信号时，输出轴就可以转到特定的位置。只要控制信号持续不变，伺服机构就会保持相对的角度位置不变。如果控制信号发生变化，输出轴的位置也会相应发生变化。舵机的控制大部分都是通过PWM信号控制的。这里以stm32f103为例介绍。

2、舵机运动图

占空比 = t / T 相关参数如下：
12.5% —————— 舵机会转到 -90°
10.0% —————— 舵机会转到 -45°
7.50% —————— 舵机会转到 0°
5.00% —————— 舵机会转到 45°
2.50% —————— 舵机会转到 90°

通过程序设置定时器的TIM_Period = 1999，TIM_Prescaler = 719。
计数器每加1的时间为=720/72000000s = 1/100000s = 10us 
重装载值为1999，则定时器的周期为10us * 2000 = 20ms

PB0 -- TIM3_CH3的PWM功能初始化:
void TIM3_CH3_PWM_Init(u16 arr,u16 psc)
{
    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
    TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseStructure;
    TIM_OCInitTypeDef TIM_OCInitTypeStructure;
    
    //打开端口时钟、复用功能时钟以及定时器外设时钟
    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB | RCC_APB2Periph_AFIO,ENABLE); 
    RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM3,ENABLE);
    
    GPIO_PinRemapConfig(GPIO_Remap_TIM3,ENABLE);    //使用部分映射或者不使用映射
    
    //设置该引脚为复用输出功能
    GPIO_InitStruct.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0;
    GPIO_InitStruct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;
    GPIO_InitStruct.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
    GPIO_Init(GPIOB,&GPIO_InitStructure);
    
    //初始化TIM3
    TIM_TimeBaseStruct.TIM_Period = arr;//重装载值 
    TIM_TimeBaseStruct.TIM_Prescaler = psc;//预分频值 
    TIM_TimeBaseStruct.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1;    
    TIM_TimeBaseStruct.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;
    TIM_TimeBaseInit(TIM3,&TIM_TimeBaseStructure);
    
    //初始化PWM
    TIM_OCInitTypeStruct.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM2; 
    TIM_OCInitTypeStruct.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable;
    TIM_OCInitTypeStruct.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_High;
    TIM_OC3Init(TIM3,&TIM_OCInitTypeStructure); //选择定时器输出通道 TIM3_CH3
    
    //使能预装载寄存器
    TIM_OC3PreloadConfig(TIM3,TIM_OCPreload_Enable);
    
    //使能定时器
    TIM_Cmd(TIM3,ENABLE);
}    

主函数中TIM3_CH3的PWM功能初始化：
TIM3_CH3_PWM_Init(1999,719);
//PWM频率=72000000/（719+1）/（1999+1）= 50hz 周期为20ms 
​
控制舵机：   
//-90度
TIM_SetCompare3(TIM3,1750);     //占空比（2000-1750）/ 2000 = 12.5%
​
//45度
//TIM_SetCompare3(TIM3,1800);   //占空比（2000-1800）/ 2000 = 10.0%
​
//0度
//TIM_SetCompare3(TIM3,1850);   //占空比（2000-1850）/ 2000 = 7.50%
​
//-45度
//TIM_SetCompare3(TIM3,1900);   //占空比（2000-1900）/ 2000 = 5.00%
​
//-90度
//TIM_SetCompare3(TIM3,1950);   //占空比（2000-1950）/ 2000 = 2.50%