STM32产生PWM驱动舵机详解

ID:215520 · 发表于 2019-3-14 09:33

Stm32驱动舵机

一、舵机分类：数字舵机和模拟舵机

数字舵机
一般价格贵的舵机基本都是数字舵机，反之就是模拟舵机了。他们之间的区别就是，数字的舵机你输出脉冲后，会很清脆的到达固定的角度，不会产生异响，脉冲固定舵机不会产生吱吱的响。模拟舵机你输出的脉冲固定以后吱吱的响，在不动和动的边缘游荡。
需要驱动他们就必须输出固定的脉冲。这篇博主写的不错。(http://blog.sina.com.cn/s/blog_8240cbef01018hu1.html)总结一下，就是需要产生20ms(50Hz)基准，占空比可调的PWM波。

角度	0	45	90	135	180
占空比	0.5	1.0	1.5	2.0	2.5

根据这个表格，我们得出一个公式：一度的占空比 = 1 / 90 * 角度 + 0.5
搞明白这些，我们就要去让stm32产生这样的PWM的就可以驱动舵机了。
二、STM32产生PWM
   产生PWM就要用到定时器了，Stm32内部的定时器资源非常丰富。
这里我们用通用定时器。
初始化的话，正常配置就可以。
强调一下：stm32定时器的时钟频率是72MHz，这里想问一下是8MHz * 9 = 72MHz来的吗？
看下时钟树：
看这里，是由APB1的分频系数决定的。APB1的外设桥的时钟最大频率是36MHz，如果AHB的频率是72MHz的话，
APB1的分频系数必定为2，TIM2,3,4的时钟频率是36MHz*2得来的。
时钟频率怎么来的知道了的话。
这样的话，咱们就知道了定时器的时钟频率为72MHz。通过配置PSC预分频器寄存器R自动重装载寄存器(它们都是16位的寄存器)，就可以设置到咱们需要的PWM波了。
目标是50Hz的PWM波形，72000000 / 7200(PSC) / 200(ARR) = 50Hz
这只是一组PSC和ARR的组合，读者可以自己选择。这样的话，前面的计算公式就要相应改变了，放大10倍：ARR = 1 / 9 * 角度 + 5
根据这个公式就可以算得，ARR自动重装的值了。(输出极性:TIM输出比较极性低)
下面贴出代码：
舵机控制代码
void Servo_Control(uint16_t angle)
{
   floattemp;
   temp =(1.0 / 9.0) * angle + 5.0;//寄存器值 = 1/9 * 角度 + 5
   TIM_SetCompare4(TIM4,(uint16_t)temp);//将角度值写入比较寄存器
}
定时器初始化代码：
void Timer4_Init(void)
{
   GPIO_InitTypeDefGPIO_InitStructure;
   TIM_TimeBaseInitTypeDef  TIM_TimeBaseStructure;
   TIM_OCInitTypeDef  TIM_OCInitStructure;
   RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM4,ENABLE);
   RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB| RCC_APB2Periph_AFIO, ENABLE);//使能PB外设和AFIO复用功能模块时钟使能

//设置该引脚为复用输出功能,输出TIM4的CH4的PWM脉冲波形
   GPIO_InitStructure.GPIO_Pin= GPIO_Pin_9; //TIM4_CH4
   GPIO_InitStructure.GPIO_Mode= GPIO_Mode_AF_PP; //复用推挽输出
   GPIO_InitStructure.GPIO_Speed= GPIO_Speed_50MHz;
   GPIO_Init(GPIOB,&GPIO_InitStructure);
   /******************72MHz / 200 / 7200 = 50Hz*******************/
   TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period= 200 - 1; //设置在下一个更新事件装入活动的自动重装载寄存器周期的值
   TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler= 7200 - 1; //设置用来作为TIMx时钟频率除数的预分频值
   TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision= 0; //设置时钟分割:TDTS = Tck_tim
   TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode= TIM_CounterMode_Up;  //TIM向上计数模式
   TIM_TimeBaseInit(TIM4,&TIM_TimeBaseStructure); //根据TIM_TimeBaseInitStruct中指定的参数初始化TIMx的时间基数单位

   TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode= TIM_OCMode_PWM2; //选择定时器模式:TIM脉冲宽度调制模式2
   TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState= TIM_OutputState_Enable; //比较输出使能
   TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity= TIM_OCPolarity_Low; //输出极性:TIM输出比较极性高
TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse= 0;//初始状态占空比为0
   TIM_OC4Init(TIM4,&TIM_OCInitStructure);  //根据TIM_OCInitStruct中指定的参数初始化外设TIMx

   TIM_Cmd(TIM4,ENABLE);  //使能TIM4外设
}