stm32之MG995舵机+原理+程序+详解

    科技2024-06-18  71

    *一.舵机参数

    产品型号 MG995 产品重量 55g 工作扭矩 13KG/cm 反应转速 53-62R/M 使用温度 -30~+60° 死区设定 4微秒 插头类型 JR、FUTABA通用 转动角度 最大180度 舵机类型 模拟舵机 工作电流 100mA 使用电压 3-7.2V 结构材质 金属铜齿、空心杯电机、双滚珠轴承 无负载 操作速度 0.17秒/60度(4.8V);0.13秒/60度(6.0V)

    1.1.舵机的接线* 如果是两白一黑,则黑为GND,中间也是VCC,旁边是信号线。 (信号线连接在stm32上能够输出PWM的引脚上----<如何知道哪个是有PWM的引脚,通过芯片手册或开发板带的资料讲解里面有>) 二.使用原理 舵机的控制一般需要一个20ms的脉冲,角度对应如下: t = 0.5ms——————-舵机会转动 0 ° t = 1.0ms——————-舵机会转动 45° t = 1.5ms——————-舵机会转动 90° t = 2.0ms——————-舵机会转动 135° t = 2.5ms——————-舵机会转动180°

    所以转的角度也就取决于高电平在这段20ms周期中的时间(占空比)。

    三.代码讲解 (后面还有疑解答,建议大家认真先看一下代码内容,再看讲解就会理解) main.c

    #include "led.h" #include "delay.h" #include "key.h" #include "sys.h" #include "usart.h" #include "timer.h" int main(void) { delay_init(); //延时函数初始化 NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2); //设置NVIC中断分组2:2位抢占优先级,2位响应优先级 uart_init(115200); //串口初始化为115200 LED_Init(); //LED端口初始化 KEY_Init(); TIM3_PWM_Init(199,7199); //(199+1)*(7199+1)/72*10^6 //上面一行求出0.02s,即20ms while(1) { if (KEY0==0) { delay_ms(195); TIM_SetCompare2(TIM3, 195);//0度 LED1=0; } if(KEY1==0) { delay_ms(190); TIM_SetCompare2(TIM3, 190);//90度 } if(WK_UP==1) { delay_ms(10); TIM_SetCompare2(TIM3, 185);//90度 } } } //------------------------------------------------------------ // t = 0.5ms——————-舵机会转动 0 ° //t = 1.0ms——————-舵机会转动 45° //t = 1.5ms——————-舵机会转动 90° //t = 2.0ms——————-舵机会转动 135° //t = 2.5ms——————-舵机会转动180°

    timer.c

    #include "timer.h" #include "led.h" #include "usart.h" //通用定时器3中断初始化 //这里时钟选择为APB1的2倍,而APB1为36M //arr:自动重装值。 //psc:时钟预分频数 //这里使用的是定时器3! void TIM3_Int_Init(u16 arr,u16 psc) { TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseStructure; NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure; RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM3, ENABLE); //时钟使能 TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = arr; //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 计数到5000为500ms TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler =psc; //设置用来作为TIMx时钟频率除数的预分频值 10Khz的计数频率 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(TIM3, &TIM_TimeBaseStructure); //根据TIM_TimeBaseInitStruct中指定的参数初始化TIMx的时间基数单位 TIM_ITConfig(TIM3,TIM_IT_Update,ENABLE ); //使能指定的TIM3中断,允许更新中断 NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = TIM3_IRQn; //TIM3中断 NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0; //先占优先级0级 NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 3; //从优先级3级 NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE; //IRQ通道被使能 NVIC_Init(&NVIC_InitStructure); //根据NVIC_InitStruct中指定的参数初始化外设NVIC寄存器 TIM_Cmd(TIM3, ENABLE); //使能TIMx外设 } //定时器3中断服务程序 void TIM3_IRQHandler(void) //TIM3中断 { if (TIM_GetITStatus(TIM3, TIM_IT_Update) != RESET) //检查指定的TIM中断发生与否:TIM 中断源 { TIM_ClearITPendingBit(TIM3, TIM_IT_Update ); //清除TIMx的中断待处理位:TIM 中断源 LED1=!LED1; } } void TIM3_PWM_Init(u16 arr,u16 psc) { GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure; TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseStructure; TIM_OCInitTypeDef TIM_OCInitStructure; RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM3, ENABLE); //使能定时器3时钟 RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB | RCC_APB2Periph_AFIO, ENABLE); //使能GPIO外设和AFIO复用功能模块时钟 GPIO_PinRemapConfig(GPIO_PartialRemap_TIM3, ENABLE); //Timer3部分重映射 TIM3_CH2->PB5 //设置该引脚为复用输出功能,输出TIM3 CH2的PWM脉冲波形 GPIOB.5 GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_5; //TIM_CH2 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);//初始化GPIO //初始化TIM3 TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = arr; //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 =psc; //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(TIM3, &TIM_TimeBaseStructure); //根据TIM_TimeBaseInitStruct中指定的参数初始化TIMx的时间基数单位 //初始化TIM3 Channel2 PWM模式 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_High; //输出极性:TIM输出比较极性高 TIM_OC2Init(TIM3, &TIM_OCInitStructure); //根据T指定的参数初始化外设TIM3 OC2 TIM_OC2PreloadConfig(TIM3, TIM_OCPreload_Enable); //使能TIM3在CCR2上的预装载寄存器 TIM_Cmd(TIM3, ENABLE); //使能TIM3 }

    timer.h

    #ifndef __TIMER_H #define __TIMER_H #include "sys.h" void TIM3_Int_Init(u16 arr,u16 psc); void TIM3_PWM_Init(u16 arr,u16 psc); #endif

    本人所实现的功能是按下一个按键,舵机转动相应角度。

    其中下面的这个函数最为关键。

    TIM_SetCompare2(TIM3, 185);//90度

    四.疑问解答: 1.我该如何计算括号里的数,从而实现我想要的功能? 此处以90度为例。

    答:PWM周期为20ms,所以占空比就应该为1.5ms/20ms = 7.5%, 所以TIM_SetCompare2的 TIMx 捕获比较 1 寄存器值就为200-200*7.5% = 185

    2.为何用200减,而不是300,400之类的? 答:之前写过,TIM3_PWM_Init(199,7199);,这里和(199+1=200),所以是用200减。有些参考是(1999,719),周期也是20ms,减的话用2000减,只是括号里写的不同,本质只是一样的。 (结合第一问也就是:2000-7.5%2000=1850)

    五.硬件连接 本人用的是正点原子精英版,例程是PB5引脚,其他板子可用映射,自己设置。

    六.注意事项 1.函数初始化不能少。 2.出现带不动舵机的情况,外用电源试试||信号线处串个电阻。 3.巧用示波器,看看占空比是否正常。

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