stm32之MG995舵機+原理+程式+詳解
*一.舵機引數
產品型號 MG995
產品重量 55g
工作扭矩 13KG/cm
反應轉速 53-62R/M
使用溫度 -30~+60°
死區設定 4微秒
插頭型別 JR、FUTABA通用
轉動角度 最大180度
舵機型別 模擬舵機
工作電流 100mA
使用電壓 3-7.2V
結構材質 金屬銅齒、空心杯電機、雙滾珠軸承 無負載
操作速度 0.17秒/60度(4.8V)；0.13秒/60度(6.0V)
1.1.舵機的接線*
如果是兩白一黑，則黑為GND，中間也是VCC，旁邊是訊號線。
（訊號線連線在stm32上能夠輸出PWM的引腳上----<如何知道哪個是有PWM的引腳，通過晶片手冊或開發板帶的資料講解裡面有>）
二.使用原理
舵機的控制一般需要一個20ms的脈衝，角度對應如下：
t = 0.5ms——————-舵機會轉動 0 °
t = 1.0ms——————-舵機會轉動 45°
t = 1.5ms——————-舵機會轉動 90°
t = 2.0ms——————-舵機會轉動 135°
t = 2.5ms——————-舵機會轉動180°
所以轉的角度也就取決於高電平在這段20ms週期中的時間（佔空比）。
三.程式碼講解
（後面還有疑解答，建議大家認真先看一下程式碼內容，再看講解就會理解）
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(); //延時函數初始化
NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2); //設定NVIC中斷分組2:2位搶佔優先順序，2位響應優先順序
uart_init(115200); //串列埠初始化為115200
LED_Init(); //LED埠初始化
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——————-舵機會轉動 0 °
//t = 1.0ms——————-舵機會轉動 45°
//t = 1.5ms——————-舵機會轉動 90°
//t = 2.0ms——————-舵機會轉動 135°
//t = 2.5ms——————-舵機會轉動180°
timer.c
#include "timer.h"
#include "led.h"
#include "usart.h"
//通用定時器3中斷初始化
//這裡時鐘選擇為APB1的2倍，而APB1為36M
//arr：自動重灌值。
//psc：時鐘預分頻數
//這裡使用的是定時器3!
void TIM3_Int_Init(u16 arr,u16 psc)
{
TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseStructure;
NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM3, ENABLE); //時鐘使能
TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = arr; //設定在下一個更新事件裝入活動的自動重灌載暫存器週期的值 計數到5000為500ms
TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler =psc; //設定用來作為TIMx時脈頻率除數的預分頻值 10Khz的計數頻率
TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = 0; //設定時鐘分割:TDTS = Tck_tim
TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up; //TIM向上計數模式
TIM_TimeBaseInit(TIM3, &TIM_TimeBaseStructure); //根據TIM_TimeBaseInitStruct中指定的引數初始化TIMx的時間基數單位
TIM_ITConfig(TIM3,TIM_IT_Update,ENABLE ); //使能指定的TIM3中斷,允許更新中斷
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = TIM3_IRQn; //TIM3中斷
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0; //先佔優先順序0級
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 3; //從優先順序3級
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE; //IRQ通道被使能
NVIC_Init(&NVIC_InitStructure); //根據NVIC_InitStruct中指定的引數初始化外設NVIC暫存器
TIM_Cmd(TIM3, ENABLE); //使能TIMx外設
}
//定時器3中斷服務程式
void TIM3_IRQHandler(void) //TIM3中斷
{
if (TIM_GetITStatus(TIM3, TIM_IT_Update) != RESET) //檢查指定的TIM中斷髮生與否:TIM 中斷源
{
TIM_ClearITPendingBit(TIM3, TIM_IT_Update ); //清除TIMx的中斷待處理位:TIM 中斷源
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); //使能定時器3時鐘
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB | RCC_APB2Periph_AFIO, ENABLE); //使能GPIO外設和AFIO複用功能模組時鐘
GPIO_PinRemapConfig(GPIO_PartialRemap_TIM3, ENABLE); //Timer3部分重對映 TIM3_CH2->PB5
//設定該引腳為複用輸出功能,輸出TIM3 CH2的PWM脈衝波形 GPIOB.5
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_5; //TIM_CH2
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP; //複用推輓輸出
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; //設定在下一個更新事件裝入活動的自動重灌載暫存器週期的值
TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler =psc; //設定用來作為TIMx時脈頻率除數的預分頻值
TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = 0; //設定時鐘分割:TDTS = Tck_tim
TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up; //TIM向上計數模式
TIM_TimeBaseInit(TIM3, &TIM_TimeBaseStructure); //根據TIM_TimeBaseInitStruct中指定的引數初始化TIMx的時間基數單位
//初始化TIM3 Channel2 PWM模式
TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM2; //選擇定時器模式:TIM脈衝寬度調變模式2
TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable; //比較輸出使能
TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_High; //輸出極性:TIM輸出比較極性高
TIM_OC2Init(TIM3, &TIM_OCInitStructure); //根據T指定的引數初始化外設TIM3 OC2
TIM_OC2PreloadConfig(TIM3, TIM_OCPreload_Enable); //使能TIM3在CCR2上的預裝載暫存器
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
本人所實現的功能是按下一個按鍵，舵機轉動相應角度。
其中下面的這個函數最為關鍵。
TIM_SetCompare2(TIM3, 185);//90度
四.疑問解答：
1.我該如何計算括號裡的數，從而實現我想要的功能？
此處以90度為例。
答：PWM週期為20ms，所以佔空比就應該為1.5ms/20ms = 7.5%，
所以TIM_SetCompare2的 TIMx 捕獲比較 1 暫存器值就為200-200*7.5% = 185
2.為何用200減，而不是300，400之類的？
答：之前寫過，TIM3_PWM_Init(199,7199);，這裡和（199+1=200），所以是用200減。有些參考是（1999，719），週期也是20ms，減的話用2000減，只是括號裡寫的不同，本質只是一樣的。
（結合第一問也就是：2000-7.5%2000=1850）
五.硬體連線
本人用的是正點原子精英版，例程是PB5引腳，其他板子可用對映，自己設定。
六.注意事項
1.函數初始化不能少。
2.出現帶不動舵機的情況，外用電源試試||訊號線處串個電阻。
3.巧用示波器，看看佔空比是否正常。