舵機驅動——STM32F407ZGT6探索者——HAL庫

1、材料準備

　　開發板：正點原子STM32F407ZGT6探索者

　　舵機：SG90

　　舵機線材分辨：褐色 / 紅色 / 橘黃色 —— GND / VCC / PWM_signal

　　與開發板接線：褐色 / 紅色 / 橘黃色 —— GND / +5V / PF6（任選的PF6）

2、知識準備

　　2.1、舵機需要的訊號頻率為50HZ，對應週期是 0.02 ，所以 arr 設定為 20000 -1 ，psc 設定為 168-1，原因是這麼設定可剛好按如下算出頻率是50HZ；

　　2.2、定時器工作頻率 Ft = 84 MHz ，單位:Mhz，來源：此次任選採用PF6針腳，而PF6可重對映到TIM10_CH1，而TIM10掛載在APB2上，APB2上的定時器時脈頻率是168HZ（前提是這塊開發板的SYSCLK直接設定到最大頻率168MHz）。還想看168的圖解來源請直接開啟CuceMX或CubeIDE在「時鐘樹設定欄目」看到。

　　2.3、計算方法

　　定時器溢位時間計算方法: Tout = ( (arr + 1) * (psc + 1) ) / Ft us.

　　週期 = （2 0000 * 168）/ （168 000 000） = 0.02 秒；

　　頻率 = 1 / 週期 = 50 HZ ；

3、程式碼塊

gtim.h

 #ifndef __GTIM_H
 #define __GTIM_H
 ​
 #include "./SYSTEM/sys/sys.h"
 ​
 /*********************************以下是通用定時器PWM輸出實驗相關宏定義*************************************/
 ​
 /* TIMX PWM輸出定義 
  * 這裡輸出的PWM控制LED0(RED)的亮度 ， 或控制別的，如舵機
  * 預設是針對TIM2~TIM5
  * 注意: 通過修改這幾個宏定義,可以支援TIM1~TIM8任意一個定時器,任意一個IO口輸出PWM
  */
 #define GTIM_TIMX_PWM_CHY_GPIO_PORT         GPIOF
 #define GTIM_TIMX_PWM_CHY_GPIO_PIN          GPIO_PIN_6
 #define GTIM_TIMX_PWM_CHY_GPIO_CLK_ENABLE() do{ __HAL_RCC_GPIOF_CLK_ENABLE(); }while(0)  /* PF口時鐘使能 */
 #define GTIM_TIMX_PWM_CHY_GPIO_AF           GPIO_AF3_TIM10                               /* 埠複用到TIM10，舵機用 */
 ​
 ​
 /* TIMX REMAP設定
  * 因為外設接在例如PF6上, 必須通過開啟TIM10的部分重對映功能, 才能將TIM10_CH1輸出到PF6上
  */
 #define GTIM_TIMX_PWM                       TIM10                                        /* TIMx */
 #define GTIM_TIMX_PWM_CHY                   TIM_CHANNEL_1                                /* 通道Y,  1<= Y <=4 */
 #define GTIM_TIMX_PWM_CHY_CCRX              TIM10->CCR1                                  /* 通道Y的輸出比較暫存器 */
 #define GTIM_TIMX_PWM_CHY_CLK_ENABLE()      do{ __HAL_RCC_TIM10_CLK_ENABLE(); }while(0)  /* TIMx 時鐘使能 */
 ​
 /****************************************************************************************************/
 ​
 void gtim_timx_pwm_chy_init(uint16_t arr, uint16_t psc);    /* 通用定時器 PWM初始化函數 */
 ​
 #endif

gtim.c

 #include "./BSP/TIMER/gtim.h"
 ​
 TIM_HandleTypeDef g_timx_pwm_chy_handle;     /* 定時器x控制程式碼 */
 ​
 /**
  * @brief       通用定時器TIM 10 通道 1 PWM輸出 初始化函數（使用PWM模式1）
  * @note
  *              通用定時器的時鐘來自APB2
  *              通用定時器的時鐘為APB2時鐘的2倍, 而APB2為84 MHZ, 所以定時器時鐘 = 168Mhz
  *              定時器溢位時間計算方法: Tout = ((arr + 1) * (psc + 1)) / Ft us.
  *              Ft = 定時器工作頻率,單位:Mhz
  *
  * @param       arr: 自動重灌值
  * @param       psc: 預分頻係數
  * @retval      無
  */
 void gtim_timx_pwm_chy_init(uint16_t arr, uint16_t psc)
 {
     TIM_OC_InitTypeDef timx_oc_pwm_chy = {0};                       /* 定時器輸出控制程式碼 */
     
     g_timx_pwm_chy_handle.Instance = GTIM_TIMX_PWM;                 /* 定時器10 */
     g_timx_pwm_chy_handle.Init.Prescaler = psc;                     /* 預分頻係數 */
     g_timx_pwm_chy_handle.Init.CounterMode = TIM_COUNTERMODE_UP;    /* 遞增計數模式 */
     g_timx_pwm_chy_handle.Init.Period = arr;                        /* 自動重灌載值 */
     HAL_TIM_PWM_Init(&g_timx_pwm_chy_handle);                       /* 初始化PWM */
 ​
     timx_oc_pwm_chy.OCMode = TIM_OCMODE_PWM1;                       /* 模式選擇PWM1 */
     timx_oc_pwm_chy.Pulse = 0;                               /* 設定CCR比較值,此值用來確定佔空比 */
 ​
     timx_oc_pwm_chy.OCPolarity = TIM_OCPOLARITY_HIGH;                                        /* 輸出比較極性為HIGH */
     HAL_TIM_PWM_ConfigChannel(&g_timx_pwm_chy_handle, &timx_oc_pwm_chy, GTIM_TIMX_PWM_CHY); /* 設定TIM10通道1 */
     HAL_TIM_PWM_Start(&g_timx_pwm_chy_handle, GTIM_TIMX_PWM_CHY);                           /* 開啟對應PWM通道 */
 }
 ​
 ​
 /**
  * @brief       定時器底層驅動，時鐘使能，引腳設定
                 此函數會被HAL_TIM_PWM_Init()呼叫
  * @param       htim:定時器控制程式碼
  * @retval      無
  */
 void HAL_TIM_PWM_MspInit(TIM_HandleTypeDef *htim)
 {
     if (htim->Instance == GTIM_TIMX_PWM)                                /* htim->Instance定時器基地址 */
     {
         GPIO_InitTypeDef gpio_init_struct;
         
         GTIM_TIMX_PWM_CHY_GPIO_CLK_ENABLE();                            /* 開啟通道1的CPIO時鐘 */
         GTIM_TIMX_PWM_CHY_CLK_ENABLE();                                 /* 使能定時器時鐘 */
 ​
         gpio_init_struct.Pin = GTIM_TIMX_PWM_CHY_GPIO_PIN;              /* 通道1的GPIO口 */
         gpio_init_struct.Mode = GPIO_MODE_AF_PP;                        /* 複用推輓輸出 */
         gpio_init_struct.Pull = GPIO_PULLUP;                            /* 上拉 */
         gpio_init_struct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_HIGH;                  /* 高速 */
         gpio_init_struct.Alternate = GTIM_TIMX_PWM_CHY_GPIO_AF;         /* IO口REMAP設定, 是否必要檢視標頭檔案設定的說明! */
         
         HAL_GPIO_Init(GTIM_TIMX_PWM_CHY_GPIO_PORT, &gpio_init_struct);
     }
 }

main.c

 #include "./SYSTEM/sys/sys.h"
 #include "./SYSTEM/usart/usart.h"
 #include "./SYSTEM/delay/delay.h"
 #include "./BSP/LED/led.h"
 #include "./BSP/TIMER/gtim.h"
 ​
 extern TIM_HandleTypeDef g_timx_pwm_chy_handle; /* 定時器x控制程式碼 */
 ​
 int main(void)
 {                                                
 ​
     uint16_t pwm_val = 0;                       /* pwm value ，動態調節佔空比時用到*/
     
     HAL_Init();                                 /* 初始化HAL庫，必選 */
     sys_stm32_clock_init(336, 8, 2, 7);         /* 設定時鐘,168Mhz，必選 */
     delay_init(168);                            /* 延時初始化，必選 */
     usart_init(115200);                         /* 串列埠初始化為115200，可選*/
     led_init();                                 /* 初始化 LED ，可選*/
 ​
     gtim_timx_pwm_chy_init(20000- 1, 168 - 1);  //20000*168/168000000=0.02s
     
     delay_ms(10);
     LED0(0); /* 上電後程式執行提示 */
     delay_ms(10);
     
     while (1)
     {
         pwm_val =1500;       /* 1500對應約90度，前提是將指標撥到與機身長邊平行 */
         __HAL_TIM_SET_COMPARE(&g_timx_pwm_chy_handle, GTIM_TIMX_PWM_CHY, pwm_val);  /* 修改比較值控制佔空比 */            delay_ms(1000);
         
         pwm_val = 500;       
         __HAL_TIM_SET_COMPARE(&g_timx_pwm_chy_handle, GTIM_TIMX_PWM_CHY, pwm_val);  /* 修改比較值控制佔空比 */
         delay_ms(1000); 
         
         pwm_val = 1500;       
         __HAL_TIM_SET_COMPARE(&g_timx_pwm_chy_handle, GTIM_TIMX_PWM_CHY, pwm_val);  /* 修改比較值控制佔空比 */
         delay_ms(1000);     
         
         pwm_val = 2500;       
         __HAL_TIM_SET_COMPARE(&g_timx_pwm_chy_handle, GTIM_TIMX_PWM_CHY, pwm_val);  /* 修改比較值控制佔空比 */
         delay_ms(1000);
     }
 }

4、註釋：

　　4.1、此塊程式碼可以直接拿去用，也可以按照需求改 main.c 裡 while(1) 裡面的語句完成自定義控制。

　　4.2、PF6 與  「ATK MODULE」 處插 「 WIFI模組——正點原子ATK ESP 01 」 佔用衝突，請務必取下WIFI模組再拷貝程式碼執行或者非要用WiFi模組那就不用PF6改用其他帶定時器pwm輸出的引腳。

== 看完請點贊，小手一點，水逆退散！！！==