STM32+LD-1501舵机控制and MG996R舵机

本文介绍了STM32控制180度舵机LD-1501和360度舵机MG996R的原理及方法。重点讲解了舵机的工作电压、PWM控制信号的设置,包括占空比与转动角度的关系,并提供了相应的驱动程序和定时器输出PWM的注意事项。

一、舵机控制原理:
有两种舵机:180度的、360度的,180度可以控制角度,306度可以控制速度
一定要记住供电电压是7V左右,5V是驱动不了它的,它只会有小小响声
在这里插入图片描述

1、LD-1501是转动角度从0~180度的舵机,黑:GND,红:VCC,白:PWM(脉冲方波)管脚
2、输出PWM周期为20ms Tout= ((arr+1)(psc+1))/Tclk; 7200200/72=20ms
3、20ms周期的PWM波形中,高电平占用的时间 调整 转动的角度位置:
0.5ms----------- 0度 20ms的周期内,0.5ms的高电平----旋转到0度位置
1.0ms----------- 45度 20ms的周期内,1.0ms的高电平----旋转到45度位置
1.5ms----------- 90度
2.0ms-----------135度
2.5ms-----------180度
来个图理解理解吧!
在这里插入图片描述
4、输出不同高电平占空比。
4.1 、为什么要输出不同高电平占空比?因为要让舵机动起来呀
4.2 、如何输出不同高电平占空比?使用下面这个库函数

TIM_SetCompare3(TIM3,led0pwmval);//led0pwmval:理解成可以控制方波中高电平持续的时间就行

5、led0pwmval由这个参数如何得出方波中的高电平持续的时间呢?他们之间的转换关系是如何?
PWM周期为20ms,所以占空比就应该为0.5ms(高电平时间)/20ms(整个方波时间) = 2.5%
1.0ms/20ms=5%

myPwmHandler(7200-1,200-1);////Tout= ((arr+1)*(psc+1))/Tclk; 72*20000/72=20MS

自动重装载值是200;
led0pwmval=200-2002.5%=175;对应的旋转角度为0
led0pwmval=200-200
5%=180;对应的旋转角度为45
所以改变led0pwmval这个值就可以让舵机旋转不同角度

TIM_SetCompare3(TIM3,175);//对应的旋转角度为0度
TIM_SetCompare3(TIM3,185);//对应的旋转角度为45度
TIM_SetCompare3(TIM3,190);//对应的旋转角度为90度
TIM_SetCompare3(TIM3,195);//对应的旋转角度为135度
TIM_SetCompare3(TIM3,200);//对应的旋转角度为180度

二、驱动程序

#include "stm32f10x.h"
#include "LED.h"
#include "delay.h"
#include "tim.h"
#include "pwm.h"
#include "usart.h"
#include "key.h"
int main(void)
{	
	u8 dir=1;
	u16 led0pwmval=175;
	NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);
	uart_init(115200); //串口初始化波特率为 115200
	delay_init();	    	 //延时函数初始化
	LED_Init();
	keyInit();
	myPwmHandler(7200-1,200-1);////Tout= ((arr+1)*(psc+1))/Tclk; 72*20000/72=20MS
	while(1)
	{		
		if(dir)
		{
			led0pwmval++;
			printf("led0pwmval=%d\r\n",led0pwmval);
			TIM_SetCompare3(TIM3,led0pwmval);
		}
		else 
		{
			led0pwmval--;
			printf("led0pwmval=%d\r\n",led0pwmval);
			TIM_SetCompare3(TIM3,led0pwmval);
		}
			

 		if(led0pwmval>195)
		{
			dir=0;
		}
		if(led0pwmval==175)
		{
			dir=1;
		}			
		delay_ms(60);//可以控制舵机旋转的速度
		LED0=~LED0;
	}
}


三、定时器输出PWM驱动
注意这两个库函数

	TIM_OCInitStruct.TIM_OCMode=TIM_OCMode_PWM2;//通道PWM2
	TIM_OCInitStruct.TIM_OCPolarity=TIM_OCPolarity_High;//输出级性
#include "pwm.h"


void myPwmHandler(uint16_t prer,uint16_t value)
{
	NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
	GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;
	TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseInitStruct;
	TIM_OCInitTypeDef TIM_OCInitStruct;
	
	//1、使能定时器时钟、复用(重映射)时钟  GPIO口时钟不用,因为没用到其输出或输入,只是借用一下而已
	RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM3, ENABLE);//使能定时器 3 时钟
	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_AFIO, ENABLE);//使能AFIO 复用功能时钟
	
		//4、TIM3重映射到PB0
	GPIO_PinRemapConfig(GPIO_PartialRemap_TIM3,ENABLE);//重映射 TIM3_CH3->PB0
	
	//2、GPIOB0管脚配置和复用
	GPIO_InitStruct.GPIO_Mode=GPIO_Mode_AF_PP;//复用推挽输出
	GPIO_InitStruct.GPIO_Pin=GPIO_Pin_0;//TIM_CH2
	GPIO_InitStruct.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz;
	GPIO_Init(GPIOB,&GPIO_InitStruct);
	
	//3、TIM3参数配置
	TIM_TimeBaseInitStruct.TIM_Prescaler=prer;//给TIM时钟分频:范围0x0000~0xFFFF=0~65535,对应预分频寄存器:TIMx->PSC
	TIM_TimeBaseInitStruct.TIM_CounterMode=TIM_CounterMode_Up;//计数模式:有5种,对应控制寄存器1:TIM_CR1_DIR位4 | TIM_CR1_CMS位[6:5]
	TIM_TimeBaseInitStruct.TIM_Period=value;//自动重装载值:0x0000 and 0xFFFF 对应自动重装载值寄存器:TIMx->ARR
	TIM_TimeBaseInitStruct.TIM_ClockDivision=0;//APB1时钟36MHz  分频72MHz    给APB1时钟分频:1,2,4 ,对应控制寄存器1:TIM_CR1_CKD位[9:8]
	TIM_TimeBaseInit(TIM3, &TIM_TimeBaseInitStruct);
	
	TIM_OCInitStruct.TIM_OCMode=TIM_OCMode_PWM2;//通道PWM2
	TIM_OCInitStruct.TIM_OCPolarity=TIM_OCPolarity_High;//输出级性
	TIM_OCInitStruct.TIM_OutputState=TIM_OutputState_Enable;//比较输出使能
	TIM_OCInitStruct.TIM_Pulse=0;
	
	TIM_OC3Init(TIM3, &TIM_OCInitStruct);
	
	TIM_OC3PreloadConfig(TIM3, TIM_OCPreload_Enable); //使能预装载寄存器
	//5、使能定时器
	TIM_Cmd(TIM3,ENABLE);
	
}


//************************MG996R舵机******************************************//

一、MG996R舵机原理
在这里插入图片描述
1、MG996R舵机是转动角度从360度的舵机,棕:GND,红:VCC,黄:PWM(脉冲方波)管脚
2、输出PWM周期为20ms Tout= ((arr+1)(psc+1))/Tclk; 7200200/72=20ms
3、20ms脉冲
5-14 正转,值越小,转的越快
15 停止
16-25 反转,值越大,转的越快

4、/*舵机的驱动信号由周期为20ms的脉冲来控制:
当高电平持续时间为0.5~1.5ms时,舵机正转,时间越小转动越快
当高电平持续时间为1.5~2.5ms时,舵机反转,时间越大转动越快
当高电平持续时间为1.5ms或者其他时间时,舵机停止转动
*/

TIM_SetCompare3( TIM3,5);//正转最大速度
TIM_SetCompare3( TIM3,14);//正转最小速度
TIM_SetCompare3( TIM3,15);//停止
TIM_SetCompare3( TIM3,16);//反转最小速度
TIM_SetCompare3( TIM3,25);//反转最大速度
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