stm32学习记录-5.2PWM输出控制sg90舵机角度

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前提知识：

1.定时器中断

1.关键概念

1.1pwm输出

1.常用术语

• OC（output compare）输出比较
• CNT（counter），定时器中用于计数的寄存器：当前定时器计数值
• CCR（Capture/Compare），捕获比较寄存器：与CNT寄存器的值进行比较，用于确定PWM占空比
• PSC（Prescaler），预分频器：降低定时器输入频率，可以进行更长时间的定时
• ARR（Auto-Reload Register），自动重装寄存器： 用于确定PWM周期， 当CNT==ARR时，计数器重新开始计数

2.每个高级定时器和通用定时器都拥有4个输出比较通道。

3.高级定时器的前三个通道额外拥有死区生成和互补输出的功能，用于驱动三相无刷电机。

4.有效电平： 自行设置有效电平为高电平还是低电平，反正则为无效电平

5.输出比较模式，常用模式

1.  PWM模式1
   向上计数时（一般使用向上计数）：CNT<CCR时输出有效电平，CNT>=CCR时输出无效电平
   向下计数时：CNT>CCR时输出无效电平，CNT<=CCR时输出无效电平
2.  PWM模式2
    与PWM模式1相反

6.参数计算（有效电平为高电平，向上计数模式，计数模式为PWM模式1，其他一样的道理）

• PWM频率：Freq=CK_PSC/（PSC+1）/（ARR+1）
• PWM占空比Duty=CCR/（ARR+1）

示例：ARR=99，CCR=30，使用向上计数，有效电平设置为高电平，使用PWM模式1。输出占空比为30%的PWM波。

向上计数在小于30时（CNT<CCR），由于计数模式是PWM模式1，所以输出有效电平（高电平），大于等于30时（CNT>=CCR）输出无效电平（低电平），当计数为99（CNT==ARR）时，计数器又重新开始计数（开始下一个脉冲）

1.2sg90舵机

驱动是直流电机，内部通过电位器确定当前角度，再通过内部电板控制使其运动到pwm波计算所得位置。

输入PWM要求，周期为20ms，高电平宽度为0.5ms~2.5ms。中间其他角度自行按比例计算。控制的是绝对角度。

接线，一般橙色是PWM控制线，黑色是地线，红色为vcc。

2.配置流程

1.GPIO配置：PWM输出引脚配置，根据所选定时器硬件确定的引脚，查询《STM32中文参考手册_V10》8.3.7章节，配置为复用推挽输出。

2.定时器配置：设置pwm周期
3.输出比较配置：

1. 创建输出比较配置结构体TIM_OCInitTypeDef
2. 给结构体赋初始值（增加代码通用性，高级定时器参数很多，未初始化的值使用时可能会导致其他问题）-TIM_OCStructInit
3. 配置关键参数：输出比较模式（一般选择为PWM模式1）、有效电平、输出使能、CCR值
4. 初始化结构体：TIM_OCYInit(TIMX, &TIM_OCInitStructure)，配置定时器X的第Y个通道输出PWM

3.使用流程

1.初始化

2.修改占空比（修改CCR值）：TIM_SetCompareX（TIMY），修改定时器Y的第X通道的CCR值。

4.代码

使用通用定时器2的通道1（PA0）驱动舵机转动，

pwm.c

#include "pwm.h"

//通过通用定时器2通道1输出PWM控制舵机
void PWMInit(int psc,int arr){
	//1.GPIO初始化配置，定时器2通道1对应IO口为PA0
	GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;//创建gpio初始化结构体
	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA,ENABLE);//使能PA端口对应时钟

	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_AF_PP;//配置为复用推挽输出
	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin=GPIO_Pin_0;//PA0
	GPIO_InitStructure.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz;//输出速度为50mhz
	GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStructure);//初始化端口PA0
	
	//2.定时器配置
	TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseInitStructure;//创建定时器配置结构体
	
	RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM2,ENABLE);//使能通用定时器2时钟
	TIM_TimeBaseStructInit(&TIM_TimeBaseInitStructure);//初始化结构体参数，提高代码通用性
	
	TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_CounterMode=TIM_CounterMode_Up;//向上计数
	TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Prescaler=psc-1;//设置预分频值
	TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Period=arr-1;//设置自动重装值
	TIM_TimeBaseInit(TIM2,&TIM_TimeBaseInitStructure);//初始化定时器
	
	//3.输出比较配置
	TIM_OCInitTypeDef TIM_OCInitStructure;//创建输出比较配置结构体
	TIM_OCStructInit(&TIM_OCInitStructure);//初始化比较配置结构体，方便配置其他定时器
	
	TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode=TIM_OCMode_PWM1;//设置输出比较模式为PWM1模式
	TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity=TIM_OCPolarity_High;//有效电平为高电平
	TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse=0;//设置比较寄存器值为0，后续在程序中动态修改
	TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState=TIM_OutputState_Enable;//启用比较输出通道
	TIM_OC1Init(TIM2,&TIM_OCInitStructure);//初始化比较输出配置
	
	TIM_Cmd(TIM2, ENABLE);  //使能TIM2
}

pwm.h

#ifndef __PWM_H
#define __PWM_H
#include "sys.h"

void PWMInit(int psc,int arr);//初始化函数

#endif

main.c

#include "stm32f10x.h"
#include "pwm.h"
#include "delay.h"

 int main(void)
 {	
	 delay_init();//延时函数初始化
	 PWMInit(7200,200);//初始化定时器，频率为72mhz/7200/200=50hz
  while(1)
	{
		delay_ms(1000);//延迟1s
		TIM_SetCompare1(TIM2,5);//占空比为5/200，舵机角度为0°
		delay_ms(1000);//延时1s
		TIM_SetCompare1(TIM2,15);//占空比为15/200，舵机角度为90°
		delay_ms(1000);//延时1s
		TIM_SetCompare1(TIM2,25);//占空比为25/200，舵机角度为180°
		
	}
 }

5.问题总结

1.同一定时器输出多路PWM波形都是一样的吗
  同一个定时器所以频率、相位一样，占空比由各自输出比较配置确定

2.输出PWM错误
1.端口输出模式要配置为复用推挽输出。 2.检查定时器是否选择错误，通道端口号是否正确

3.使用定时器高级定时器无法输出PWM
高级定时器还要进行主输出使能， TIM_CtrlPWMOutputs

实验效果

stm32输出PWM驱动舵机