STM32產生PWM驅動舵機詳解

ID:215520 · 發表于 2019-3-14 09:33

Stm32驅動舵機

一、舵機分類：數字舵機和模擬舵機

數字舵機
一般價格貴的舵機基本都是數字舵機，反之就是模擬舵機了。他們之間的區別就是，數字的舵機你輸出脈沖后，會很清脆的到達固定的角度，不會產生異響，脈沖固定舵機不會產生吱吱的響。模擬舵機你輸出的脈沖固定以后吱吱的響，在不動和動的邊緣游蕩。
需要驅動他們就必須輸出固定的脈沖。這篇博主寫的不錯。(http://blog.sina.com.cn/s/blog_8240cbef01018hu1.html)總結一下，就是需要產生20ms(50Hz)基準，占空比可調的PWM波。

角度	0	45	90	135	180
占空比	0.5	1.0	1.5	2.0	2.5

根據這個表格，我們得出一個公式：一度的占空比 = 1 / 90 * 角度 + 0.5
搞明白這些，我們就要去讓stm32產生這樣的PWM的就可以驅動舵機了。
二、STM32產生PWM
   產生PWM就要用到定時器了，Stm32內部的定時器資源非常豐富。
這里我們用通用定時器。
初始化的話，正常配置就可以。
強調一下：stm32定時器的時鐘頻率是72MHz，這里想問一下是8MHz * 9 = 72MHz來的嗎？
看下時鐘樹：
看這里，是由APB1的分頻系數決定的。APB1的外設橋的時鐘最大頻率是36MHz，如果AHB的頻率是72MHz的話，
APB1的分頻系數必定為2，TIM2,3,4的時鐘頻率是36MHz*2得來的。
時鐘頻率怎么來的知道了的話。
這樣的話，咱們就知道了定時器的時鐘頻率為72MHz。通過配置PSC預分頻器寄存器R自動重裝載寄存器(它們都是16位的寄存器)，就可以設置到咱們需要的PWM波了。
目標是50Hz的PWM波形，72000000 / 7200(PSC) / 200(ARR) = 50Hz
這只是一組PSC和ARR的組合，讀者可以自己選擇。這樣的話，前面的計算公式就要相應改變了，放大10倍：ARR = 1 / 9 * 角度 + 5
根據這個公式就可以算得，ARR自動重裝的值了。(輸出極性:TIM輸出比較極性低)
下面貼出代碼：
舵機控制代碼
void Servo_Control(uint16_t angle)
{
   floattemp;
   temp =(1.0 / 9.0) * angle + 5.0;//寄存器值 = 1/9 * 角度 + 5
   TIM_SetCompare4(TIM4,(uint16_t)temp);//將角度值寫入比較寄存器
}
定時器初始化代碼：
void Timer4_Init(void)
{
   GPIO_InitTypeDefGPIO_InitStructure;
   TIM_TimeBaseInitTypeDef  TIM_TimeBaseStructure;
   TIM_OCInitTypeDef  TIM_OCInitStructure;
   RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM4,ENABLE);
   RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB| RCC_APB2Periph_AFIO, ENABLE);//使能PB外設和AFIO復用功能模塊時鐘使能

//設置該引腳為復用輸出功能,輸出TIM4的CH4的PWM脈沖波形
   GPIO_InitStructure.GPIO_Pin= GPIO_Pin_9; //TIM4_CH4
   GPIO_InitStructure.GPIO_Mode= GPIO_Mode_AF_PP; //復用推挽輸出
   GPIO_InitStructure.GPIO_Speed= GPIO_Speed_50MHz;
   GPIO_Init(GPIOB,&GPIO_InitStructure);
   /******************72MHz / 200 / 7200 = 50Hz*******************/
   TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period= 200 - 1; //設置在下一個更新事件裝入活動的自動重裝載寄存器周期的值
   TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler= 7200 - 1; //設置用來作為TIMx時鐘頻率除數的預分頻值
   TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision= 0; //設置時鐘分割:TDTS = Tck_tim
   TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode= TIM_CounterMode_Up;  //TIM向上計數模式
   TIM_TimeBaseInit(TIM4,&TIM_TimeBaseStructure); //根據TIM_TimeBaseInitStruct中指定的參數初始化TIMx的時間基數單位

   TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode= TIM_OCMode_PWM2; //選擇定時器模式:TIM脈沖寬度調制模式2
   TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState= TIM_OutputState_Enable; //比較輸出使能
   TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity= TIM_OCPolarity_Low; //輸出極性:TIM輸出比較極性高
TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse= 0;//初始狀態占空比為0
   TIM_OC4Init(TIM4,&TIM_OCInitStructure);  //根據TIM_OCInitStruct中指定的參數初始化外設TIMx

   TIM_Cmd(TIM4,ENABLE);  //使能TIM4外設
}