嵌入式-stm32-用PWM控制sg90舵机

2023-12-27 07:19:27

一：sg90舵机小知识

1.1、什么是舵机以及接线

如下图所示，最便宜的舵机sg90，常用三根或者四根接线，黄色为PWM信号控制
用处：垃圾桶项目开盖用、智能小车的全比例转向、摄像头云台、机械臂等
常见的有0-90°、0-180°、0-360°
黄线：提供pwm信号，主要看芯片提供的信号源。
在这里插入图片描述

1.2、知识前置

文章：嵌入式-stm32-用PWM点亮LED实现呼吸灯
了解什么是PWM？占空比？上面的文章有必要读，如果你是小白

答：PWM是脉宽调制（Pulse Width Modulation）的缩写，是一种用来控制电子设备的技术。在PWM中，周期固定，但信号的高电平时间（脉冲宽度）可以调整，从而改变信号的平均功率或电压。

占空比（Duty Cycle）是指在一个周期内，信号的高电平时间与周期的比例。通常以百分比表示，如50%表示高电平时间占周期的一半。

通过改变PWM信号的占空比，可以实现对电子设备的精确控制。例如，用于调光的LED灯就是通过改变PWM信号的占空比来控制亮度的。较高的占空比意味着更长的高电平时间，产生更高的平均功率或电压，而较低的占空比则相反。

1.3、看舵机角度和数据CCRx的关系

在这里插入图片描述

1.4、编程实现

需求：
每隔1s，转动一个角度：0度 --> 45度 --> 90度 --> 135度 --> 180度 --> 0度
接线
在这里插入图片描述

1.5、读STM32F103C8T6芯片引脚原理图

①找LED灯是哪个引脚控制，这里选PB9
这里加LED目的是为了更直观看到代码烧录成功，加了一个PB9控制LED2,当代码烧录成功，LED2亮，借此观察舵机情况。

②舵机信号由PB8传输
在这里插入图片描述 1.6、学会看产品手册

由STM32F103xx产品手册可以知道引脚PB8是由定时器TIM4的第三个通道3决定的.
这是强大的hal库帮我们封装好的,我们会调用就行了
温馨提示：STM近年来主推且不断更新HAI库和LL库，反而标准库已经好几年不更新了，这样子用stm板子开发速度很快，就是换国产芯片做产品时还是得用标准库，

二：stm32CubeMX实现步骤以及细节

2.1、打开Stm32CubeMX,界面如图

在这里插入图片描述

2.2、选芯片：stm32f103c8t6

在这里插入图片描述

2.3、SYS(System)模块

Debug模式选择调试需求，
Serial Wire模式：适合于使用串行线调试器（ST-LINK、J-link等）进行单步调试以及运行时跟踪情况
在这里插入图片描述

2.4、RCC（Reset and clock control）

复位和时钟控制
在这里插入图片描述

2.5、GPIO(选做)

这里是选做功能，用来检验代码烧录成功之后LED亮，可在main.c主函数中添加以下代码：

while(1)
/* USER CODE END YHILE */
HAL_GPIO_WritePin(GPIOB,GPIO_PIN_9,GPIO_PIN_RESET);
HAL_Delay(1000);
HAL_GPIO_WritePin(GPIOB,GPIO_PIN_9,GPIO_PIN_SET);
HAL_Delay(1000);
/* USER CODE BEGIN 3 */

在这里插入图片描述

2.6、设置时钟

配置时钟频率
在这里插入图片描述

2.7、定时器

在这里插入图片描述记得把极性设置为Low，因为LED灯是低电平才亮。

2.8、代码自动设置生成的文件

在这里插入图片描述

2.9、图形化最后一步

项目名称：sg90_study

在这里插入图片描述

三：编写业务代码

3.1、在初始化完成的代码之后添加业务代码

①开启定时器

/* USER CODE BEGIN 2 */
	HAL_TIM_PWM_Start(&htim4,TIM_CHANNEL_3);//打开pwm要在初始化之后打开
  /* USER CODE END 2 */

在这里插入图片描述
②在while(1)循环中添加业务逻辑代码

{
HAL_Delay(1000);
__HAL_TIM_SetCompare(&htim4, TIM_CHANNEL_3, 5);
HAL_Delay(1000);
__HAL_TIM_SetCompare(&htim4, TIM_CHANNEL_3, 10);
HAL_Delay(1000);
__HAL_TIM_SetCompare(&htim4, TIM_CHANNEL_3, 15);
HAL_Delay(1000);
__HAL_TIM_SetCompare(&htim4, TIM_CHANNEL_3, 20);
HAL_Delay(1000);
__HAL_TIM_SetCompare(&htim4, TIM_CHANNEL_3, 25);
}

在这里插入图片描述

3.2、main.c总代码，直接复制可用

/* USER CODE BEGIN Header */
/**
  ******************************************************************************
  * @file           : main.c
  * @brief          : Main program body
  ******************************************************************************
  * @attention
  *
  * Copyright (c) 2023 STMicroelectronics.
  * All rights reserved.
  *
  * This software is licensed under terms that can be found in the LICENSE file
  * in the root directory of this software component.
  * If no LICENSE file comes with this software, it is provided AS-IS.
  *
  ******************************************************************************
  */
/* USER CODE END Header */
/* Includes ------------------------------------------------------------------*/
#include "main.h"
#include "tim.h"
#include "gpio.h"

/* Private includes ----------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN Includes */

/* USER CODE END Includes */

/* Private typedef -----------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN PTD */

/* USER CODE END PTD */

/* Private define ------------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN PD */
/* USER CODE END PD */

/* Private macro -------------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN PM */

/* USER CODE END PM */

/* Private variables ---------------------------------------------------------*/

/* USER CODE BEGIN PV */

/* USER CODE END PV */

/* Private function prototypes -----------------------------------------------*/
void SystemClock_Config(void);
/* USER CODE BEGIN PFP */

/* USER CODE END PFP */

/* Private user code ---------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN 0 */

/* USER CODE END 0 */

/**
  * @brief  The application entry point.
  * @retval int
  */
int main(void)
{
  /* USER CODE BEGIN 1 */

  /* USER CODE END 1 */

  /* MCU Configuration--------------------------------------------------------*/

  /* Reset of all peripherals, Initializes the Flash interface and the Systick. */
  HAL_Init();

  /* USER CODE BEGIN Init */

  /* USER CODE END Init */

  /* Configure the system clock */
  SystemClock_Config();

  /* USER CODE BEGIN SysInit */

  /* USER CODE END SysInit */

  /* Initialize all configured peripherals */
  MX_GPIO_Init();
  MX_TIM4_Init();
  /* USER CODE BEGIN 2 */
	HAL_TIM_PWM_Start(&htim4,TIM_CHANNEL_3);//打开pwm要在初始化之后打开

  /* USER CODE END 2 */

  /* Infinite loop */
  /* USER CODE BEGIN WHILE */
  while (1)
  {
    /* USER CODE END WHILE */
		HAL_Delay(1000);
		__HAL_TIM_SetCompare(&htim4, TIM_CHANNEL_3, 5);
		HAL_Delay(1000);
		__HAL_TIM_SetCompare(&htim4, TIM_CHANNEL_3, 10);
		HAL_Delay(1000);
		__HAL_TIM_SetCompare(&htim4, TIM_CHANNEL_3, 15);
		HAL_Delay(1000);
		__HAL_TIM_SetCompare(&htim4, TIM_CHANNEL_3, 20);
		HAL_Delay(1000);
		__HAL_TIM_SetCompare(&htim4, TIM_CHANNEL_3, 25);
    /* USER CODE BEGIN 3 */
  }
  /* USER CODE END 3 */
}

/**
  * @brief System Clock Configuration
  * @retval None
  */
void SystemClock_Config(void)
{
  RCC_OscInitTypeDef RCC_OscInitStruct = {0};
  RCC_ClkInitTypeDef RCC_ClkInitStruct = {0};

  /** Initializes the RCC Oscillators according to the specified parameters
  * in the RCC_OscInitTypeDef structure.
  */
  RCC_OscInitStruct.OscillatorType = RCC_OSCILLATORTYPE_HSE;
  RCC_OscInitStruct.HSEState = RCC_HSE_ON;
  RCC_OscInitStruct.HSEPredivValue = RCC_HSE_PREDIV_DIV1;
  RCC_OscInitStruct.HSIState = RCC_HSI_ON;
  RCC_OscInitStruct.PLL.PLLState = RCC_PLL_ON;
  RCC_OscInitStruct.PLL.PLLSource = RCC_PLLSOURCE_HSE;
  RCC_OscInitStruct.PLL.PLLMUL = RCC_PLL_MUL9;
  if (HAL_RCC_OscConfig(&RCC_OscInitStruct) != HAL_OK)
  {
    Error_Handler();
  }

  /** Initializes the CPU, AHB and APB buses clocks
  */
  RCC_ClkInitStruct.ClockType = RCC_CLOCKTYPE_HCLK|RCC_CLOCKTYPE_SYSCLK
                              |RCC_CLOCKTYPE_PCLK1|RCC_CLOCKTYPE_PCLK2;
  RCC_ClkInitStruct.SYSCLKSource = RCC_SYSCLKSOURCE_PLLCLK;
  RCC_ClkInitStruct.AHBCLKDivider = RCC_SYSCLK_DIV1;
  RCC_ClkInitStruct.APB1CLKDivider = RCC_HCLK_DIV2;
  RCC_ClkInitStruct.APB2CLKDivider = RCC_HCLK_DIV1;

  if (HAL_RCC_ClockConfig(&RCC_ClkInitStruct, FLASH_LATENCY_2) != HAL_OK)
  {
    Error_Handler();
  }
}

/* USER CODE BEGIN 4 */

/* USER CODE END 4 */

/**
  * @brief  This function is executed in case of error occurrence.
  * @retval None
  */
void Error_Handler(void)
{
  /* USER CODE BEGIN Error_Handler_Debug */
  /* User can add his own implementation to report the HAL error return state */
  __disable_irq();
  while (1)
  {
  }
  /* USER CODE END Error_Handler_Debug */
}

#ifdef  USE_FULL_ASSERT
/**
  * @brief  Reports the name of the source file and the source line number
  *         where the assert_param error has occurred.
  * @param  file: pointer to the source file name
  * @param  line: assert_param error line source number
  * @retval None
  */
void assert_failed(uint8_t *file, uint32_t line)
{
  /* USER CODE BEGIN 6 */
  /* User can add his own implementation to report the file name and line number,
     ex: printf("Wrong parameters value: file %s on line %d\r\n", file, line) */
  /* USER CODE END 6 */
}
#endif /* USE_FULL_ASSERT */

3.3、sg90舵机效果
1.代码编译，烧录之后
在这里插入图片描述

3.3、代码烧录成功，按下复位按键

sg90舵机的运动情况
每隔1s，转动一个角度：0度 --> 45度 --> 90度 --> 135度 --> 180度 --> 0度

以上，完

文章来源:https://blog.csdn.net/weixin_50833257/article/details/135179441
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