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嵌入式硬件单片机 mcu 嵌入式-stm32-用PWM控制sg90舵机

沙克儿博客 2024-05-10 1 0

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。

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

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

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 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

2.2、选芯片：stm32f103c8t6

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

2.4、RCC（Reset and clock control）

复位和时钟控制

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 */

2.6、设置时钟

配置时钟频率

2.7、定时器

这里要注意把CH Polarity（通道极性）设置为High,图片有误，跟LED灯也要先设置为高电平。

2.8、代码自动设置生成的文件

2.9、图形化最后一步

项目名称：sg90_study

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 */

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);

}

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

* 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

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

精彩内容

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本文由用户于 2024-05-10 发布在夸智网，如有疑问，请联系我们。
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