stm32之MG995舵機+原理+程式+詳解

*一.舵機引數

產品型號 MG995
產品重量 55g
作業扭矩 13KG/cm
反應轉速 53-62R/M
使用溫度 -30~+60°
死區設定 4微秒
插頭型別 JR、FUTABA通用
轉動角度 最大180度
舵機型別 模擬舵機
作業電流 100mA
使用電壓 3-7.2V
結構材質 金屬銅齒、空心杯電機、雙滾珠軸承 無負載
操作速度 0.17秒/60度(4.8V)；0.13秒/60度(6.0V)

1.1.舵機的接線*

如果是兩白一黑，則黑為GND，中間也是VCC，旁邊是信號線，
（信號線連接在stm32上能夠輸出PWM的引腳上----<如何知道哪個是有PWM的引腳，通過芯片手冊或開發板帶的資料講解里面有>）
二.使用原理
舵機的控制一般需要一個20ms的脈沖，角度對應如下：
t = 0.5ms——————-舵機會轉動 0 °
t = 1.0ms——————-舵機會轉動 45°
t = 1.5ms——————-舵機會轉動 90°
t = 2.0ms——————-舵機會轉動 135°
t = 2.5ms——————-舵機會轉動180°

所以轉的角度也就取決于高電平在這段20ms周期中的時間（占空比），

三.代碼講解
（后面還有疑解答，建議大家認真先看一下代碼內容，再看講解就會理解）
main.c

#include "led.h"
#include "delay.h"
#include "key.h"
#include "sys.h"
#include "usart.h"
#include "timer.h"


 int main(void)
 {		
	delay_init();	    	 //延時函式初始化	  
	NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2); 	 //設定NVIC中斷分組2:2位搶占優先級，2位回應優先級
	uart_init(115200);	 //串口初始化為115200
 	LED_Init();		 //LED埠初始化
	KEY_Init();
	 
 	TIM3_PWM_Init(199,7199);	 //(199+1)*(7199+1)/72*10^6
      //上面一行求出0.02s,即20ms
   	while(1)
	{		
     if (KEY0==0)
	{
		delay_ms(195);
		TIM_SetCompare2(TIM3, 195);//0度
		LED1=0;
	}

	if(KEY1==0)
	{
		delay_ms(190);
		TIM_SetCompare2(TIM3, 190);//90度
	}
	if(WK_UP==1)
	{
		delay_ms(10);
		TIM_SetCompare2(TIM3, 185);//90度
	}		
	}	 
 }

  //------------------------------------------------------------
// t = 0.5ms——————-舵機會轉動 0 °
//t = 1.0ms——————-舵機會轉動 45°
//t = 1.5ms——————-舵機會轉動 90°
//t = 2.0ms——————-舵機會轉動 135°
//t = 2.5ms——————-舵機會轉動180°
 
 

timer.c

#include "timer.h"
#include "led.h"
#include "usart.h"
   	  
//通用定時器3中斷初始化
//這里時鐘選擇為APB1的2倍，而APB1為36M
//arr：自動重裝值，
//psc：時鐘預分頻數
//這里使用的是定時器3!
void TIM3_Int_Init(u16 arr,u16 psc)
{
    TIM_TimeBaseInitTypeDef  TIM_TimeBaseStructure;
	NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;

	RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM3, ENABLE); //時鐘使能

	TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = arr; //設定在下一個更新事件裝入活動的自動重裝載暫存器周期的值	 計數到5000為500ms
	TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler =psc; //設定用來作為TIMx時鐘頻率除數的預分頻值  10Khz的計數頻率  
	TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = 0; //設定時鐘分割:TDTS = Tck_tim
	TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;  //TIM向上計數模式
	TIM_TimeBaseInit(TIM3, &TIM_TimeBaseStructure); //根據TIM_TimeBaseInitStruct中指定的引數初始化TIMx的時間基數單位
	TIM_ITConfig(TIM3,TIM_IT_Update,ENABLE ); //使能指定的TIM3中斷,允許更新中斷

	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = TIM3_IRQn;  //TIM3中斷
	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0;  //先占優先級0級
	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 3;  //從優先級3級
	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE; //IRQ通道被使能
	NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);  //根據NVIC_InitStruct中指定的引數初始化外設NVIC暫存器

	TIM_Cmd(TIM3, ENABLE);  //使能TIMx外設
							 
}
//定時器3中斷服務程式
void TIM3_IRQHandler(void)   //TIM3中斷
{
	if (TIM_GetITStatus(TIM3, TIM_IT_Update) != RESET) //檢查指定的TIM中斷發生與否:TIM 中斷源 
		{
		TIM_ClearITPendingBit(TIM3, TIM_IT_Update  );  //清除TIMx的中斷待處理位:TIM 中斷源 
		LED1=!LED1;
		}
}

void TIM3_PWM_Init(u16 arr,u16 psc)
{  
	GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
	TIM_TimeBaseInitTypeDef  TIM_TimeBaseStructure;
	TIM_OCInitTypeDef  TIM_OCInitStructure;
	
	RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM3, ENABLE);	//使能定時器3時鐘
 	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB  | RCC_APB2Periph_AFIO, ENABLE);  //使能GPIO外設和AFIO復用功能模塊時鐘
	
	GPIO_PinRemapConfig(GPIO_PartialRemap_TIM3, ENABLE); //Timer3部分重映射  TIM3_CH2->PB5    
 
   //設定該引腳為復用輸出功能,輸出TIM3 CH2的PWM脈沖波形	GPIOB.5
	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_5; //TIM_CH2
	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);//初始化GPIO
 
   //初始化TIM3
	TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = arr; //設定在下一個更新事件裝入活動的自動重裝載暫存器周期的值
	TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler =psc; //設定用來作為TIMx時鐘頻率除數的預分頻值 
	TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = 0; //設定時鐘分割:TDTS = Tck_tim
	TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;  //TIM向上計數模式
	TIM_TimeBaseInit(TIM3, &TIM_TimeBaseStructure); //根據TIM_TimeBaseInitStruct中指定的引數初始化TIMx的時間基數單位
	
	//初始化TIM3 Channel2 PWM模式	 
	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_High; //輸出極性:TIM輸出比較極性高
	TIM_OC2Init(TIM3, &TIM_OCInitStructure);  //根據T指定的引數初始化外設TIM3 OC2

	TIM_OC2PreloadConfig(TIM3, TIM_OCPreload_Enable);  //使能TIM3在CCR2上的預裝載暫存器
 
	TIM_Cmd(TIM3, ENABLE);  //使能TIM3
	
}

timer.h

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

void TIM3_Int_Init(u16 arr,u16 psc);
void TIM3_PWM_Init(u16 arr,u16 psc);
#endif

本人所實作的功能是按下一個按鍵，舵機轉動相應角度，

其中下面的這個函式最為關鍵，

TIM_SetCompare2(TIM3, 185);//90度

四.疑問解答：
1.我該如何計算括號里的數，從而實作我想要的功能？
此處以90度為例，

答：PWM周期為20ms，所以占空比就應該為1.5ms/20ms = 7.5%，
所以TIM_SetCompare2的 TIMx 捕獲比較 1 暫存器值就為200-200*7.5% = 185

2.為何用200減，而不是300，400之類的？
答：之前寫過，TIM3_PWM_Init(199,7199);，這里和（199+1=200），所以是用200減，有些參考是（1999，719），周期也是20ms，減的話用2000減，只是括號里寫的不同，本質只是一樣的，
（結合第一問也就是：2000-7.5%2000=1850）

五.硬體連接
本人用的是正點原子精英版，例程是PB5引腳，其他板子可用映射，自己設定，

六.注意事項
1.函式初始化不能少，
2.出現帶不動舵機的情況，外用電源試試||信號線處串個電阻，
3.巧用示波器，看看占空比是否正常，