舵机控制那些事（附STM32代码！！！）

Posted 2021-07-19 三明治开发社区

老规矩，先上代码 https://github.com/Tuya-Community/tuya-iotos-embeded-mcu-demo-wifi-ble-steering-engine

舵机原理

舵机简单的说就是集成了直流电机，电机控制器和减速器等，并封装在一个便于安装的外壳里的伺服单元。它是一个能够利用简单的输入信号，比较精确地转动给定角度的电机系统。舵机安装了一个电位器（或其他角度传感器）检测输出轴转动角度，控制板根据电位器的信息能够比较准确的控制和保持输出轴的角度，形成闭环控制，所以舵机更准确的说是伺服马达。

舵机信号

舵机一般采用PWM信号控制，周期一般为20ms，高电平持续时间最少为0.5mS，一般在0.5ms~2.5ms之间。具体如下图：

例程分析

弄明白了舵机的控制信号之后，接下来就是要如何产生这样的信号。小编以STM32G071为例（stm32各个系列，产生方法均类似），带大家一步步讲解。
初始化程序如下，采用TIM16 CH1通道产生PWM波形
void ConfigureTIM16_CH1_AsPWM_EdgeAligned(void)
{
RCC->APBENR2 |= 1<<17;
RCC->IOPENR |= 1<<3;
GPIOD->MODER &=~(3<<0);
GPIOD->MODER |= 2<<0;
GPIOD->AFR[0]&=0XFFFFFFF0;
GPIOD->AFR[0] |= 0x02 << 0;

TIM16->PSC = 159;
TIM16->ARR = 1999;
TIM16->CCR1 = 150;
TIM16->CCMR1 |=6<<4|1<<3;
TIM16->CCER |= 1<<0;
TIM16->CR1 |= 1<<0;
TIM16->EGR |= 1<<0;
TIM16->BDTR |=1<<14;
}
下面是分析
因为我们用定时器TIM16产生PWM，所以要先使能TIM16时钟
RCC->APBENR2 |= 1<<17;

通过数据手册可以得知，PD0具有TIM16的CH1通道PWM功能，
因此还要初始化PD0。

先使能GPIOD；
RCC->IOPENR |= 1<<3;

再将PD0配置成复用功能模式。
GPIOD->MODER &=~(3<<0);
GPIOD->MODER |= 2<<0;

那复用功能那么多，哪个才是TIM16_CH1呢？

通过手册可以发现是AF2，于是，可以如下配置。
GPIOD->AFR[0]&=0XFFFFFFF0;
GPIOD->AFR[0] |= 0x02 << 0;

好了，PD0基本配置好了，接下来就是配置TIM16了
先设置预分频器

TIM16->PSC = 159;
这句话将16M系统时钟的1/（159+1）用于TIM16时钟，那么可以计算出TIM16时钟频率为100KHz，即每计一个数，需要10us。

根据上面舵机原理，周期要20ms，因此一个周期，需计（1999+1）个数
所以自动重载值配置如下
TIM16->ARR = 1999；

接下来配置高电平时间，可以通过比较寄存器配置，具体如下
TIM16->CCR1 = 150;
CCR1*10us就是高电平时间，以0.5ms到2.5ms为例，那么CCR1取值范围为50~250.

TIM16->CCMR1 |=6<<4|1<<3;
这句功能为将TIM16配置成PWM模式1，并且使能与 TIM16_CCR1 相关的预装载寄存器

TIM16->CCER |= 1<<0;
这句话将输出极性设置为高电平有效。
后面就可以使能TIM16计数器，边沿对齐，递增方式
TIM16->CR1 |= 1<<0;

更新中断
TIM16->EGR |= 1<<0;

自动输出使能
TIM16->BDTR |=1<<14;

好了，至此，TIM16_CH1的PWM模式已配置好了，可以用示波器去看看波形是不是大家想要的。
另外，需要调整占空比，之需要修改CCR1的值就行，比如现在是1ms，修改成2ms，只要执行一下TIM16->CCR1 = 200;即可

好啦，小编就不啰嗦啦，祝大家玩的愉快，程序有疑问，可以在底下留言，我会一一为大家解答。