目录
- 一、简介
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- 接线
- 二、原理
- 3、代码段
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- 3.1、sg90.c
- 3.2、main.c
一、简介
舵机是一种位置(角度)伺服驱动器,适用于控制系统,可根据控制信号输出指定角度(常见0-90°、0-180°、0-360°)。 本质上是伺服电机。分为模拟舵机和数字舵机。
- 模拟舵机:需要发送目的地PWM只有信号才能旋转到指定位置。(想转10°,要不断发送10°PWM信号只能在指定位置停止)
- 数字舵机:只需给目的地PWM信号可以旋转到指定位置。(想转10°,发送一次10°PWM信号可以转到10°)
接线
红色----VCC 棕色----GND 橙色-信号线(连接到单片机输出PWM的引脚)
二、原理
舵机的控制一般需要20ms时基脉冲,该脉冲的高电平部分一般为0.5ms~2.5ms脉冲部分的角度控制范围,180°舵机的0-180°,呈线性变化。
为其提供一定的脉冲宽度,其输出轴将保持在相应的角度,无论外部扭矩如何改变,直到它提供另一个宽度的脉冲信号,它将将输出角度改变到新的相应位置。舵机内部有一个基准电路,产生周期为20ms,宽度1.5ms对于基准信号,有一个比较器,将外加信号与基准信号进行比较,判断方向和大小,从而产生电机的旋转信号。
控制电路板从信号线接收相应的控制电路板PWM控制信号,进而控制电机转动,电机带动一系列齿轮组,减速后传动至输出舵盘。舵机的输出轴和位置反馈电位计是相连的,舵盘转动的同时,带动位置反馈电位计,电位计将输出一个电压信号到控制电路板,进行反馈,然后控制电路板根据所在位置决定电机的转动方向和速度,从而达到目标停止。
以180度伺服为例,相应的控制关系是这样的(t高电平时间): t=0.5ms(占空比2.5%)---------0°; t=1.0ms(占5%的空间)-45°; t=1.5ms(占空比7.5%)---------90°; t=2.0ms(占空间的10%)-135°; t=2.5ms(占空比12.5%)-------180°;
即:
3、代码段
根据PWM周期为20ms = (7200*200)/72000000=0.02。故TIM_Period=199
,TIM_Prescaler=7199
。
以转动45°例如,占空比为5%,因此TIM_SetCompare1的 TIMx 捕获比较 1 寄存器值为200-200*5% = 190。
以下是代码显示,仅供参考:
3.1、sg90.c
void TIM1_PWM_Init(void)///自动重装载值 预分频系数 {
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure; TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseStructure; TIM_OCInitTypeDef TIM_OCInitStructure; RCC_APB2PeriphClockCmd(SG90_TIM_CLK, ENABLE);// ///使定时器1的时钟 RCC_APB2PeriphClockCmd(SG90_GPIO_CLK , ENABLE); //使能GPIO外设时钟使能 ///将引脚设置为复用输出功能TIM1 CH1的PWM脉冲波形 GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = SG90_Pin; //TIM_CH1 GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP; //复用推挽输出 GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;//IO口速度为50MHz GPIO_Init(SG90_Port, &GPIO_InitStructure); TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = 199; ///自动重装载寄存器周期的值设置在下一个更新活动中 80K TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler =7199; //设置用来作为TIMx时钟频率除数的预分频值 不分频
TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = 0; //设置时钟分割:TDTS = Tck_tim
TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up; //TIM向上计数模式
TIM_TimeBaseInit(SG90_TIMx, &TIM_TimeBaseStructure); //根据TIM_TimeBaseInitStruct中指定的参数初始化TIMx的时间基数单位
TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM2; //选择定时器模式:TIM脉冲宽度调制模式2
TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable; //比较输出使能
TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse = 0; //设置待装入捕获比较寄存器的脉冲值
TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_High; //输出极性:TIM输出比较极性高
TIM_OC1Init(SG90_TIMx, &TIM_OCInitStructure); //根据TIM_OCInitStruct中指定的参数初始化外设TIMx
TIM_CtrlPWMOutputs(SG90_TIMx,ENABLE); //MOE 主输出使能
TIM_OC1PreloadConfig(SG90_TIMx, TIM_OCPreload_Enable); //CH1预装载使能 //使能输出比较预装载
TIM_ARRPreloadConfig(SG90_TIMx, ENABLE); //使能TIMx在ARR上的预装载寄存器
TIM_Cmd(SG90_TIMx, ENABLE); //使能TIM1
}
3.2、main.c
int main(void)
{
u16 pwmval;
DelayInit();
TIM1_PWM_Init();
while(1)
{
DelayMs(500);
pwmval=195; //0°
TIM_SetCompare1(TIM8,pwmval);
DelayMs(500);
pwmval=190; //45°
TIM_SetCompare1(TIM8,pwmval);
DelayMs(500);
pwmval=185; //90°
TIM_SetCompare1(TIM8,pwmval);
DelayMs(500);
pwmval=180; //135°
TIM_SetCompare1(TIM8,pwmval);
DelayMs(500);
pwmval=175; //180°
TIM_SetCompare1(TIM8,pwmval);
}
}
关于选择TIM_OCMode_PWM2等的原因,详见:TIM_OCMode_PWM2;TIM_OCMode_PWM1
参考自: 1、单片机——SG90舵机工作原理 2、STM32控制SG90舵机 3、SG90舵机