Stm32f103c8t6(proteus仿真)学习——7-2.PWM驱动SG90舵机_proteus舵机

一、proteus原理图绘制

proteus没有舵机的模块，只能类似的模拟
搜索：servo，选择PWMservo

双击改参数
180度的舵机(SG90)的控制需要产生一个周期为20ms的脉冲信号，以0.5ms到2.5ms的高电平来控制舵机转动的角度，对应关系如下：

二、代码的编写

1. PWM.c文件

配置舵机的PWM

#include "PWM.h" 

void PWM_Init(void) //PWM初始化
{
	//GPIO的结构体定义，定义一个GPIO类型的结构体，名字为GPIO_InitStructure
	GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
	//TIM_TimeBase的结构体定义，定义一个TIM_TimeBase类型的结构体，名字为TIM_TimeBaseInitStructure
	TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseInitStructure;
	//TIM_OC的结构体定义，定义一个TIM_OC类型的结构体，名字为TIM_OCInitStructure
	TIM_OCInitTypeDef TIM_OCInitStructure;
	
	//开启定时器3的时钟，注意是APB1（GPIO的是APB2）
	RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM3, ENABLE);
	//开启GPIO的时钟，注意是APB2
	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);
	
	//GPIO引脚的重映射，TIM3_CH1重映射引脚到PB4
	//RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_AFIO, ENABLE);
	//GPIO_PinRemapConfig(GPIO_PartialRemap1_TIM3, ENABLE);
	//GPIO_PinRemapConfig(GPIO_Remap_SWJ_JTAGDisable, ENABLE);
	
	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_6;		//GPIO_Pin_4;TIM3_CH1重映射引脚到PB4
	GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
	GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure); //GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure); //PB4
	
	//选择定时器的内部时钟源  TIM3
	TIM_InternalClockConfig(TIM3);
	
	//配置定时器时基单元：TIM_TimeBase
	//选择时钟分频，可以选择1分频、2分频和4分频
	TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1; //TIM_CKD_DIV1：1分频
	//选择定时器计数方式，可选择向上计数、向下计数、中心对齐计数
	TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up; //TIM_CounterMode_Up：向上计数
	//设置ARR，即定时器周期：TIM_Period，取值0-65535
	TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Period = 20000 - 1;		//ARR
	//设置PSC，即定时器预分频器的值：TIM_Prescaler，取值0-65535
	TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Prescaler = 72 - 1;		//PSC
	//高级定时器才用的到，重复计算器，先用不上赋值为0
	TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_RepetitionCounter = 0;
	//TIM_TimeBase初始化
	TIM_TimeBaseInit(TIM3, &TIM_TimeBaseInitStructure);
	
	//初始化配置定时器输出比较单元：TIM_OC
	//设置输出比较的模式：TIM_OCMode_PWM1，PWM1模式
	TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM1;
	//设置输出比较的极性：TIM_OCPolarity_High;高极性：有效电平为高电平
	TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_High;
	//设置输出使能
	TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable;
	//设置捕获比较寄存器 CCR 的值
	TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse = 0;		//CCR
	//初始化定时器3通道1
	TIM_OC1Init(TIM3, &TIM_OCInitStructure);
	
	//使能定时器3
	TIM_Cmd(TIM3, ENABLE);
}

void PWM_SetCompare1(uint16_t Compare)
{
	TIM_SetCompare1(TIM3, Compare); //设置捕获比较寄存器 CCR 的值
}
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注意：ARR设置为20000-1，PSC设置为72-1，正好对应舵机的周期20ms
公式：频率=72M / (PSC+1)(ARR+1)
代入ARR=20000-1、PSC=72-1，得频率=72x10⁶/72x(2x10⁴)=1/20
所以，周期=1/频率，得周期=20ms
具体ARR和PSC可以直接修改，只需要满足频率=1/20即可

2. PWM.h文件

头文件

#ifndef __PWM_H
#define __PWM_H

#include "stm32f10x.h"                  // Device header

void PWM_Init(void);
void PWM_SetCompare1(uint16_t Compare);

#endif
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3. servo.c文件

servo.c需要用到PWM，直接调用pwm.h即可

#include "servo.h"

void Servo_Init(void) //舵机初始化
{
	PWM_Init(); //直接调用PWM初始化
}

void Servo_SetAngle(float Angle) //输入需要设置的角度
{
	PWM_SetCompare1(Angle / 180 * 2000 + 500); //舵机角度转换
}
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4. servo.h文件

头文件

#ifndef __SERVO_H
#define __SERVO_H

#include "stm32f10x.h"                  // Device header
#include "PWM.h"

void Servo_Init(void);
void Servo_SetAngle(float Angle);

#endif
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5. key.c文件

使用按键控制舵机转动角度，按一次角度+30

#include "key.h"

extern uint8_t KeyNum;

//按键 初始化函数
void Key_Init(void){
	//声明一个结构体，名字是GPIO_InitStructure
	GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
	//使能GPIOA的时钟，ENABLE代表使能
	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB,ENABLE);//GPIOB
	//按键需要设置引脚模式为上拉模式GPIO_Mode_IPU
	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_IPU; //上拉模式GPIO_Mode_IPU
	//定义引脚为 15号引脚
	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin=GPIO_Pin_15; 
	 //设置引脚的速度50MHz
	GPIO_InitStructure.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz; 
	 //初始化GPIO，初始化哪个引脚就对应哪个
	GPIO_Init(GPIOB,&GPIO_InitStructure);//初始化GPIOB，所以引脚对应PB15
	//初始化时LED应为熄灭状态，所以要拉高LED引脚的电平
	GPIO_SetBits(GPIOB,GPIO_Pin_15); //PB15引脚拉高电平
}

uint8_t Key_GetNum(void){  //获取当前按键键值
	//检测PB15引脚是否为低电平，按键按下时为低电平
	if(GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB , GPIO_Pin_15)==0){  //PB15为低电平，按键1已按下
		delay_ms(20); //延时，消抖
		//消抖，等待PB15重新变成高电平，如果一直为低电平则一直进入死循环
		while(GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB , GPIO_Pin_0)==0);
		delay_ms(20); //延时，消抖
		KeyNum=1; //键值赋值为1，代表按键1已按下
	}
	return KeyNum; //返回键值
}
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6. key.h文件

#ifndef __KEY_H
#define __KEY_H

#include "stm32f10x.h"                  // Device header
#include "delay.h"

void Key_Init(void);
uint8_t Key_GetNum(void);

#endif
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7. OLED文件

里面有三个文件：OLED.Font.h、OLED.c和OLED.h
其中OLED.Font.h是字库文件
百度网盘
链接：https://pan.baidu.com/s/1x2XtGtKYNEaTBEaUHLj5qw
提取码：69q1

8. main.c文件

#include "stm32f10x.h"
#include  "key.h"   //按键
#include  "OLED.h"  //OLED显示屏 
#include "PWM.h"    //PWM输出
#include "servo.h"
#include "delay.h"

uint8_t KeyNum = 0;
float Angle =0.0;

int main(void)
{ 
	delay_init();
	OLED_Init();
	PWM_Init();

	OLED_ShowString(1,1,"Angle: ");
	
	while(1){ 
		KeyNum=0;
		KeyNum = Key_GetNum();
		if (KeyNum == 1)
		{
			Angle += 30;
			if (Angle > 180)
			{
				Angle = 0;
			}
		}
		Servo_SetAngle(Angle);
		OLED_ShowNum(1, 8, Angle, 3);	
	}		
}
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9. 效果展示

proteus无法准确仿真舵机，只能粗略模拟

三、项目(代码+仿真)分享链接

百度网盘
链接：https://pan.baidu.com/s/1pcVtAcER2mAwnQnyRL3aXQ
提取码：p8q4