STM32小车篇之舵机控制角度_舵机占空比和角度的关系

STM32小车篇之舵机控制角度

舵机组成
舵机的主要组成部分为伺服电机，所谓伺服就是服从信号的要求而动作。在信号来之前，转子停止不动；信号来到之后，转子立即运动。因此我们就可以给舵机输入不同的信号,来控制其旋转到不同的角度。
舵机接收的是PWM信号，当信号进入内部电路产生一个偏置电压，触发电机通过减速齿轮带动电位器移动，使电压差为零时，电机停转，从而达到伺服的效果。简单来说就是给舵机一个特定的PWM信号，舵机就可以旋转到指定的位置。
舵机上有三根线，分别是GND、VCC和SIG，也就是地线、电源线和信号线，其中的PWM波就是从信号线输入给舵机的。首先是舵机的引线，**一般为三线控制：红色为电源，棕色为地，黄色为信号。**控制舵机的时候，需要不断的给PWM波才能使得舵机在某个角度有扭矩。
一般来说，舵机接收的PWM信号频率为50HZ，即基本周期为20ms。如下图：

编码
在代码中要特别注意的是时基结构体的TIM_Period（自动重装载寄存器值，简称arr）和TIM_Prescaler（预分频寄存器值，简称psc），因为这两个决定了输出PWM信号的周期。具体的周期计算公式为：周期=（arr+1）*（psc+1）/CLK。其中CLK为计数器的时钟频率，我的是72MHZ，也就是72000000。最后计算结果单位为秒，结果为0.02s，也就是20ms。这样的配置就是为了让输出的PWM信号达到前面说到的舵机要求的20ms周期。
前面说过，在周期20ms的PWM信号中，不同的脉宽对应舵机不同的转动角度，在0.5ms-2.5ms间有效，因此我们可以在main函数中配置几个不同的脉宽。要注意的是stm32并不直接配置脉宽，而是通过配置占空比来配置脉宽的。

角度
角度是由来自控制线的持续的脉冲所产生。这种控制方法叫做脉冲调制。脉冲的长短决定舵机转动多大角度。范围为（0~180°）
舵机转动0度代表它的占空比是2.5%，转动180度代表它的占空比是12.5%。即设arr（自动重装载值）为x时。转动角度所对应的值=(x+1)*（1-占空比）（将PWM1极性设置为TIM_OCPolarity_High时）

int main(void)
{
	delay_init(); //延时函数初始化
	LED_Init();	//LED端口初始化
	TIM2_PWM_Init(1999,719); //不分频，PWM频率=72000000/720/2000=50hz	
	while(1){	
		TIM_SetCompare2(TIM2,1950); //对应0度	    2.5%
  	  	delay_ms(1000);	
		TIM_SetCompare2(TIM2, 1900); //对应45度		5%	
    	delay_ms(1000);
		TIM_SetCompare2(TIM2, 1850); //对应90度		7.5%
   		delay_ms(1000);
		TIM_SetCompare2(TIM2, 1800); //对应135度	10%
		delay_ms(1000);
		TIM_SetCompare2(TIM2,1750); //对应180度		12.5%
		delay_ms(1000);
	}
}

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转动角度所对应的值=(x+1)*占空比（将PWM2极性设置为TIM_OCPolarity_Low时），程序如下：

int main(void)
{
	delay_init(); //延时函数初始化
	LED_Init();	//LED端口初始化
	TIM2_PWM_Init(1999,719); //不分频，PWM频率=72000000/720/2000=50hz	
	while(1)
	{	
		TIM_SetCompare2(TIM2,250); //对应180度  12.5%
   		 delay_ms(1000);	
		TIM_SetCompare2(TIM2, 200); //对应135度	10%
    	delay_ms(1000);
		TIM_SetCompare2(TIM2, 150); //对应90度	7.5%
    	delay_ms(1000);
		TIM_SetCompare2(TIM2, 100); //对应45度	5%
		delay_ms(1000);
		TIM_SetCompare2(TIM2,50); //对应0度	2.5%
		delay_ms(1000);
	}
}

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