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標題: 用STM32單片機TIM功能輸出PWM波控制舵機 [打印本頁]

作者: wmw. 時間: 2023-12-21 11:38
標題: 用STM32單片機TIM功能輸出PWM波控制舵機
這篇文章將以stm32F103C8T6為例
舵機由變速齒輪箱，電位器，電路板與直流電機組成。電機的高速、短周期運動由齒輪箱轉換為慢速、長周期的運動，最終到最外端的齒輪，齒輪的轉動帶動電位器轉動，電位器的電位與信號線進行比較，從而實現轉動到特定角度的功能。伺服電機由信號線輸入的PWM信號控制。信號的頻率應為50Hz，周期為20ms，PWM的占空比決定了舵的角度。

使用stm32 TIM功能輸出PWM波來控制舵機
根據STM32F10xxx參考手冊，
通用TIM 定時器與高級TIM功能包括：
● 16位向上、向下、向上/向下自動裝載計數器
● 16位可編程(可以實時修改)預分頻器，計數器時鐘頻率的分頻系數為1～65536之間的任意
數值
● 4個獨立通道：
─ 輸入捕獲
─ 輸出比較
─ PWM生成(邊緣或中間對齊模式)
─ 單脈沖模式輸出
● 使用外部信號控制定時器和定時器互連的同步電路
● 如下事件發生時產生中斷/DMA：
─ 更新：計數器向上溢出/向下溢出，計數器初始化(通過軟件或者內部/外部觸發)
─ 觸發事件(計數器啟動、停止、初始化或者由內部/外部觸發計數)
─ 輸入捕獲
─ 輸出比較
● 支持針對定位的增量(正交)編碼器和霍爾傳感器電路
● 觸發輸入作為外部時鐘或者按周期的電流管理
在這里使用4個獨立通道：PWM生成，要注意的是，基本定時器并不具備該功能。
不同型號的芯片包含的TIM模塊可能不同，使用時建議先查詢數據手冊

下面是定時器配置的示例：

static void GENERAL_TIM_GPIO_Config(void)
{
   GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;

   // 輸出比較通道1 GPIO 初始化
         RCC_APB2PeriphClockCmd(GENERAL_TIM_CH1_GPIO_CLK, ENABLE);
   GPIO_InitStructure.GPIO_Pin =  GENERAL_TIM_CH1_PIN;
   GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;
   GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
   GPIO_Init(GENERAL_TIM_CH1_PORT, &GPIO_InitStructure);
}

使用TIM功能的PWM模式
static void GENERAL_TIM_Mode_Config(void)
{
   // 開啟定時器時鐘,即內部時鐘CK_INT=72M
         GENERAL_TIM_APBxClock_FUN(GENERAL_TIM_CLK,ENABLE);

/*--------------------時基結構體初始化-------------------------*/
   TIM_TimeBaseInitTypeDef  TIM_TimeBaseStructure;
         // 自動重裝載寄存器的值，累計TIM_Period+1個頻率后產生一個更新或者中斷
         TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period=GENERAL_TIM_Period;
         // 驅動CNT計數器的時鐘 = Fck_int/(psc+1)
         TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler= GENERAL_TIM_Prescaler;
         // 時鐘分頻因子，配置死區時間時需要用到
         TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision=TIM_CKD_DIV1;
         // 計數器計數模式，設置為向上計數
         TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode=TIM_CounterMode_Up;
         // 重復計數器的值，沒用到不用管
         TIM_TimeBaseStructure.TIM_RepetitionCounter=0;
         // 初始化定時器
         TIM_TimeBaseInit(GENERAL_TIM, &TIM_TimeBaseStructure);


         /*--------------------輸出比較結構體初始化-------------------*/

         TIM_OCInitTypeDef  TIM_OCInitStructure;
         // 配置為PWM模式1
         TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM1;
         // 輸出使能
         TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable;
         // 輸出通道電平極性配置
         TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_High;

         // 輸出比較通道 1
         TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse = 0;
         TIM_OC1Init(GENERAL_TIM, &TIM_OCInitStructure);
         TIM_OC1PreloadConfig(GENERAL_TIM, TIM_OCPreload_Enable);

                  // 使能計數器
         TIM_Cmd(GENERAL_TIM, ENABLE);
}

定義一個初始化函數，同時初始化時基與輸出比較
void GENERAL_TIM_Init(void)
{
         GENERAL_TIM_GPIO_Config();
         GENERAL_TIM_Mode_Config();
}

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