STM32单片机控制SG90舵机PWM参数设置详解

STM32控制SG90舵机的PWM部分参数的设置解答

  • 一、舵机控制要知道的知识
  • 二、PWM的参数要怎么计算
  • 1、为什么要分频呢?
  • 2、为什么选择TIM_OCMode_PWM1呢?
  • 每天进步一点点 笔记仅供自学,用来回看复习,不一定适合你,如有错误请指出。
  • 板子是STM32f103c8t6,用TIM3_CHI 对应 PA6

    一、舵机控制要知道的知识

    我们要知道,SG90舵机接收的PWM信号的参数:f=50Hz,T=1/f,所以周期为20ms。
    当高电平的脉宽在0.5ms-2.5ms之间时舵机就可以对应旋转到不同的角度。
    换句话说,我们要用单片机产生一个周期(20ms)的PWM波,然后获得对应这些时长(分别是0.5ms1ms1.5ms2ms2.5ms)的高电平。

    二、PWM的参数要怎么计算

    公式:f_PWM = SYSCLK/((TIM_Period+1)*(TIM_Prescaler+1))

    1. 我们已知的有:
  • f_PWM=1/50Hz(舵机需要的频率)
  • SYSCLK=72MHz(根据板子的系统时钟频率来取值)
    1. 我们要求的是分频重装载值
  • TIM_Prescaler:计时器的预分频器值
  • TIM_Period:计时器的自动重装载寄存器(Auto-Reload Register,ARR)的值,用于确定计时器的计数周期。
  • 然后呢,我们需要分频,分多少则是怎么方便怎么分。只要最后的装载值可以装满1/50hz(20ms)就行。

    1、为什么要分频呢?

    定时器的计数有限。因为板子的系统时钟频率是72MHz,意味着1秒可以计数72M次。

  • 对于16位的定时器,计数范围是0~65536,2的16次方嘛。
  • 对于32位的定时器,则为0到4294967295。但是虽然可以满足,但是计数太快了,利用率就不行。所以通过给系统时钟分频,可以根据具体应用需求灵活地调整定时器的计数速度。对于需要高精度和高频率的应用,可以选择较高的系统时钟频率和相应的预分频系数;对于需要较低频率的应用,可以选择较低的系统时钟频率和相应的预分频系数。
  • 我对它的理解是,我们通过一个生活中的数数例子来理解上面这段话。

    假设你和朋友一起数数,计数范围是0到9。你们每秒钟能够数一次,并且使用一个计数器来记录当前的数字。
    现在,假设你们使用的时钟是系统时钟,频率为100次/秒,即每秒钟系统时钟发生100个时钟脉冲。
    如果你们直接将系统时钟作为计数器的输入时钟,计数器每接收到一个时钟脉冲就会加1,那么在1秒钟内,计数器将会累加100次。由于计数范围只有0到9,计数器的值会很快达到最大值9,并溢出回到0,无法完成较长的计数周期。
    为了实现更长的计数周期和较低的频率,你们决定将系统时钟频率分频,比如分频为10。这意味着计数器每接收到10个时钟脉冲才会加1,也就是每秒钟计数器只会加1次。这样,计数器的值在1秒钟内只会从0增加到1,而不会溢出,可以实现更长的计数周期和较低的频率。
    —————————————例如———————————————-
    stm32F103C8T6的系统时钟是72MHz,

  • 我给它进行72分频(TIM_Prescaler=72),也就是 72MHz / 72 = 1MHz (1秒1M个数),我们分频以后计一个数就是1us

  • 一个数1us,那我们需要20ms,也是20ms = 20 000us / 1us = 20000个(TIM_Period=20000),也就是我们需要计20000数,这很好理解吧。

  • cubeMX里是这么设置的

  • 然后我们要知道下面这张图,意思就是在这个20ms的一个周期内,如果高电平占20ms中的0.5ms(占空比嘛,高电平在一个周期内的占比),则可以让舵机转到0°,后面的以此例推。

  • 然后,问题来了,我们要记多少个数才可以达到0.5ms呢?
    :因为1us计数1个,0.5ms则是500us,所以对应500个嘛。

  • 然后要怎么让单片机知道,我们这500个数,计的是高电平呢?(你要是没有设置,它肯定不知道的)
    在CubeMX里

    在代码里

  • 2、为什么选择TIM_OCMode_PWM1呢?

    按我的理解来说,pwm1的就是先输出有效电平(高电平)再输出无效电平(低电平)。而pwm2就是反过来,先输出无效电平再输出有效电平。

    Hal库__HAL_TIM_SET_COMPARE(&htim3,TIM_CHANNEL_1,500);或者是库函数的 TIM_SetCompare3(TIM3,500);
    当配置的是pwm1模式,那这句话的意思都是,输出计500个数的时间的有效电平(高电平),500*1us=0.5ms,剩余的(20-0.5)ms则是低电平。
    若是配置pwm2模式,也是输出的500个数的时间是低电平。【一般都用pwm1】

    如果还是不太懂的话,可以去看看江科大讲的stm32入门教程。

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