STM32控制180度位置舵机（SG90）

本文章记录我学习STM32使用PWM控制SG90舵机的过程，分享一些我踩的坑以及控制舵机的关键。

180度位置舵机通常用于位置控制，一开始我想使用360度舵机，我想着转动度数大所以操作空间大，所以我买了一个金属齿轮的MG90S的360度舵机，所以踩坑了，输出PWM波时舵机直接连选旋转，我搜索一些资料后发现：

180度舵机：适合。需要精确定位和角度控制的应用，如自动门锁、摄影设备的云台、以及各种需要角度调节的机械部件。
360度舵机（连续旋转舵机）：适用于需要连续旋转或速度控制的场合，例如作为小型机器人的驱动轮、玩具车的方向盘控制等。
也就是说360度舵机你只要给他信号他会连续不断的一直旋转。而180度舵机是位置舵机，特定的PWM信号对应特定的角度。本文分享180度舵机的控制方法，以及源代码。
主控：STM32C8T6
环境：STM32CubeMX + Keil（Vscode）

1.接线图：(舵机需要5V供电，接到给STM32下载程序的STLINK的5V接口上即可。PWM使用的是PA0：TIM2的CH1)。

2.STM32CubeMX代码生成：

1.时钟源选择内部时钟：72MHZ

2.PWM Gneration CH1

3.分频器为72分频

4.重装载值为 20000

选择这个参数的原因是因为舵机的驱动需要这样的频率，计算一下：
（72MHZ/72/20000）：(72 000 000)/ 72 / 20000 = 50HZ，TIM2的通道1，PA0引脚输出的PWM方波频率为50HZ，周期就是1 / 50 = 20ms。这样就生成了舵机所需的时基。
舵机的控制一般需要一个20ms左右的时基脉冲。

1000ms也就是1s内，50HZ也就是50次完整的周期，一个周期（1000ms / 50HZ） = 20ms（包括高电平和低电平）：
舵机角度的控制对应关系是这样的（也就是说0度对应的高电平时长是0.5ms，180度对应的高电平时长是2.5ms）：
0度———–0.5ms

45度———-1ms

90度———–1.5ms

135度———-2.0ms

180度———–2.5ms

以180度为例，计算占空比（高电平占总周期的比例）：2.5ms / 20ms = 0.125，所以180度所对应的占空比是12.5%。如下图所示。那么在STM32中，转到到180度，就是把占空比设置成12.5%。

STM32定时器的PWM占空比：  Duty = CCR / (ARR + 1) 。我们前面生成的ARR为 20000 – 1 

所以12.5% = CCR / 20000  ====>  CCR = 2500。

3.代码编写

打开刚刚生成的代码，在main.c这里定义好函数servo_set，再定义两个变量add flag。调用HAL库函数HAL_TIM_PWM_Start开启PWM。然后在while(1)调用servo_set函数即可控制舵机转动了。while(1)中实现的即是舵机从0度到180度的反复转动。

线性变换公式：Angle / 180 * 2000 + 500   。将输入的角度值转化为对应的占空比，例如Angle为180，那么此公式的值就是2500，也就是占空比12.5%。

/* USER CODE BEGIN Header */
/**
 ******************************************************************************
 * @file           : main.c
 * @brief          : Main program body
 ******************************************************************************
 * @attention
 *
 * Copyright (c) 2024 STMicroelectronics.
 * All rights reserved.
 *
 * This software is licensed under terms that can be found in the LICENSE file
 * in the root directory of this software component.
 * If no LICENSE file comes with this software, it is provided AS-IS.
 *
 ******************************************************************************
 */
/* USER CODE END Header */
/* Includes ------------------------------------------------------------------*/
#include "main.h"
#include "tim.h"
#include "gpio.h"

/* Private includes ----------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN Includes */

/* USER CODE END Includes */

/* Private typedef -----------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN PTD */

/* USER CODE END PTD */

/* Private define ------------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN PD */

/* USER CODE END PD */

/* Private macro -------------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN PM */
void servo_set(float Angle)
{
  __HAL_TIM_SetCompare(&htim2, TIM_CHANNEL_1, Angle / 180 * 2000 + 500);
  // 将角度线性变换，对应到舵机要求的占空比范围上
}
/* USER CODE END PM */

/* Private variables ---------------------------------------------------------*/

/* USER CODE BEGIN PV */
float add;
unsigned char flag = 0;
/* USER CODE END PV */

/* Private function prototypes -----------------------------------------------*/
void SystemClock_Config(void);
/* USER CODE BEGIN PFP */

/* USER CODE END PFP */

/* Private user code ---------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN 0 */

/* USER CODE END 0 */

/**
 * @brief  The application entry point.
 * @retval int
 */
int main(void)
{

  /* USER CODE BEGIN 1 */

  /* USER CODE END 1 */

  /* MCU Configuration--------------------------------------------------------*/

  /* Reset of all peripherals, Initializes the Flash interface and the Systick. */
  HAL_Init();

  /* USER CODE BEGIN Init */

  /* USER CODE END Init */

  /* Configure the system clock */
  SystemClock_Config();

  /* USER CODE BEGIN SysInit */

  /* USER CODE END SysInit */

  /* Initialize all configured peripherals */
  MX_GPIO_Init();
  MX_TIM2_Init();
  /* USER CODE BEGIN 2 */
  HAL_TIM_PWM_Start(&htim2, TIM_CHANNEL_1);
  /* USER CODE END 2 */

  /* Infinite loop */
  /* USER CODE BEGIN WHILE */
  while (1)
  {
    /* USER CODE END WHILE */


      if (flag == 0)
      {
        add += 2;
        if (add == 180)
        {
          flag = 1;
        }
      }

      if (flag == 1)
      {
        add -= 2;
        if (add == 0)
        {
          flag = 0;
        }
      }
      servo_set(add);
    
    //printf("%f\r\n", add);
    // prtdbginfo("%f", add);
    HAL_Delay(200);

    /* USER CODE BEGIN 3 */
  }
  /* USER CODE END 3 */
}

作者：非复吴下阿蒙