MG90S 舵机180°角度驱动-Toy模板网

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MG90S简介

舵机：
是一种角度伺服电机，一般是由齿轮组、电位器、舵机控制电路、直流电机构成。由发送控制信号来控制输出轴的位置。
数字舵机与模拟舵机的区别：
MG90S是一款常用的数字舵机，还有一款常用的模拟电机是MG90。
①数字舵机只需发送1次PWM信号就能转动到某个角度。
模拟舵机是需要多次发送PWM信号才能够保持在规定的位置上。
②模拟舵机存在“无反应区”，对于细微的动作，反应非常迟钝，或者没有动作。
数字舵机的“无反应区”更小，反应速度更快，加速和减速时也更快、更柔和。
（原因是数字舵机的控制电路比模拟舵机的多了微处理器和晶振）
使用参数：
舵机控制一般需要20ms左右的时基脉冲，高电平部分一般为0.5ms-2.5ms范围内的角度控制脉冲部分。总间隔为2ms。（此数据是0-180°的舵机）

0.5ms	0°
1ms	45°
1.5ms	90°
2ms	135 °
2.5ms	180°

需求分析

需求：
舵机通过PWM波型来控制，我们想要的是给舵机一个角度，让它自己转换成占空比。
实现：
如下图所示：脉冲周期是20ms，高电平部分是2.5ms，表示180°。
上文已提到（0°到180°）对应着（0.5ms-2.5ms)。
假设角度为A，则A角度所占时间的比例为：（A/180）×（2.5-0.5），再加上0°初始时间，A角度所占的时间为0.5+(A/180) ×(2.5-0.5)。时间基数是20ms，那么占空比为[0.5+(A/180) ×(2.5-0.5)]/20。
上面计算的占空比，乘以20ms内总的定时器的计数次数，得到捕获比较寄存器（TIM_Pulse）的脉冲值，也就是A角度所占的定时器计数次数：[0.5+(A/180) ×(2.5-0.5)]/20×10000。10000是本设计设定的计数器的计数次数（详情见下文）。
分频系数和计数器设置：
此设计使用的是72M的单片机，分频系数设为(144-1)，72000000Hz/144=500000Hz，频率为500K，周期为1/500000=2us。计数次数为（10000-1)，也就是10000次，2us×10000=20ms。也就是定时器的周期是20ms。
误差计算：
当然定时器周期20ms，还有很多种设法。设计时，计数周期应该尽可能的大，这样计错一次数对舵机角度的影响越小（注意计数周期最大存在上限）。
0-180°是0.5-2.5ms，量程是2ms，1度约为11.11us。计数器计数一次是2us, 2/11.11约为0.18度。也就是说计数器计数一次，约为0.18°。如果计数器计错一次，误差0.18°。所以本设计的误差0.18°，这对于一般的设计来说完全足够。

代码实现

#include "SG90.h"

/*定时器1初始化*/
void TIM1_PWM_Init(u16 arr,u16 psc)
{  
	GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
	TIM_TimeBaseInitTypeDef  TIM_TimeBaseStructure;						//TimeBase初始化结构体
	TIM_OCInitTypeDef  TIM_OCInitStructure;									//Time输出比较初始化结构体
	
	//使能TIM1时钟
	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_TIM1, ENABLE);			//使能Time1时钟
	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA , ENABLE);  		//使能GPIO外设时钟
	
	//设置引脚为复用输出功能,输出TIM1 CH1的PWM脉冲波形
	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9; 								
	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;  					//复用推挽输出
	GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
	GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure); 
	TIM_DeInit(TIM1);	
	
	//设置TIM1的ARR和PSC
	TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = arr; 								//自动重装载寄存器周期的值
	TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler =psc; 								//预分频值
	TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1; 		//设置时钟分割:TDTS = Tck_tim
	TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;		//向上计数模式
	TIM_TimeBaseInit(TIM1, &TIM_TimeBaseStructure); 					//初始化TIMx的时间基数单位
	
	TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM2; 				//选择定时器比较输出模式:TIM脉冲宽度调制模式2
	TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_Low; 	//输出极性:TIM输出比较极性高
	TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable;	//比较输出使能
	TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse = 750;										//初始计数值设为750，以防1度以内抖动

	TIM_OC2Init(TIM1, &TIM_OCInitStructure);  						//根据TIM_OCInitStruct中指定的参数初始化外设TIMx
	
	TIM_Cmd(TIM1, ENABLE);  										//使能TIM1
	TIM_CtrlPWMOutputs(TIM1,ENABLE);								//TIM外设的主输出开关 参数2：TIM外设主输出的新状态
	TIM_OC2PreloadConfig(TIM1,ENABLE);  							//在CCR1上启用或禁用TIMx外设预加载寄存器	 
	TIM_ARRPreloadConfig(TIM1, ENABLE); 							//在ARR上启用或禁用TIMx外设预加载寄存器
}

/*
	舵机角度控制
	传入参数：角度
*/
void SERVO_Angle_Control(uint8_t Angle)
{
	uint16_t temp=0;
	
	temp = Angle*50/9 + 250;		//(0.5+(A/180)*(2.5-0.5))/20*10000
	TIM_SetCompare2(TIM1, temp);	//TIM1的通道2，Compare2给了捕获/比较寄存器一个捕获值
}

#include "stm32f10x.h"   	// Device header
#include "SG90.h"
#include "Delay.h"

uint8_t Anglecount=0;		//定义角度初始值

int main(void)
{
	TIM1_PWM_Init(10000-1,144-1);	
	SERVO_Angle_Control(0);			//校正舵机

	while(1)
	{
		int i=0;
		SERVO_Angle_Control(0);
		delay_ms(1000);
		for(i=0;i<90;i++)
		{
			SERVO_Angle_Control(i);
		}
		SERVO_Angle_Control(90);
		delay_ms(1000);
	}
}