2019年04月19日 | MG995舵机工作原理及基于STM32的驱动源代码

一·MG995舵机工作原理

1.MG995舵机简介

产品型号 MG995 

产品尺寸 40.7*19.7*42.9mm 

产品重量 55g 

工作扭矩 13KG/cm 

反应转速 53-62R/M 

使用温度 -30~+60° 

死区设定 4微秒 

插头类型 JR、FUTABA通用 

转动角度 最大180度 

舵机类型 模拟舵机 

工作电流 100mA 

使用电压 3-7.2V 

结构材质 金属铜齿、空心杯电机、双滚珠轴承 无负载 

操作速度 0.17秒/60度(4.8V)；0.13秒/60度(6.0V) 

附件包含 舵盘、线长 30CM、固定螺钉、减振胶套及铝套等附件 

适用范围 1:10和1:8平跑车、越野车、卡车、大脚车、攀爬车、双足机器人、机械手、遥控船，适合50级-90级甲醇固定翼飞机以及26cc-50cc汽油固定翼飞机等模型。 

2.舵机接线

舵机上有三根线，分别为VCC、GND、信号线。控制信号一般要求周期为20ms的PWM信号。VCC、GND需要另外接驱动给舵机供电，而且得和开发板共地。 

中间的永远是电源正极。

3.控制原理

舵机的控制一般需要一个20ms的时基脉冲，该脉冲的高电平部分一般为0.5ms~2.5ms范围内的角度控制脉冲部分。以180度角度舵机为例，那么对应的控制关系是这样的： 

0.5ms————–0度； 

1.0ms————45度； 

1.5ms————90度； 

2.0ms———–135度； 

2.5ms———–180度； 

二·基于STM32的驱动源代码

1.主函数

#include "led.h"

#include "delay.h"

#include "sys.h"

#include "pwm.h"

 int main(void)

 {    

    delay_init();            //延时函数初始化    

    LED_Init();         //初始化与LED连接的硬件接口

    TIM1_PWM_Init(199,7199);//(7200*200)/72000000=0.02=20ms

    while(1)

    {   

    TIM_SetCompare1(TIM1,190); //45度,1ms

     delay_ms(1000); 

    TIM_SetCompare1(TIM1,185); //90,1.5ms

     delay_ms(0100);        

    } 

}

二·PWM初始化

void TIM1_PWM_Init(u16 arr,u16 psc)

{  

     GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;

    TIM_TimeBaseInitTypeDef  TIM_TimeBaseStructure;

    TIM_OCInitTypeDef  TIM_OCInitStructure;

    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_TIM1, ENABLE);// 

    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA , ENABLE);  //使能GPIO外设时钟使能

   //设置该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_8; //TIM_CH1

    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_TimeBaseStructure.TIM_Period = arr; //设置在下一个更新事件装入活动的自动重装载寄存器周期的值  80K

  TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler =psc; //设置用来作为TIMx时钟频率除数的预分频值  不分频

  TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = 0; //设置时钟分割:TDTS = Tck_tim

  TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;  //TIM向上计数模式

  TIM_TimeBaseInit(TIM1, &TIM_TimeBaseStructure); //根据     TIM_TimeBaseInitStruct中指定的参数初始化TIMx的时间基数单位

  TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM2; //选择定时器模式:TIM脉冲宽度调制模式2

  TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable; //比较输出使能

  TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse = 0; //设置待装入捕获比较寄存器的脉冲值

  TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_High; //输出极性:TIM输出比较极性高

  TIM_OC1Init(TIM1, &TIM_OCInitStructure);  //根据TIM_OCInitStruct中指定的参数初始化外设TIMx

  TIM_CtrlPWMOutputs(TIM1,ENABLE);  //MOE 主输出使能 

  TIM_OC1PreloadConfig(TIM1, TIM_OCPreload_Enable);  //CH1预装载使能     

  TIM_ARRPreloadConfig(TIM1, ENABLE); //使能TIMx在ARR上的预装载寄存器

  TIM_Cmd(TIM1, ENABLE);  //使能TIM1

}

前面的程序给的注释有点少，我想大家既然做到舵机了，对PWM应该比较清楚了， 

不过在此我还是多罗嗦几句： 

① 建议你看一看STM32手册关于定时器的部分。 

② 占空比是指在一个脉冲循环内，通电时间相对于总时间所占的比例。 

③ 函数 TIM_SetCompare1 的作用是设置 TIMx 捕获比较 1 寄存器值(注意不一定是设置高电平的时间) 

④ 文中我采用了TIM向上计数模式，且设置TIM输出比较极性高。（即当前捕获/比较寄存器值同计数器TIMx_CNT比较，当比较匹配之后输出口输出高电平，即从190匹配以后，占空比为（200-190）/200，占空比为5%，PWM周期为20ms, 则20ms*5%=1ms）