一:舵机的知识分享:
“舵机”这一名称源于它的主要功能:像船舶或飞机的舵一样,控制方向和位置。这个术语结合了两个关键概念:
1.舵(舵):舵是用于控制船舶或飞机方向的装置,通过调整舵的位置来改变航向。舵机在机器人和自动化系统中起到类似的作用,用于精确控制某个部件的位置或角度。
2.机(机械装置):舵机是一种机械装置,通过电动机和反馈系统控制舵盘的转动。它将电信号转换为机械运动,实现对角度的精确控制。
因此,舵机(Servo Motor)得名于其通过反馈控制机制来实现精确的位置调节功能,类似于舵在航行中的作用。
二:舵机的工作原理:
舵机通过周期为20ms的脉宽调制(PWM)信号进行控制,脉冲宽度从0.5ms到2.5ms,对应舵盘的角度从0°到180°,变化是线性的。内部有一个基准电路产生周期20ms、宽度1.5ms的基准信号,通过比较器与外加信号比较,产生电机转动信号。控制电路板接收PWM信号,驱动电机转动,经过减速齿轮组传动到舵盘。舵机的输出轴与位置反馈电位计连接,舵盘转动带动电位计输出电压信号到控制电路板,电路板根据反馈信号调整电机方向和速度,确保舵盘达到并保持在目标位置。
三:舵机的分类:
模拟舵机需要持续发送目标位置的PWM信号来保持位置:一旦信号停止,舵机可能会失去位置。
数字舵机只需一次目标PWM信号,即可迅速且准确地达到并保持目标位置。SG90是模拟舵机,而SG90S是数字舵机。数字舵机在程序控制和运行性能上通常优于模拟舵机。
四:程序编写流程:
4.1 高级定时器1初始化,配置成为PWM输出模式;
定时器脉冲频率配置成:50HZ。
/* TIM1 init function */ void MX_TIM1_Init(void) { /* USER CODE BEGIN TIM1_Init 0 */ /* USER CODE END TIM1_Init 0 */ TIM_MasterConfigTypeDef sMasterConfig = {0}; TIM_OC_InitTypeDef sConfigOC = {0}; TIM_BreakDeadTimeConfigTypeDef sBreakDeadTimeConfig = {0}; /* USER CODE BEGIN TIM1_Init 1 */ /* USER CODE END TIM1_Init 1 */ htim1.Instance = TIM1; htim1.Init.Prescaler = 1439; htim1.Init.CounterMode = TIM_COUNTERMODE_UP; htim1.Init.Period = 999; htim1.Init.ClockDivision = TIM_CLOCKDIVISION_DIV1; htim1.Init.RepetitionCounter = 0; htim1.Init.AutoReloadPreload = TIM_AUTORELOAD_PRELOAD_ENABLE; if (HAL_TIM_PWM_Init(&htim1) != HAL_OK) { Error_Handler(); } sMasterConfig.MasterOutputTrigger = TIM_TRGO_RESET; sMasterConfig.MasterSlaveMode = TIM_MASTERSLAVEMODE_DISABLE; if (HAL_TIMEx_MasterConfigSynchronization(&htim1, &sMasterConfig) != HAL_OK) { Error_Handler(); } sConfigOC.OCMode = TIM_OCMODE_PWM1; sConfigOC.Pulse = 0; sConfigOC.OCPolarity = TIM_OCPOLARITY_HIGH; sConfigOC.OCNPolarity = TIM_OCNPOLARITY_HIGH; sConfigOC.OCFastMode = TIM_OCFAST_DISABLE; sConfigOC.OCIdleState = TIM_OCIDLESTATE_RESET; sConfigOC.OCNIdleState = TIM_OCNIDLESTATE_RESET; if (HAL_TIM_PWM_ConfigChannel(&htim1, &sConfigOC, TIM_CHANNEL_1) != HAL_OK) { Error_Handler(); } sBreakDeadTimeConfig.OffStateRunMode = TIM_OSSR_DISABLE; sBreakDeadTimeConfig.OffStateIDLEMode = TIM_OSSI_DISABLE; sBreakDeadTimeConfig.LockLevel = TIM_LOCKLEVEL_OFF; sBreakDeadTimeConfig.DeadTime = 0; sBreakDeadTimeConfig.BreakState = TIM_BREAK_DISABLE; sBreakDeadTimeConfig.BreakPolarity = TIM_BREAKPOLARITY_HIGH; sBreakDeadTimeConfig.AutomaticOutput = TIM_AUTOMATICOUTPUT_DISABLE; if (HAL_TIMEx_ConfigBreakDeadTime(&htim1, &sBreakDeadTimeConfig) != HAL_OK) { Error_Handler(); } /* USER CODE BEGIN TIM1_Init 2 */ /* USER CODE END TIM1_Init 2 */ HAL_TIM_MspPostInit(&htim1); }
4.2 在定时器的1S任务回调中添加对脉宽的控制函数:
void UpdataDutyData(int value) { TIM_OC_InitTypeDef sConfigOC = {0}; htim1.Instance = TIM1; htim1.Init.Prescaler = 1439; htim1.Init.CounterMode = TIM_COUNTERMODE_UP; htim1.Init.Period = 999; htim1.Init.ClockDivision = TIM_CLOCKDIVISION_DIV1; htim1.Init.AutoReloadPreload = TIM_AUTORELOAD_PRELOAD_ENABLE; if (HAL_TIM_OC_Init(&htim1) != HAL_OK) { Error_Handler(); } sConfigOC.OCMode = TIM_OCMODE_PWM1; sConfigOC.Pulse = 999 * value/100 ; sConfigOC.OCPolarity = TIM_OCPOLARITY_HIGH; sConfigOC.OCFastMode = TIM_OCFAST_DISABLE; if (HAL_TIM_OC_ConfigChannel(&htim1, &sConfigOC, TIM_CHANNEL_1) != HAL_OK) { Error_Handler(); } HAL_TIM_PWM_Start(&htim1,TIM_CHANNEL_1); }
4.3 定时器回调中控制函数
void task_1000ms(void) { HAL_GPIO_TogglePin(GPIOB, GPIO_PIN_5); DutyData ++ ; if(DutyData >=15 ) DutyData = 3 ; if (OutPutflag == 0) { OutPutflag = 1 ; UpdataDutyData(DutyData); } else { OutPutflag = 0 ; HAL_TIM_PWM_Stop(&htim1,TIM_CHANNEL_1); } }
五:测试图片:
测试视频如下: