舵機驅動——STM32F407ZGT6探索者——HAL庫
1、材料準備
開發板：正點原子STM32F407ZGT6探索者
舵機：SG90
舵機線材分辨：褐色 / 紅色 / 橘黃色 —— GND / VCC / PWM_signal
與開發板接線：褐色 / 紅色 / 橘黃色 —— GND / +5V / PF6（任選的PF6）
2、知識準備
2.1、舵機需要的訊號頻率為50HZ，對應週期是 0.02 ，所以 arr 設定為 20000 -1 ，psc 設定為 168-1，原因是這麼設定可剛好按如下算出頻率是50HZ；
2.2、定時器工作頻率 Ft = 84 MHz ，單位:Mhz，來源：此次任選採用PF6針腳，而PF6可重對映到TIM10_CH1，而TIM10掛載在APB2上，APB2上的定時器時脈頻率是168HZ（前提是這塊開發板的SYSCLK直接設定到最大頻率168MHz）。還想看168的圖解來源請直接開啟CuceMX或CubeIDE在“時鐘樹配置欄目”看到。
2.3、計算方法
定時器溢位時間計算方法: Tout = ( (arr + 1) * (psc + 1) ) / Ft us.
週期 = （2 0000 * 168）/ （168 000 000） = 0.02 秒；
頻率 = 1 / 週期 = 50 HZ ；
3、程式碼塊
gtim.h
#ifndef __GTIM_H
#define __GTIM_H
#include "./SYSTEM/sys/sys.h"
/*********************************以下是通用定時器PWM輸出實驗相關宏定義*************************************/
/* TIMX PWM輸出定義
* 這裡輸出的PWM控制LED0(RED)的亮度 ， 或控制別的，如舵機
* 預設是針對TIM2~TIM5
* 注意: 透過修改這幾個宏定義,可以支援TIM1~TIM8任意一個定時器,任意一個IO口輸出PWM
*/
#define GTIM_TIMX_PWM_CHY_GPIO_PORT GPIOF
#define GTIM_TIMX_PWM_CHY_GPIO_PIN GPIO_PIN_6
#define GTIM_TIMX_PWM_CHY_GPIO_CLK_ENABLE() do{ __HAL_RCC_GPIOF_CLK_ENABLE(); }while(0) /* PF口時鐘使能 */
#define GTIM_TIMX_PWM_CHY_GPIO_AF GPIO_AF3_TIM10 /* 埠複用到TIM10，舵機用 */
/* TIMX REMAP設定
* 因為外設接在例如PF6上, 必須透過開啟TIM10的部分重對映功能, 才能將TIM10_CH1輸出到PF6上
*/
#define GTIM_TIMX_PWM TIM10 /* TIMx */
#define GTIM_TIMX_PWM_CHY TIM_CHANNEL_1 /* 通道Y, 1<= Y <=4 */
#define GTIM_TIMX_PWM_CHY_CCRX TIM10->CCR1 /* 通道Y的輸出比較暫存器 */
#define GTIM_TIMX_PWM_CHY_CLK_ENABLE() do{ __HAL_RCC_TIM10_CLK_ENABLE(); }while(0) /* TIMx 時鐘使能 */
/****************************************************************************************************/
void gtim_timx_pwm_chy_init(uint16_t arr, uint16_t psc); /* 通用定時器 PWM初始化函式 */
#endif
gtim.c
#include "./BSP/TIMER/gtim.h"
TIM_HandleTypeDef g_timx_pwm_chy_handle; /* 定時器x控制程式碼 */
/**
* @brief 通用定時器TIM 10 通道 1 PWM輸出 初始化函式（使用PWM模式1）
* @note
* 通用定時器的時鐘來自APB2
* 通用定時器的時鐘為APB2時鐘的2倍, 而APB2為84 MHZ, 所以定時器時鐘 = 168Mhz
* 定時器溢位時間計算方法: Tout = ((arr + 1) * (psc + 1)) / Ft us.
* Ft = 定時器工作頻率,單位:Mhz
*
* @param arr: 自動重灌值
* @param psc: 預分頻係數
* @retval 無
*/
void gtim_timx_pwm_chy_init(uint16_t arr, uint16_t psc)
{
TIM_OC_InitTypeDef timx_oc_pwm_chy = {0}; /* 定時器輸出控制程式碼 */
g_timx_pwm_chy_handle.Instance = GTIM_TIMX_PWM; /* 定時器10 */
g_timx_pwm_chy_handle.Init.Prescaler = psc; /* 預分頻係數 */
g_timx_pwm_chy_handle.Init.CounterMode = TIM_COUNTERMODE_UP; /* 遞增計數模式 */
g_timx_pwm_chy_handle.Init.Period = arr; /* 自動重灌載值 */
HAL_TIM_PWM_Init(&g_timx_pwm_chy_handle); /* 初始化PWM */
timx_oc_pwm_chy.OCMode = TIM_OCMODE_PWM1; /* 模式選擇PWM1 */
timx_oc_pwm_chy.Pulse = 0; /* 設定CCR比較值,此值用來確定佔空比 */
timx_oc_pwm_chy.OCPolarity = TIM_OCPOLARITY_HIGH; /* 輸出比較極性為HIGH */
HAL_TIM_PWM_ConfigChannel(&g_timx_pwm_chy_handle, &timx_oc_pwm_chy, GTIM_TIMX_PWM_CHY); /* 配置TIM10通道1 */
HAL_TIM_PWM_Start(&g_timx_pwm_chy_handle, GTIM_TIMX_PWM_CHY); /* 開啟對應PWM通道 */
}
/**
* @brief 定時器底層驅動，時鐘使能，引腳配置
此函式會被HAL_TIM_PWM_Init()呼叫
* @param htim:定時器控制程式碼
* @retval 無
*/
void HAL_TIM_PWM_MspInit(TIM_HandleTypeDef *htim)
{
if (htim->Instance == GTIM_TIMX_PWM) /* htim->Instance定時器基地址 */
{
GPIO_InitTypeDef gpio_init_struct;
GTIM_TIMX_PWM_CHY_GPIO_CLK_ENABLE(); /* 開啟通道1的CPIO時鐘 */
GTIM_TIMX_PWM_CHY_CLK_ENABLE(); /* 使能定時器時鐘 */
gpio_init_struct.Pin = GTIM_TIMX_PWM_CHY_GPIO_PIN; /* 通道1的GPIO口 */
gpio_init_struct.Mode = GPIO_MODE_AF_PP; /* 複用推輓輸出 */
gpio_init_struct.Pull = GPIO_PULLUP; /* 上拉 */
gpio_init_struct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_HIGH; /* 高速 */
gpio_init_struct.Alternate = GTIM_TIMX_PWM_CHY_GPIO_AF; /* IO口REMAP設定, 是否必要檢視標頭檔案配置的說明! */
HAL_GPIO_Init(GTIM_TIMX_PWM_CHY_GPIO_PORT, &gpio_init_struct);
}
}
main.c
#include "./SYSTEM/sys/sys.h"
#include "./SYSTEM/usart/usart.h"
#include "./SYSTEM/delay/delay.h"
#include "./BSP/LED/led.h"
#include "./BSP/TIMER/gtim.h"
extern TIM_HandleTypeDef g_timx_pwm_chy_handle; /* 定時器x控制程式碼 */
int main(void)
{
uint16_t pwm_val = 0; /* pwm value ，動態調節佔空比時用到*/
HAL_Init(); /* 初始化HAL庫，必選 */
sys_stm32_clock_init(336, 8, 2, 7); /* 設定時鐘,168Mhz，必選 */
delay_init(168); /* 延時初始化，必選 */
usart_init(115200); /* 串列埠初始化為115200，可選*/
led_init(); /* 初始化 LED ，可選*/
gtim_timx_pwm_chy_init(20000- 1, 168 - 1); //20000*168/168000000=0.02s
delay_ms(10);
LED0(0); /* 上電後程式執行提示 */
delay_ms(10);
while (1)
{
pwm_val =1500; /* 1500對應約90度，前提是將指標撥到與機身長邊平行 */
__HAL_TIM_SET_COMPARE(&g_timx_pwm_chy_handle, GTIM_TIMX_PWM_CHY, pwm_val); /* 修改比較值控制佔空比 */ delay_ms(1000);
pwm_val = 500;
__HAL_TIM_SET_COMPARE(&g_timx_pwm_chy_handle, GTIM_TIMX_PWM_CHY, pwm_val); /* 修改比較值控制佔空比 */
delay_ms(1000);
pwm_val = 1500;
__HAL_TIM_SET_COMPARE(&g_timx_pwm_chy_handle, GTIM_TIMX_PWM_CHY, pwm_val); /* 修改比較值控制佔空比 */
delay_ms(1000);
pwm_val = 2500;
__HAL_TIM_SET_COMPARE(&g_timx_pwm_chy_handle, GTIM_TIMX_PWM_CHY, pwm_val); /* 修改比較值控制佔空比 */
delay_ms(1000);
}
}
4、註釋：
4.1、此塊程式碼可以直接拿去用，也可以按照需求改 main.c 裡 while(1) 裡面的語句完成自定義控制。
4.2、PF6 與 “ATK MODULE” 處插 “ WIFI模組——正點原子ATK ESP 01 ” 佔用衝突，請務必取下WIFI模組再複製程式碼執行或者非要用WiFi模組那就不用PF6改用其他帶定時器pwm輸出的引腳。