利用STM32F103驱动舵机的指南（使用HAL库）

利用STM32F103驱动舵机的指南（使用HAL库）

舵机是一种常用的执行器，可以在机器人、遥控模型、自动化装置等项目中用来进行角度控制。本文将介绍如何利用STM32F103微控制器，通过HAL库来驱动舵机。

硬件准备

1. STM32F103开发板：你可以使用诸如STM32F103C8T6的蓝色小板。
2. 舵机：常见的如SG90舵机。
3. 电源：确保提供足够的电力，一般5V电源适用于大多数舵机。
4. 连接线：用于连接舵机和开发板。

软件准备

1. STM32CubeMX：用于配置STM32外设和生成初始化代码。
2. Keil uVision或STM32CubeIDE：用于编写和编译代码。

步骤一：配置STM32CubeMX

1. 打开STM32CubeMX，新建一个项目，选择你的STM32F103型号。
2. 配置时钟树，确保系统时钟配置正确。
3. 找到并启用一个TIM（定时器），例如TIM2，选择PWM Generation CH1。
4. 配置引脚：将TIM2的CH1映射到一个实际的GPIO引脚，比如PA0。
5. 生成代码，选择使用HAL库。

步骤二：编写驱动代码

生成代码后，打开你的开发环境（如Keil uVision或STM32CubeIDE），开始编写驱动舵机的代码。

初始化代码

在main.c中，找到MX_TIM2_Init函数，这个函数已经被自动生成，用于初始化TIM2。在这里，你可以配置PWM的频率和占空比。

void MX_TIM2_Init(void)
{TIM_ClockConfigTypeDef sClockSourceConfig = {0};TIM_MasterConfigTypeDef sMasterConfig = {0};TIM_OC_InitTypeDef sConfigOC = {0};htim2.Instance = TIM2;htim2.Init.Prescaler = 72-1;htim2.Init.CounterMode = TIM_COUNTERMODE_UP;htim2.Init.Period = 20000-1; // 20ms period for 50Hz PWMhtim2.Init.ClockDivision = TIM_CLOCKDIVISION_DIV1;htim2.Init.AutoReloadPreload = TIM_AUTORELOAD_PRELOAD_DISABLE;if (HAL_TIM_Base_Init(&htim2) != HAL_OK){Error_Handler();}sClockSourceConfig.ClockSource = TIM_CLOCKSOURCE_INTERNAL;if (HAL_TIM_ConfigClockSource(&htim2, &sClockSourceConfig) != HAL_OK){Error_Handler();}if (HAL_TIM_PWM_Init(&htim2) != HAL_OK){Error_Handler();}sMasterConfig.MasterOutputTrigger = TIM_TRGO_RESET;sMasterConfig.MasterSlaveMode = TIM_MASTERSLAVEMODE_DISABLE;if (HAL_TIMEx_MasterConfigSynchronization(&htim2, &sMasterConfig) != HAL_OK){Error_Handler();}sConfigOC.OCMode = TIM_OCMODE_PWM1;sConfigOC.Pulse = 1500; // 1.5ms pulse width for 90 degree (middle position)sConfigOC.OCPolarity = TIM_OCPOLARITY_HIGH;sConfigOC.OCFastMode = TIM_OCFAST_DISABLE;if (HAL_TIM_PWM_ConfigChannel(&htim2, &sConfigOC, TIM_CHANNEL_1) != HAL_OK){Error_Handler();}HAL_TIM_MspPostInit(&htim2);
}

主循环代码

在main.c的main函数中，启动PWM并在需要的时候调整占空比来改变舵机的角度。

int main(void)
{HAL_Init();SystemClock_Config();MX_GPIO_Init();MX_TIM2_Init();// 启动PWMHAL_TIM_PWM_Start(&htim2, TIM_CHANNEL_1);while (1){// 设置舵机到0度 (1ms pulse width)__HAL_TIM_SET_COMPARE(&htim2, TIM_CHANNEL_1, 1000);HAL_Delay(1000);// 设置舵机到90度 (1.5ms pulse width)__HAL_TIM_SET_COMPARE(&htim2, TIM_CHANNEL_1, 1500);HAL_Delay(1000);// 设置舵机到180度 (2ms pulse width)__HAL_TIM_SET_COMPARE(&htim2, TIM_CHANNEL_1, 2000);HAL_Delay(1000);}
}

在上面的代码中，通过改变占空比（即__HAL_TIM_SET_COMPARE函数中的值），我们可以控制舵机的角度。典型的舵机在1ms脉冲宽度时为0度，1.5ms时为90度，2ms时为180度。

连接电路

1. 将舵机的信号线连接到STM32F103的PA0引脚（对应TIM2_CH1）。
2. 将舵机的电源线连接到5V电源。
3. 将舵机的地线连接到STM32F103的GND引脚。

结论

通过上述步骤，我们可以成功利用STM32F103和HAL库驱动舵机。这种方法不仅适用于简单的舵机控制，还可以扩展应用到更复杂的机器人控制系统中。希望这篇文章对你有所帮助，如果你有任何问题或建议，欢迎留言讨论！