1. 对于Arduino控制器,可以使用analogWrite()函数将PWM输出设置为0,例如analogWrite(pin, 0)。
2. 对于STM32芯片,可以使用HAL库中的函数将PWM输出设置为0,例如HAL_TIM_PWM_Stop(&htim, TIM_CHANNEL_1)。
3. 对于Raspberry Pi,可以使用GPIO库中的PWM函数将PWM输出设置为0,例如GPIO.PWM(pin, frequency).stop()。
需要注意的是,在设置PWM输出占空比为0之前,需要先停止PWM输出,以免产生不必要的干扰或损坏设备。
STM32产生PWM是非常的方便的,要需要简单的设置定时器,即刻产生!当然,简单的设置对于新手来讲,也是麻烦的,主要包括:(1)使能定时器时钟:
RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM3, ENABLE)
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(2)定义相应的GPIO:
/* PA2,3,4,5,6输出->Key_Up,Key_Down,Key_Left,Key_Right,Key_Ctrl */
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_2|GPIO_Pin_3|GPIO_Pin_4|GPIO_Pin_5|GPIO_Pin_6
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU//下拉接地,检测输入的高电平
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz//50M时钟速度
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure)
/* PA7用于发出PWM波,即无线数据传送 */
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_7
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz//50M时钟速度
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure)
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(3)如果是产生PWM(频率不变,占空比可变),记得打开PWM控制,在TIM_Configuration()中。
TIM_Cmd(TIM3,ENABLE)
/* TIM1 Main Output Enable */
TIM_CtrlPWMOutputs(TIM1,ENABLE)
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利用定时器产生不同频率的PWM
有时候,需要产生不同频率的PWM,这个时候,设置与产生相同PWM的程序,有关键的不一样。
(一) 设置的原理
利用改变定时器输出比较通道的捕获值,当输出通道捕获值产生中断时,在中断中将捕获值改变,这时, 输出的I/O会产生一个电平翻转,利用这种办法,实现不同频率的PWM输出。
(二)关键设置
在定时器设置中:
TIM_OC2PreloadConfig(TIM3, TIM_OCPreload_Disable)
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在中断函数中:
if (TIM_GetITStatus(TIM3, TIM_IT_CC2) != RESET)
{
TIM_ClearITPendingBit(TIM3, TIM_IT_CC2)
capture = TIM_GetCapture2(TIM3)
TIM_SetCompare2(TIM3, capture + Key_Value)
}
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一个定时器四个通道,分别产生不同频率(这个例子网上也有)
vu16 CCR1_Val = 32768
vu16 CCR2_Val = 16384
vu16 CCR3_Val = 8192
vu16 CCR4_Val = 4096void TIM_Configuration(void)
{
TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseStructure
TIM_OCInitTypeDef TIM_OCInitStructure
/* TIM2 clock enable */
RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM2, ENABLE)
/* ---------------------------------------------------------------
TIM2 Configuration: Output Compare Toggle Mode:
TIM2CLK = 36 MHz, Prescaler = 0x2, TIM2 counter clock = 12 MHz
CC1 update rate = TIM2 counter clock / CCR1_Val = 366.2 Hz
CC2 update rate = TIM2 counter clock / CCR2_Val = 732.4 Hz
CC3 update rate = TIM2 counter clock / CCR3_Val = 1464.8 Hz
CC4 update rate = TIM2 counter clock / CCR4_Val = 2929.6 Hz
--------------------------------------------------------------- *//* Time base configuration */
TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = 65535
TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler = 2
TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = 0
TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up
TIM_TimeBaseInit(TIM2, &TIM_TimeBaseStructure)/* Channel 1 Configuration in PWM mode */
TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_Toggle//PWM模式2
TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable//正向通道有效
TIM_OCInitStructure.TIM_OutputNState = TIM_OutputNState_Disable//反向通道无效
TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse = CCR1_Val//占空时间
TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_Low//输出极性
TIM_OCInitStructure.TIM_OCNPolarity = TIM_OCNPolarity_High//互补端的极性
TIM_OCInitStructure.TIM_OCIdleState = TIM_OCIdleState_Set
TIM_OCInitStructure.TIM_OCNIdleState = TIM_OCIdleState_ResetTIM_OC1Init(TIM2,&TIM_OCInitStructure)//通道1
TIM_OC1PreloadConfig(TIM2, TIM_OCPreload_Disable)TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse = CCR2_Val//占空时间
TIM_OC2Init(TIM2,&TIM_OCInitStructure)//通道2
TIM_OC2PreloadConfig(TIM2, TIM_OCPreload_Disable)TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse = CCR3_Val//占空时间
TIM_OC3Init(TIM2,&TIM_OCInitStructure)//通道3
TIM_OC3PreloadConfig(TIM2, TIM_OCPreload_Disable)TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse = CCR4_Val//占空时间
TIM_OC4Init(TIM2,&TIM_OCInitStructure)//通道4
TIM_OC4PreloadConfig(TIM2, TIM_OCPreload_Disable)
/* TIM2 counter enable */
TIM_Cmd(TIM2,ENABLE)
/* TIM2 Main Output Enable */
//TIM_CtrlPWMOutputs(TIM2,ENABLE)/* TIM IT enable */
TIM_ITConfig(TIM2, TIM_IT_CC1 | TIM_IT_CC2 | TIM_IT_CC3 | TIM_IT_CC4, ENABLE)}void GPIO_Configuration(void)
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure/*允许总线CLOCK,在使用GPIO之前必须允许相应端的时钟.
从STM32的设计角度上说,没被允许的端将不接入时钟,也就不会耗能,
这是STM32节能的一种技巧,*/
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE)
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB, ENABLE)
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOC, ENABLE)
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOD, ENABLE)
/* PA2,3,4,5,6,7输出->LED1,LED2,LED3,LED4,LED5,LED6 */
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_2|GPIO_Pin_3|GPIO_Pin_4|GPIO_Pin_5|GPIO_Pin_6|GPIO_Pin_7
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_OD//开漏输出
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz//50M时钟速度
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure)
/* PB0,1输出->LED7,LED8*/
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0|GPIO_Pin_1
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_OD//开漏输出
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz//50M时钟速度
GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure)
/* PA0,1->KEY_LEFT,KEY_RIGHT*/
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0|GPIO_Pin_1
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU//上拉输入
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure)/* PC13->KEY_UP*/
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_13
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU//上拉输入
GPIO_Init(GPIOC, &GPIO_InitStructure)/* PB5->KEY_DOWN*/
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_5
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU//上拉输入
GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure)/* GPIOA Configuration:TIM2 Channel1, 2, 3 and 4 in Output */
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0 | GPIO_Pin_1 | GPIO_Pin_2 | GPIO_Pin_3
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHzGPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure)
}void NVIC_Configuration(void)
{
NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure/* Configure one bit for preemption priority */
NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_1)NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel=TIM2_IRQn
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority=0
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority=1
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd=ENABLE
NVIC_Init(&NVIC_InitStructure)
}u16 capture = 0
extern vu16 CCR1_Val
extern vu16 CCR2_Val
extern vu16 CCR3_Val
extern vu16 CCR4_Valvoid TIM2_IRQHandler(void)
{/* TIM2_CH1 toggling with frequency = 183.1 Hz */
if (TIM_GetITStatus(TIM2, TIM_IT_CC1) != RESET)
{
TIM_ClearITPendingBit(TIM2, TIM_IT_CC1 )
capture = TIM_GetCapture1(TIM2)
TIM_SetCompare1(TIM2, capture + CCR1_Val )
}
/* TIM2_CH2 toggling with frequency = 366.2 Hz */
if (TIM_GetITStatus(TIM2, TIM_IT_CC2) != RESET)
{
TIM_ClearITPendingBit(TIM2, TIM_IT_CC2)
capture = TIM_GetCapture2(TIM2)
TIM_SetCompare2(TIM2, capture + CCR2_Val)
}/* TIM2_CH3 toggling with frequency = 732.4 Hz */
if (TIM_GetITStatus(TIM2, TIM_IT_CC3) != RESET)
{
TIM_ClearITPendingBit(TIM2, TIM_IT_CC3)
capture = TIM_GetCapture3(TIM2)
TIM_SetCompare3(TIM2, capture + CCR3_Val)
}/* TIM2_CH4 toggling with frequency = 1464.8 Hz */
if (TIM_GetITStatus(TIM2, TIM_IT_CC4) != RESET)
{
TIM_ClearITPendingBit(TIM2, TIM_IT_CC4)
capture = TIM_GetCapture4(TIM2)
TIM_SetCompare4(TIM2, capture + CCR4_Val)
}}
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一个定时器一个通道,产生不同频率
其它的设置都一样,就是在主函数中修改一个参数,然后在定时器中断中,根据这个参数,改变频率。
#include "stm32lib\\stm32f10x.h"
#include "hal.h"volatile u16 Key_Value=1000//用于保存按键相应的PWM波占空比值
int main(void)
{
ChipHalInit()
ChipOutHalInit()while(1)
{
if( (!Get_Key_Up)&(!Get_Key_Down)&(!Get_Key_Left)&(!Get_Key_Right)&(!Get_Key_Ctrl) )
{
Key_Value=12000
}
else
{
if(Get_Key_Up) //按键前进按下 ,对应1kHz
{
Key_Value=6000
}
else if(Get_Key_Down) //按键后退按下 ,对应2kHz
{
Key_Value=3000
}
Delay_Ms(20)//10ms延时if(Get_Key_Left) //按键左转按下,对应3kHz
{
Key_Value=2000
}
else if(Get_Key_Right) //按键右转按下,对应4kHz
{
Key_Value=1500
}
Delay_Ms(20)//10ms延时if(Get_Key_Ctrl) //按键控制按下,对应5kHz
{
Key_Value=1200
}
Delay_Ms(20)//10ms延时
}
}
}extern volatile u16 Key_Value
u16 capture=0
void TIM3_IRQHandler(void)
{
/* TIM2_CH2 toggling with frequency = 366.2 Hz */
if (TIM_GetITStatus(TIM3, TIM_IT_CC2) != RESET)
{
TIM_ClearITPendingBit(TIM3, TIM_IT_CC2)
capture = TIM_GetCapture2(TIM3)
TIM_SetCompare2(TIM3, capture + Key_Value)
}
}void TIM3_Configuration(void)
{
TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseStructure
TIM_OCInitTypeDef TIM_OCInitStructure/* TIM2 clock enable */
RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM3, ENABLE)/*TIM1时钟配置*/
TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler = 5//预分频(时钟分频)72M/6=12M
TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up//向上计数
TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = 65535//装载值选择最大
TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1
TIM_TimeBaseStructure.TIM_RepetitionCounter = 0x0
TIM_TimeBaseInit(TIM3,&TIM_TimeBaseStructure)/* Channel 1 Configuration in PWM mode */
TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_Toggle//PWM模式2
TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable//正向通道有效
TIM_OCInitStructure.TIM_OutputNState = TIM_OutputNState_Disable//反向通道无效
TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse = Key_Value//占空时间
TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_Low//输出极性
TIM_OCInitStructure.TIM_OCNPolarity = TIM_OCNPolarity_High//互补端的极性
TIM_OCInitStructure.TIM_OCIdleState = TIM_OCIdleState_Set
TIM_OCInitStructure.TIM_OCNIdleState = TIM_OCIdleState_ResetTIM_OC2Init(TIM3,&TIM_OCInitStructure)//通道2
TIM_OC2PreloadConfig(TIM3, TIM_OCPreload_Disable)
/* TIM1 counter enable */
TIM_Cmd(TIM3,ENABLE)
/* TIM1 Main Output Enable */
//TIM_CtrlPWMOutputs(TIM1,ENABLE)
TIM_ITConfig(TIM3, TIM_IT_CC2 , ENABLE)
}
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注意:在计算PWM频率的时候,TIMx的时钟都是72Mhz,分频后,因为翻转两次才能形成一个PWM波,因为,PWM的频率是捕获改变频率的1/2。
清单STM32F103C8T6 1个,Jlink下载线 1根
MG90S舵机 1个
12V电源 1个,12V转5V降压模块(给舵机供电) 1个
杜邦线数根
MG90S舵机
如图所示,舵机有三根线,红色接5V正极,黑色接地;黄色为信号线,接收PWM信号
实物图
输出PWM控制舵机
STM32控制舵机,总的来说是向舵机信号线发送周期为20ms的PWM(Pulse Width Modulation 脉冲宽度调制)信号来控制舵机转角,PWM脉冲的占空比决定了舵机的转角位置,对应关系如下图;
STM32靠定时器TIM实现PWM信号的输出,STM32有多个定时器,分为通用定时器和高级定时器,每个通用定时器都可以输出4路PWM,本文采用TM2_CH4,及定时器2的第4路PWM;对应STM32F103C8T6上的PB11引脚;
创建工程输出PWM
本文使用STM32CubeMX创建工程,更加简单高效,即便对单片机不熟悉也可 *** 作成功;
一、打开STM32CubeMX,新建一个工程,搜索并选择STM32F103C8,然后start project;
二、进行基本设置,配置RCC、SYS、HCLK
RCC ->设置高速外部时钟HSE 选择外部时钟源
SYS ->选择Debug方式 serial wire
HCLK ->设置为72MHZ
三、设置定时器
选择TIM2
选择内部时钟源
设置Channel4为PWM模式
右侧对应管脚自动设置为复用模式
设置定时器参数
控制舵机我们需要设置PWM输出一个周期时间为20ms的信号,定时器时钟为72Mhz
预分频Prescaler设置为720-1,则单周期为72M/(Prescaler + 1) = 100Khz(0.01ms)
以20ms为周期,则Counter Period为20ms/0.01ms - 1 = 1999
此处可设定默认脉冲宽度为0.5ms,及0.5/20*2000 = 50
四、接下来设置输出格式
添加工程名PWM
修改IDE为MDK-ARM V5
在Code Genetator中设置包含库与工程格式
至此STM32CubeMX已设置完成,接下来GENERATE CODE,并打开文件;
在main函数中启动定时器,并输出一定的脉冲的PWM信号即可驱动舵机;
五、修改代码
在main.c文件相应位置处添加如下代码
启动PWM输出
输出PWM信号
/* USER CODE BEGIN Includes */
#include "stdio.h"
/* USER CODE END Includes */
/* USER CODE BEGIN 2 */
HAL_TIM_PWM_Start(&htim2,TIM_CHANNEL_4)//启动定时器
int compareValue = 150//将compareValue设置为50、150、250分别对应0°、90°、180°
/* USER CODE END 2 */
/* Infinite loop */
/* USER CODE BEGIN WHILE */
while (1)
{
/* USER CODE END WHILE */
/* USER CODE BEGIN 3 */
__HAL_TIM_SET_COMPARE(&htim2, TIM_CHANNEL_4, compareValue)//输出PWM信号
HAL_Delay(10)
}
/* USER CODE END 3 */
}
登录后复制
添加完以上代码之后,编译,然后通过JLink将程序LOAD到STM32F103C8T6,将舵机信号线连接PB11(TIM2_CHANNEL4)口,并接上电源,舵机即可转动到指定角度;由以上定时器设定可知,compareValue值50、150、250 对应 0.5ms、1.5ms、2.5ms 对应 0°、90°、180°;若想让舵机连续转动,在50~250内循环改变compareValue值即可;
六、接线
开始时用单片机的5V输出给舵机供电,舵机哒哒哒响,但是不转,怀疑是供电不给力,单独供电后驱动成功;
JIink连接电脑和单片机,下载程序到单片机并给单片机供电
舵机黄色信号线接STM32F103C8T6引脚PB11,接收PWM信号
舵机红色电源线接稳压板5V输出正极,舵机黑色地线需与单片机地相连
调试
实 *** 中可能会出现各种各样的问题,以下有几种调试方法
一、舵机测试
调试模块一端接电,一段接舵机,手动模式下,舵机会跟着旋钮同步旋转,可以用来测试舵机是否健康;
二、串口调试助手
可下载串口调试助手,用ttl转USB模块连接电脑,在特定位置进行打印输出,检查程序是否按预设运行
stm32
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