Gokit STM32驱动舵机

bigfanofloT · 发表于 2017-5-4 12:59:18

1、什么是舵机

舵机是一种位置（角度）伺服的驱动器，适用于那些需要角度不断变化并可以保持的控制系统。目前在高档遥控玩具，如航模，包括飞机模型，潜艇模型；遥控机器人中已经使用得比较普遍。舵机是一种俗称，其实是一种伺服马达。

2、工作原理

控制信号由接收机的通道进入信号调制芯片，获得直流偏置电压。它内部有一个基准电路，产生周期为20ms，宽度为1.5ms的基准信号，将获得的直流偏置电压与电位器的电压比较，获得电压差输出。最后，电压差的正负输出到电机驱动芯片决定电机的正反转。当电机转速一定时，通过级联减速齿轮带动电位器旋转，使得电压差为0，电机停止转动。舵机一般结构如下图：

3、舵机的控制

舵机的控制一般需要一个20ms左右的脉冲，高电平一般为0.5ms~2.5ms范围。以180度角度伺服为例，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

小型舵机的工作电压一般为4.8V或6V，转速也不是很快，一般为0.22/60度或0.18/60度，所以假如你更改角度控制脉冲的宽度太快时，舵机可能反应不过来。如果需要更快速的反应，就需要更高的转速了。舵机上有三根线，分别为VCC、GND、信号线。而不需要另外接驱动模块，直接用单片机的管脚控制就行了。如果要更为精确的控制舵机（转动角度差<=1度），则需要控制输出PWM信号的占空比，例如：可以把0~180分为1024份，范围为0.5ms~2.5ms，则可以得到0.09度/us，计算出PWM输出脉宽值period=0.5+angle/0.09/1000（angle是角度，单位为°;period是脉宽，单位为ms），可控制舵机转动0~180度间的任意角度。

4.gokit STM32驱动舵机实例

舵机型号：SM-S4306R
采用周期为20ms的PWM驱动，PWM脉宽在0.5ms-2.5ms之间；
舵机5V工作电压，电流80mA左右，STM32输出3.3V可直接驱动起来；
定时器时钟为64MHz,使用Time1的channel1作为PWM的输出通道；
预分频prescaler设置成6400-1，则输出PWM周期为20ms；
period设置成200-1.pulse初始值是15时处在中间位置；
200个period对应20ms，可得到以下对应关系:
脉宽------------角度--------pulse
0.5ms------------0 度---------5；
1.0ms------------45 度---------10；
1.5ms------------90 度---------15；
2.0ms-----------—135度---------20；
2.5ms------------180度---------25；