本帖最后由 RISCVLAR 于 2021-3-1 20:35 编辑
CH32V103应用教程——舵机控制
本章教程主要在第八章PWM输出和第七十四章按键控制LED灯的基础上进行，通过两个按键控制舵机左右旋转，同时通过两个LED灯查看状态。
1、TIM简介及相关函数介绍 本章教程所述舵机控制本质是也是通过控制PWM输出占空比控制舵机转动，可通过两个按键控制PWM输出占空比增大或减小从而控制舵机左右转动。关于定时器TIM的PWM输出模式，在第八章已有过介绍，在此不再赘述。 关于舵机基本介绍，可上网查阅相关资料，在此不介绍。
2、硬件设计 本章教程主要进行舵机控制，需要用到舵机、按键、LED灯。由于本教程所用开发板只有一个复位按键，因此需要外接按键电路进行使用。按键电路如下： 其中，KEY0接PA2引脚，KEY1接PA3引脚。开发板上带有两个LED灯（LED1和LED2），用两根杜邦线分别将LED1和LED2与对应GPIO引脚连接起来，此处连接方式为： LED1与PA0连接； LED2与PA1连接。 舵机的信号线与开发板PA8引脚连接。
3、软件设计 本章教程主要进行舵机控制程序的基本配置，关于按键、LED的程序配置，与前面第七十四章按键控制LED灯程序一致，本章主要对PWM输出占空比控制进行程序配置，具体程序如下： timer.h文件 #ifndef __TIMER_H
#define __TIMER_H
#include "ch32v10x_conf.h"
#define ARR 999
#define PSC 1439
void TIM1_PWMOut_Init( void );
void Set_PWM_Dutycycle(uint16_t dutycycle);
#endif
timer.h文件主要进行相关定义和函数声明； timer.c文件 #include "timer.h"
//定时器PWM输出模式基本配置
void TIM1_PWMOut_Init( void )
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseInitStructure;
TIM_OCInitTypeDef TIM_OCInitStructure;
RCC_APB2PeriphClockCmd( RCC_APB2Periph_GPIOA|RCC_APB2Periph_TIM1, ENABLE );//使能GPIOA外设时钟和TIM1时钟
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_8; //配置PA8引脚
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP; //设置为复用推挽输出
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;//设置输出速度：50MHz
GPIO_Init( GPIOA, &GPIO_InitStructure ); //GPIO初始化
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Period = ARR; //指定下次更新事件时要加载到活动自动重新加载寄存器中的周期值。
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Prescaler = PSC; //指定用于划分TIM时钟的预分频器值。
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1; //时钟分频因子
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;//TIM计数模式，向上计数模式
TIM_TimeBaseInit( TIM1, &TIM_TimeBaseInitStructure); //根据指定的参数初始化TIMx的时间基数单位
TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM2; //指定TIM模式
TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable;//指定TIM输出比较状态，即使能比较输出
TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse = 0.5/20.0*ARR; //指定要加载到捕获比较寄存器中的脉冲值。
TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_Low; //指定输出极性。
TIM_OC1Init( TIM1, &TIM_OCInitStructure ); //根据TIM_OCInitStruct中指定的参数初始化TIM1 Channel1。
TIM_CtrlPWMOutputs(TIM1, ENABLE ); //启用定时器1PWM输出
TIM_OC1PreloadConfig( TIM1, TIM_OCPreload_Disable );//使能CCR1上的TIM1外设预加载寄存器
TIM_ARRPreloadConfig( TIM1, ENABLE ); //使能ARR上TIM1外设预加载寄存器
TIM_Cmd( TIM1, ENABLE ); //使能TIM1
}
//通过修改PWM输出占空比控制舵机转动
void Set_PWM_Dutycycle(uint16_t dutycycle)
{
#if 1
{
/* 对超过范围的占空比进行边界处理 */
dutycycle = 0.5/20.0*ARR > dutycycle ? 0.5/20.0*ARR : dutycycle;
dutycycle = 2.5/20.0*ARR < dutycycle ? 2.5/20.0*ARR : dutycycle;
}
#endif
TIM_SetCompare1(TIM1,dutycycle); //设置TIM1捕获比较1寄存器值,，用于修改占空比
}
timer.c文件主要对PWM输出占空比进行设置。主要包括TIM1_PWMOut_Init、Set_PWM_Dutycycle 2个函数。TIM1_PWMOut_Init函数主要对PWM输出进行基本配置，Set_PWM_Dutycycle函数主要用于设置舵机占空比从而控制舵机。 main.c文件 <font size="4" face="宋体">/********************************** (C) COPYRIGHT *******************************
* File Name : main.c
* Author : WCH
* Version : V1.0.0
* Date : 2020/09/29
* Description : Main program body.
*******************************************************************************/
#include "debug.h"
#include "led.h"
#include "key.h"
#include "timer.h"
__IO uint16_t ChannelPulse = 0.5/20.0*ARR;
int main(void)
{
u8 t=0;
static u8 i=1;
static u8 j=1;
USART_Printf_Init(115200);
Delay_Init(); //延时函数初始化
LED_Init(); //LED初始化
KEY_Init(); //按键初始化
TIM1_PWMOut_Init();
printf("SystemClk:%d\r\n",SystemCoreClock);
while(1)
{
t=KEY_Scan(0); //得到键值
switch(t)
{
case KEY0_PRESS:
GPIO_WriteBit(GPIOA, GPIO_Pin_0, (i==0) ? (i=Bit_SET):(i=Bit_RESET));
printf("i=%d\n",i);
ChannelPulse -= 10; // 减少占空比
ChannelPulse = 0.5/20.0*ARR > ChannelPulse ? 0.5/20.0*ARR : ChannelPulse; // 检查占空比的合法性
Set_PWM_Dutycycle(ChannelPulse); // 设置占空比
break;
case KEY1_PRESS:
GPIO_WriteBit(GPIOA, GPIO_Pin_1, (j==0) ? (j=Bit_SET):(j=Bit_RESET));
printf("j=%d\n",j);
ChannelPulse += 10; // 增加占空比
ChannelPulse = (2.5/20.0*ARR) < ChannelPulse ? (2.5/20.0*ARR) : ChannelPulse; // 检查占空比的合法性
Set_PWM_Dutycycle(ChannelPulse); // 设置占空比
break;
default:
Delay_Ms(10);
}
}
}</font>
main.c文件主要进行函数初始化以及配置通过按键控制舵机转动和LED灯亮灭。
4、下载验证 将编译好的程序下载到开发板并复位，通过两个按键可控制改变PWM输出占空比从而控制舵机转动，通过示波器显示如下： 由以上三图可知，通过两个按键，可改变PWM输出占空比增大或减小。串口打印如下： 图中j和i的变化代表了LED灯的变化。
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