基于CW32F030C8T6的舵机控制应用

只看该作者 · 2025-1-4 10:01

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相关视频：【CW32】基于CW32的SG舵机控制应用

一、舵机原理

SG90舵机应用
SG90舵机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。

SG90舵机导线
SG90舵机上有三根线，分别是GND（棕色线）、VCC（红色线）和SIG（黄色线），也就是地线、电源线和信号线。

SG90舵机工作原理
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。SG90舵机：属于模拟舵机，需要一直发送信号。

SG90舵机舵机的控制
舵机的控制一般需要一个20ms 左右的时基脉冲，该脉冲的高电平部分一般为0.5ms~2.5ms 范围内的角度控制脉冲部分。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；500us

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。如果需要更快速地反应，就需要更高的转速了。

二、PWM输出原理

PWM，英文名Pulse Width Modulation，是脉冲宽度调制缩写，它是通过对一系列脉冲的宽度进行调制，等效出所需要的波形（包含形状以及幅值），对模拟信号电平进行数字编码。

频率ARR、占空比CRRx

频率是指每秒钟信号从高电平到低电平再回到高电平的次数，为一个PWM波周期的倒数。

频率是系统时钟控制，

占空比是指高电平持续时间比一个周期持续的时间。通过控制占空比，来控制输出的等效电压。
所以对于方波的话，频率和占空比就确定了一个波。

三、例程配置

通常，我们在单片机中会使用定时器中断来实现pwm波中高低电平的转换，以及控制一个pwm波周期。
在单片机的io口中，并不是每一个io口都能输出pwm，所以我们要打开数据手册,能看到PB14的功能复用

在本次基于CW32030c8单片机例程中，选择使用高级定时器,并且使用CH2B通道，即ATIM_CH2B

计算周期：用到的PLCK—8MHZ

然后8倍预分频得到1MHZ，因为舵机中的周期为20ms，所以需要得到20ms的周期：

1/1mhz得到机器周期，通过配置高级定时器的重装载值ARR：19999(从0计数)，机器周期乘以重装载值，刚好等于20ms，这样我们就设计好了周期，

在函数中设置比较值，也就能控制占空比了。

四、重要代码

void ATIM_IRQHandlerCallBack(void)//高级定时器中断处理回调函数
{
  static uint16_t duration = 0;
  static uint8_t cnt = 1;
  static uint8_t dir = 0;
  if (ATIM_GetITStatus(ATIM_IT_OVF))//获取ATIM中断标志位  即溢出
{
ATIM_ClearITPendingBit(ATIM_IT_OVF);//清除ATIM中断标志位  即归零
if (cnt++ > 50)//20ms x 50=1000ms 1秒一次
{
   cnt = 1;
   if (!dir)//判断状态
   {
      duration += 500;//每次提高占空比2.5%，500/20000
      if (duration >= 2500)//舵机占空比最高12.5%，即2500
      {
      dir = 1;//改变方向
      }
   }

   ATIM_SetCompare2B(duration);//输出占空比
}
  }
  if (ATIM_GetITStatus(ATIM_IT_C2BF))//通道 CH2B 比较匹配标志中断
  {
ATIM_ClearITPendingBit(ATIM_IT_C2BF);//清除ATIM中断标志位
  }
}

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