Управление на серво мотора със STM32F4 ARM MCU: 4 стъпки

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последно модифициран: 2024-01-30 07:52

Здравейте отново приятели:) И така, в този проект ще управляваме серво мотор със STM32F4 ARM MCU. В моя случай ще използвам борда за откриване, но ако схванете същността на проблема, тогава можете да го приложите за всеки MCU. Така. Да започваме:)

Стъпка 1: Изисквания към хардуера и софтуера

По отношение на хардуера ще ни трябва:

• MCU, което в моя случай е STM32f4 Discovery board
• Обикновен серво мотор, като SG90 или всеки друг

По отношение на софтуера ще ни трябва:

• STM32CubeMX
• Keil uVision

Ако имате всичко това, преминете към следващата стъпка:)

Стъпка 2: Конфигурация на STM32CubeMX

Както знаете, за управление на серво мотор се нуждаем от ШИМ сигнал. Изискванията по отношение на ШИМ сигнала са такива:

• PWM периодът трябва да бъде 20 mS
• Навреме трябва да бъде между 0,5 mS до 2,5 mS. Когато времето за включване е 0,5 mS, тогава сервото ще се завърти на 0 градуса, 1,5 mS за 90 градуса и 2,5 mS за 180 градуса.

Така че, трябва да конфигурираме PWM и за тази цел ще използваме Timer1.

• Първо изберете TIM1 от секцията Таймери. Тази стъпка

• След това от раздела Режим

  1. Изберете Вътрешен часовник Тази стъпка
  2. ШИМ поколение CH1 Тази стъпка

• След това от раздела Конфигурация

  1. Задайте Предсказващо устройство на 160 Тази стъпка
  2. Задайте Counter Period на 2000 Тази стъпка
  3. Задайте Pulse на 50 Тази стъпка
• Освен това, от Конфигурацията на часовника, задайте APB1 Timer clocks на 16MHz. Тази стъпка

Сега, нека поговорим малко за тази стъпка:

Честотата на нашия APB1 таймер е 16MHz. Това означава, че са необходими 16 000 000 кърлежи, за да получите 1 секунда. Въпреки това, ние зададохме нашия предварително делител на 160. Това означава, че разделяме нашата честота на този брой и намалихме броя на кърлежите до 100 000. Така че, за 1 секунда се нуждаем от 100 000 кърлежи. Нуждаем се обаче от 20mS PWM период, както посочихме по -рано. Така че, въз основа на проста математика, имаме нужда от 2000 кърлежи за 20 mS. Така че, като зададем Counter Period на 2000, ние определяме периода на PWM сигнала, който е 20mS. Сега трябва да определим номера на отметката за време на включване от 0.5mS до 2.5mS. Можем да получим това уравнение от проста математика и то е:

On_Time = (Tick_Number / 100). Имайте предвид, че това е времето за включване, което променя ъгъла на серво мотора. Така че, под изображението обобщавам тази стъпка. Ако имате някакви въпроси, пишете в коментарите и аз ще отговоря възможно най -бързо.

Изображение на изчисленията

След като направите всичко това, генерирайте код:)

Стъпка 3: Кодиране на Keil UVision

И така, нека първо да определим какво искаме да направим? Искаме да напишем функция, която приема степен и да я запишем в серво. И така, как ще го направим? Както казахме по -рано, за да променим ъгъла, трябва да променим времето за включване. Нашите ъгли се променят между [0, 180] и броя на отметките, което определя промените във времето между [50, 250]. И така, имаме нужда от функция за картографиране, която картографира зададения ъгъл в обхвата на броя на отметките. Например, за 0 степен 50 кърлежи, за 180 градуса 250 кърлежи и така нататък … Така че нека напишем нашата функция за картографиране:

int карта (int st1, int fn1, int st2, int fn2, int стойност) {връщане (1.0*(стойност-st1))/((fn1-st1)*1.0)*(fn2-st2)+st2; }

Това е нашата функция за картографиране. Интересува ли ви как се получава? След това прочетете това. Така че, ние вземаме нашите диапазони и стойността, която искаме да картографираме.

Сега, нека напишем функция, която приема ъгъла и я картографира в диапазона от отметки:

void servo_write (int ъгъл) {htim1. Instance-> CCR1 = карта (0, 180, 50, 250, ъгъл); }

Както можете да видите, този код приема ъгъл и го съпоставя с обхвата на броя на отметките. След това броят на отметките се дава на регистъра CCR1, който контролира времето за включване и така ъгъл.

Въпреки това, за да работи всичко това, първо стартираме pwm, което може да се направи само с ред код:

HAL_TIM_PWM_Start (& htim1, TIM_CHANNEL_1);

И така, имаме функция, която приема ъгъла и го записва в серво. Нека да го тестваме и да напишем нашата функция за почистване, която е много лесна:

void servo_sweep (void) {for (int i = 0; i <= 180; i ++) {servo_write (i); HAL_Закъснение (10); } for (int i = 180; i> = 0; i--) {servo_write (i); HAL_Закъснение (10); }}

Така че, той просто брои до 180, а след това надолу до 0 и записва тези стойности в серво:) Така че, нека видим резултата!

Стъпка 4: Резултатът:)

И така, това е краят. Ако имате някакви въпроси, моля попитайте. Ще се радвам да им отговоря. Благодаря ви много за четенето и се надявам да се видим в следващия проект:)