玩轉X-CTR100 l STM32F4 l 舵機控制
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本文介紹X-CTR100控制器的舵機控制，X-CTR100具有16路舵機控制接口，通過定時器產生PWM控制信號，可用於航模、機械臂、機器人等制作。
原理
舵機是一種位置（角度）伺服的驅動器，適用於那些需要角度不斷變化並可以保持的控制系統。目前，在高檔遙控玩具，如飛機、潛艇模型，遙控機器人中已經得到了普遍應用。
舵機的形狀和大小多到讓人眼花繚亂，但大致可以如圖C所示分類。最右邊身材不錯的是常見的標準舵機，中間兩個小不點是體積最小的微型舵機，左邊的魁梧的那個是體積最大的大扭力舵機。它們都是同樣的三線控制，因此你可以根據需求換個大個的或小個的。
除了大小和重量，舵機還有兩個主要的性能指標：扭力和轉速，這兩個指標由齒輪組和電機所決定。扭力，通俗講就是舵機有多大的勁兒。在5V的電壓下，標準舵機的扭力是5.5千克/厘米（75盎司/英寸），轉速很容易理解，就是指從一個位置轉到另一個位置要多長時間。在5V電壓下，舵機標準轉度是0.2秒移動60度。總之，和我們人一樣，舵機的個子越大，轉的就越慢但也越有勁兒。
舵機有一個三線的接口。黑色（或棕色）的線是接地線，紅線接+5V電壓，黃線（或是白色或橙色）接控制信號端。
舵機的控制信號周期為20ms的脈寬調制（PWM）信號，其中脈沖寬度從0.5-2.5ms，相對應的舵盤位置為0－180度，呈線性變化。即提供一定的脈寬，它的輸出軸就會保持一定對應角度上，無論外界轉矩怎麽改變，直到給它提供一個另外寬度的脈沖信號，它才會改變輸出角度到新的對應位置。舵機控制脈沖寬度與轉角關系如下圖。
例程
控制16路舵機30度、90度、150度間隔運動。。
硬件說明
硬件資源：
- 串口UART1
- R擴展接口（16個擴展接口都可以接舵機）
- 舵機若幹（需自備）
硬件連接：
軟件生態
X-SOFT軟件生態，X-API擴展文件如下。
ax_servo.c——X-CTR100 舵機控制源文件
ax_servo.h——X-CTR100 舵機控制頭文件
接口函數
void AX_SERVO_TIM2_AB_Init(void); //舵機AB接口初始化 void AX_SERVO_TIM2_A_SetAngle(uint16_t angle); //舵機A控制
void AX_SERVO_TIM2_B_SetAngle(uint16_t angle); //舵機B控制
void AX_SERVO_TIM5_CD_Init(void); //舵機CD接口初始化 void AX_SERVO_TIM5_C_SetAngle(uint16_t angle); //舵機C控制 void AX_SERVO_TIM5_D_SetAngle(uint16_t angle); //舵機D控制
void AX_SERVO_TIM3_EFGH_Init(void); //舵機EFGH接口初始化 void AX_SERVO_TIM3_E_SetAngle(uint16_t angle); //舵機E控制 void AX_SERVO_TIM3_F_SetAngle(uint16_t angle); //舵機F控制 void AX_SERVO_TIM3_G_SetAngle(uint16_t angle); //舵機G控制 void AX_SERVO_TIM3_H_SetAngle(uint16_t angle); //舵機H控制
void AX_SERVO_TIM4_IJKL_Init(void); //舵機IJKL接口初始化 void AX_SERVO_TIM4_I_SetAngle(uint16_t angle); //舵機I控制 void AX_SERVO_TIM4_J_SetAngle(uint16_t angle); //舵機J控制 void AX_SERVO_TIM4_K_SetAngle(uint16_t angle); //舵機K控制 void AX_SERVO_TIM4_L_SetAngle(uint16_t angle); //舵機L控制
void AX_SERVO_TIM1_MNOP_Init(void); //舵機MNOP接口初始化 void AX_SERVO_TIM1_M_SetAngle(uint16_t angle); //舵機M控制 void AX_SERVO_TIM1_N_SetAngle(uint16_t angle); //舵機N控制 void AX_SERVO_TIM1_O_SetAngle(uint16_t angle); //舵機O控制 void AX_SERVO_TIM1_P_SetAngle(uint16_t angle); //舵機P控制 |
軟件說明
函數AX_SERVO_TIMX_XX_Init()完成舵機控制定時器和IO的初始化，TIMX為對應的定時器，XX為初始化所包含的舵機接口，例如AX_SERVO_TIM3_EFGH_Init()初始化定時器TIM3，包含的接口為EFGH。while循環中通過AX_SERVO_TIMX_X_SetAngle()設置舵機的旋轉角度，實現16路舵機30°、90°、150°間隔運動。主程序代碼如下。
int main(void) { //X-CTR100初始化 AX_Init(115200); printf("***X-CTR100 舵機控制例程***\r\n\r\n");
//模塊初始化及配置 AX_SERVO_TIM2_AB_Init(); AX_SERVO_TIM5_CD_Init(); AX_SERVO_TIM3_EFGH_Init(); AX_SERVO_TIM4_IJKL_Init(); AX_SERVO_TIM1_MNOP_Init();
//X-API測試：16路舵機控制測試 printf("*16路舵機控制測試\r\n");
while (1) { printf("*30度...... \r\n"); AX_SERVO_TIM2_A_SetAngle(300); AX_SERVO_TIM2_B_SetAngle(300); AX_SERVO_TIM5_C_SetAngle(300); AX_SERVO_TIM5_D_SetAngle(300); AX_SERVO_TIM3_E_SetAngle(300); AX_SERVO_TIM3_F_SetAngle(300); AX_SERVO_TIM3_G_SetAngle(300); AX_SERVO_TIM3_H_SetAngle(300); AX_SERVO_TIM4_I_SetAngle(300); AX_SERVO_TIM4_J_SetAngle(300); AX_SERVO_TIM4_K_SetAngle(300); AX_SERVO_TIM4_L_SetAngle(300); AX_SERVO_TIM1_M_SetAngle(300); AX_SERVO_TIM1_N_SetAngle(300); AX_SERVO_TIM1_O_SetAngle(300); AX_SERVO_TIM1_P_SetAngle(300); AX_Delayms(1000);
printf("*90度...... \r\n"); AX_SERVO_TIM2_A_SetAngle(900); AX_SERVO_TIM2_B_SetAngle(900); AX_SERVO_TIM5_C_SetAngle(900); AX_SERVO_TIM5_D_SetAngle(900); AX_SERVO_TIM3_E_SetAngle(900); AX_SERVO_TIM3_F_SetAngle(900); AX_SERVO_TIM3_G_SetAngle(900); AX_SERVO_TIM3_H_SetAngle(900); AX_SERVO_TIM4_I_SetAngle(900); AX_SERVO_TIM4_J_SetAngle(900); AX_SERVO_TIM4_K_SetAngle(900); AX_SERVO_TIM4_L_SetAngle(900); AX_SERVO_TIM1_M_SetAngle(900); AX_SERVO_TIM1_N_SetAngle(900); AX_SERVO_TIM1_O_SetAngle(900); AX_SERVO_TIM1_P_SetAngle(900); AX_Delayms(1000);
printf("*150度...... \r\n"); AX_SERVO_TIM2_A_SetAngle(1500); AX_SERVO_TIM2_B_SetAngle(1500); AX_SERVO_TIM5_C_SetAngle(1500); AX_SERVO_TIM5_D_SetAngle(1500); AX_SERVO_TIM3_E_SetAngle(1500); AX_SERVO_TIM3_F_SetAngle(1500); AX_SERVO_TIM3_G_SetAngle(1500); AX_SERVO_TIM3_H_SetAngle(1500); AX_SERVO_TIM4_I_SetAngle(1500); AX_SERVO_TIM4_J_SetAngle(1500); AX_SERVO_TIM4_K_SetAngle(1500); AX_SERVO_TIM4_L_SetAngle(1500); AX_SERVO_TIM1_M_SetAngle(1500); AX_SERVO_TIM1_N_SetAngle(1500); AX_SERVO_TIM1_O_SetAngle(1500); AX_SERVO_TIM1_P_SetAngle(1500); AX_Delayms(1000); } } |
實現效果
可在16路舵機接口中任意一路插入舵機，舵機即可循環30°、90°、150°運動，接口順序如下圖，使用時註意電源供電能力及舵機的功率，一般電腦USB供電（500mA）可為1路GS90舵機提供電源，如果插入多路舵機，或舵機負載扭矩大，也可通過VIN-5V接口供電。
參考
https://m.guokr.com/article/5292/#weixin.qq.com
玩轉X-CTR100 l STM32F4 l 舵機控制