快速学习Stm32舵机控制板控制多个舵机运动以及调速

article/2025/8/18 18:17:54

本次分享stm32对多个舵机的控制，之前讲解过单个舵机的控制。以及控制原理，定时器的使用和pwm的输出来控制一个舵机的角度转向。这次就和大家分享一下多个舵机的控制以及调速。利用单片机实现对 8 个舵机的同时控制，掌握多个舵机控制程序实现方法。从单个舵机控制到多个舵机控制，理解定时器的分时复用。为扩展控制 16 路，24 路舵机打下坚实的基础。

多个舵机控制如下图所示
16路舵机控制板子（维特智能）
在这里插入图片描述
多个舵机控制方案

利用单个定时器中断法。该方案的实现方法是将舵机 20ms 的周期分解成若干份(由于舵机控制信号的最大高电平时间为 2.5 毫秒，故一般分成 8 份以上)， 每一份时间完成一个舵机的控制。以将 20ms 平均分解成 8 份为例进行说明：单片机上电初始化时，先将所有的 IO 端口电平拉低；当定时器产生第一次溢出中断时，在中断服务程序中对定时器计数寄存器重新赋值，所赋值为第一个受控舵机控制信号的高电平时间值，并将 IO 口拉高；当定时器产生第二次中断时，继续给寄存器重新赋值，此次所赋值为 2.5ms 减去高电平所得时间值；剩下的17.5ms 时间内重复七次上述操作，这样即可同时完成 8 个舵机的控制。

每20mm的周期，把每个周期分为8分，每份2.5mm 控制一个舵机，总共控制8个舵机

参考demo 本次使用stm32f103 c8t6

主函数

 int main(void)
{   SysTick_Init();		//系统滴答定时器初始化 		Servor_GPIO_Config();Timer_Init();Timer_ON();while (1){	for(i=0;i<8;i++)           //每个舵机到0度{CPWM[i]=500; //给PWM舵机一个0.5ms的高电平脉冲，传入到定时器2 }Delay_ms(1000); for(i=0;i<8;i++)           //每个舵机到180度{CPWM[i]=2500;//给PWM舵机一个2.5ms的高电平脉冲，传入到定时器2 } Delay_ms(1000); }
}

初始化i/o口

void Servor_GPIO_Config(void)	
{GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_AFIO|RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);GPIO_PinRemapConfig(GPIO_Remap_SWJ_JTAGDisable , ENABLE);GPIO_PinRemapConfig(GPIO_Remap_SWJ_Disable , ENABLE);GPIO_InitStructure.GPIO_Pin =  GPIO_Pin_8|GPIO_Pin_15;GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_AFIO|RCC_APB2Periph_GPIOB,ENABLE);GPIO_InitStructure.GPIO_Pin =  GPIO_Pin_3|GPIO_Pin_4|GPIO_Pin_5|GPIO_Pin_15;GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);}

GPIO电平反转函数

//整个周期20ms，把每个周期分为8分，每份2.5mm 控制一个舵机，总共控制8个舵机,2.5mm 分为两个动作去做,每两个动作控制一个舵机一共16个动作，就是分时复用法，把时间分成几份去做单独的控制。
void Flip_GPIO_One(void)
{switch(count1)								 //将20ms的舵机控制周期分成8份，每2.5ms控制一个舵机运转{  											      //每个定时器控制8路舵机运转，3个定时器控制24路舵机运转case 1: TIM2->ARR=CPWM[1];		//0.5ms		 //将第一个舵机脉冲宽度值赋值给定时器2			GPIO_SetBits(GPIOB,GPIO_Pin_15);  //同时拉高控制舵机1的引脚的电break;case 2:TIM2->ARR=MAXPWM-CPWM[1]; 	//2ms	 //将2.5ms减去PWM脉宽值的数据赋值定时器2GPIO_ResetBits(GPIOB,GPIO_Pin_15);//同时拉低控制舵机1引脚的电平 break;							 //控制舵机1的引脚在剩下20ms-CPM[0]时间内将一直保持低电平，舵机1按照CPWM值转动case 3:	TIM2->ARR=CPWM[2]; GPIO_SetBits(GPIOA,GPIO_Pin_8);break;case 4:	TIM2->ARR=MAXPWM-CPWM[2];  GPIO_ResetBits(GPIOA,GPIO_Pin_8); break;case 5:	TIM2->ARR=CPWM[3];  GPIO_SetBits(GPIOB,GPIO_Pin_5); break;case 6:	TIM2->ARR=MAXPWM-CPWM[3];  GPIO_ResetBits(GPIOB,GPIO_Pin_5);	break;case 7:	TIM2->ARR=CPWM[4];  GPIO_SetBits(GPIOB,GPIO_Pin_4); break;case 8:	TIM2->ARR=MAXPWM-CPWM[4];  GPIO_ResetBits(GPIOB,GPIO_Pin_4);break;case 9:	TIM2->ARR=CPWM[5];  GPIO_SetBits(GPIOB,GPIO_Pin_3); break;case 10:TIM2->ARR=MAXPWM-CPWM[5];  GPIO_ResetBits(GPIOB,GPIO_Pin_3);break;case 11:TIM2->ARR=CPWM[6];  GPIO_SetBits(GPIOA,GPIO_Pin_15); break;case 12:TIM2->ARR=MAXPWM-CPWM[6];  GPIO_ResetBits(GPIOA,GPIO_Pin_15);break;case 13:TIM2->ARR=CPWM[7];  break;case 14:TIM2->ARR=MAXPWM-CPWM[7];  break;case 15:TIM2->ARR=CPWM[8];  break;case 16:TIM2->ARR=MAXPWM-CPWM[8]; count1=0; break;default:break;}	//count1++;
}

舵机控制函数1

void Servo1(void)           //time2 中断里面去调用
{		count1++; Flip_GPIO_One();						 //反转IO电平}

控制舵机速度方案

脉冲细分法。改方案的具体实现操作位：将预期 PWM 值分解成若干 PWM 值，每个 PWM 值对应舵机一个角度，即让舵机从起始位置转动若干次后到达预期位置。由于舵机控制信号的周期为 20ms，忽略舵机的实际转动时间，每产生一次预期 PWM 值，舵机将转动 N 次，将需要 20*Nms 的时间，如此可达到调速的目的。

控制舵机从500-2500之间运行
每次脉宽控制到(2500-500)/n次=脉宽值
通过调整脉宽值进行平滑运行。

/***************************************************************************************************************
函 数 名：作业初位置，末尾置更新函数  
功能描述：从缓存中取一个新的目标位置替换原来的目标位置，原来的目标位置变为新的初位置，一次更替：有效的数据是插补增量，和插补次数，知道这两个量，和当前初位置即可
备    注： 先进先出，循环访问	
****************************************************************************************************************/	void change(void)
{	unsigned char s;if(point_aim==1){point_aim=0;point_now=1;}else{point_aim=1;point_now=0;}n=pos[point_aim][0]/20;	//计算新的插补次数	for(s=1;s<9;s++)	//计算新的插补增量{if(pos[point_aim][s]>pos[point_now][s]){dp=pos[point_aim][s]-pos[point_now][s];dp0[s]=dp/n;}if(pos[point_aim][s]<=pos[point_now][s]){dp=pos[point_now][s]-pos[point_aim][s];dp0[s]=dp/n;dp0[s]=-dp0[s];}}m=0;				  	//m清0}
/***************************************************************************************************************
函 数 名：vpwm()  
功能描述：数据插补，插补时间间隔为20/12ms，由timer0控制，使舵机平滑实现速度控制：另一个功能是执行完一行后去更新下一行数据，即调用change()
备    注：
****************************************************************************************************************/	
void vpwm(void)		 
{unsigned char j=0;static unsigned char flag_Tover;m++;							//用来累加插补过的次数if(m==n)						//n是本行作业要插补的总次数{flag_Tover=1;				//一行数据的执行时间已经完成}for(j=1;j<9;j++){if(abs(CPWM[j]-pos[point_aim][j])<5){						   	//检测靠近终点位置//  how++;				   	//是，则累加一个CPWM[j]=pos[point_aim][j];//并且直接过度到终点位置}	else						//不靠近终点，继续插补{CPWM[j]=pos[point_now][j]+m*dp0[j];}} if(flag_Tover==1){								//从插补次数，和脉宽宽度两方面都到达终点，本作业行完成flag_Tover=0;change();}//return;}

总结
分时复用法
脉冲细分法

对于stm32针对单个舵机控制的原理上一次已经分享大家可以看一下上一期


http://chatgpt.dhexx.cn/article/1i496TP7.shtml

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