1. 準備工作

硬件準備

• 開發板
  首先需要準備一個開發板，這里我準備的是STM32L4的開發板（BearPi）：
• 舵機
  舵機是電機的一種，又叫伺服電機，舵機的優勢是 可以設定轉到指定的位置 ，本文中使用的SG90型號的舵機可以在0°-180°的范圍內轉動到指定角度，在實際項目中使用非常廣泛。

在硬件上，SG90 舵機有三根線，紅色的為電源線（5V），棕色的為 GND ，橙色的為控制線，用來傳輸 PWM 信號。

那么，應該產生怎樣的PMW波形來控制舵機的轉動角度呢？

SG90的舵機要求 控制舵機的 PWM 信號頻率在50Hz左右 ，即周期為 20ms 的 PWM 信號， 當該信號的高電平部分在0.5ms - 2.5ms之間時，對應舵機轉動的角度 ，具體對應情況如下表：

下面結合一個動圖來理解：

圖片來源八色木

知識小卡片結束啦！對舵機有了解了嗎？

軟件準備

• 需要安裝好Keil - MDK及芯片對應的包，以便編譯和下載生成的代碼；

Keil MDK和串口助手Serial Port Utility 的安裝包都可以

2.生成MDK工程

選擇芯片型號

打開STM32CubeMX，打開MCU選擇器：

打開MCU選擇器

搜索并選中芯片STM32L431RCT6:

選擇芯片

配置時鐘源

• 如果選擇使用外部高速時鐘（HSE），則需要在System Core中配置RCC；
• 如果使用默認內部時鐘（HSI），這一步可以略過；

這里我都使用外部時鐘：

打開外部時鐘

配置通用定時器TIM16

定時器TIM

STM32L431xx 系列有 1 個高級定時器（TIM1）, 3 個通用定時器（TIM2、TIM15、TIM16），兩個基本定時器（TIM6、TIM7），還有兩個低功耗定時器（LPTIM1、LPTIM2）。

STM32L431 的通用 TIMx (TIM2、TIM15、TIM16)定時器功能包括：

• 16 位(TIM15,TIM16)/32 位(TIM2)向上、向下、向上/向下自動裝載計數器，注意：
  TIM15、TIM16 只支持向上（遞增）計數方式；
• 16 位可編程(可以實時修改)預分頻器，計數器時鐘頻率的分頻系數為 1～65535 之間的任
  意數值；
• 4 個獨立通道（TIMx_CH1~4， 其中 TIM15 最多 2 個通道， TIM16 最多 1 個
  通道）；

這些通道可以用來作為：

• 輸入捕獲
• 輸出比較
• PWM 生成(邊緣或中間對齊模式)
• 單脈沖模式輸出

如下事件發生時產生中斷/DMA：

• 更新：計數器向上溢出/向下溢出，計數器初始化(通過軟件或者內部/外部觸發)
• 觸發事件(計數器啟動、停止、初始化或者由內部/外部觸發計數)
• 輸入捕獲
• 輸出比較

接下來開始配置TIM16定時器的PWM功能：

首先選擇TIM，選擇通道1的功能，默認的CH1是PA6引腳，但是開發板上是與 PB8 連接的，所以在右邊將PB8配置為TIM16_CH1：

打開TIM16并選擇PWM輸出引腳

接下來是對TIM16的參數設置，參照數據手冊中的RCC時鐘樹，TIM16內部時鐘來源是PCLK2 = 80Mhz，我們的目的是產生20Hz的PWM，所以預分頻系數設置為80-1，自動重載值為20000-1，得到的計時器更新中斷頻率即為80000000/80/20000 = 50 Hz：

設置PWM輸出頻率

其余的一些設置保持默認即可，最后配置PWM占空比：

設置PWM占空比

配置時鐘樹

STM32L4的最高主頻到80M，所以配置PLL，最后使HCLK = 80Mhz即可：

設置時鐘樹

生成工程設置

工程設置

代碼生成設置

最后設置生成獨立的初始化文件：

代碼生成設置

生成代碼

點擊GENERATE CODE即可生成MDK-V5工程：

生成代碼

3. 在MDK中編寫、編譯、下載用戶代碼

啟動定時器并產生PWM

最后在main函數中開啟TIM2并使能其中斷（TIM2初始化代碼之后）：

int main(void)
{
  /* USER CODE BEGIN 1 */

  /* USER CODE END 1 */

  HAL_Init();
  SystemClock_Config();
  MX_GPIO_Init();
  MX_TIM16_Init();

  /* USER CODE BEGIN 2 */

  HAL_TIM_PWM_Start(&htim16,TIM_CHANNEL_1);

  /* USER CODE END 2 */

  /* Infinite loop */
  /* USER CODE BEGIN WHILE */
  while (1)
  {
    /* USER CODE END WHILE */
    /* USER CODE BEGIN 3 */
  }
  /* USER CODE END 3 */
}

編譯下載之后，可以看到舵機旋轉到45°：

舵機轉動45°現象

動態改變舵機角度

上一個實驗中，我們配置了PWM波的高電平時長計數個數為1000，即時長為1ms，對應旋轉角度為45°，在本實驗中，我們來動態改變 PWM 占空比，使舵機在0°到180之間來回旋轉。

編寫如下代碼：

int main(void)
{
  /* USER CODE BEGIN 1 */

    uint16_t pluse = 500;

  /* USER CODE END 1 */

  HAL_Init();
  SystemClock_Config();
  MX_GPIO_Init();
  MX_TIM16_Init();

  /* USER CODE BEGIN 2 */

  /* USER CODE END 2 */

  /* Infinite loop */
  /* USER CODE BEGIN WHILE */
  while (1)
  {
    /* USER CODE END WHILE */

    /* USER CODE BEGIN 3 */
    //產生PWM，舵機轉動
    HAL_TIM_PWM_Start(&htim16,TIM_CHANNEL_1);

    //1s后改變舵機角度，增加45°
    HAL_Delay(1000);
    pluse += 500;
    if(pluse == 3000)
    {
      //如果舵機角度大于180°，回零
      pluse = 500;
    }

    //設置PWM占空比
    __HAL_TIM_SetCompare(&htim16, TIM_CHANNEL_1, (uint16_t)pluse);
  }
  /* USER CODE END 3 */
}

編譯下載后可以看到舵機在0°-180°之間來回旋轉。

至此，我們已經學會 如何使用通用定時器產生PWM驅動舵機 。