STM32 PWM 控制舵机学习记录

今天主要学习了定时器 PWM 的基本概念，以及如何用 STM32 HAL 库控制 SG90 舵机。

一、几个核心概念

1. PSC 是什么

PSC 是 预分频器。

它的作用是把定时器输入时钟先分频，再送给计数器。

可以理解成：

• 时钟跑得太快
• PSC 先把速度降下来
• CNT 才能慢慢数

2. CNT 是什么

CNT 是 计数器当前值。

它就像一个正在数数的小人：

• 从 0 开始数
• 一直数到 ARR
• 然后重新回到 0

3. ARR 是什么

ARR 是 自动重装载值。

它决定 CNT 数到多少时结束一轮计数。

也可以理解为：

• CNT 数到 ARR
• 就产生一次更新事件
• 然后重新开始数

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二、PWM 的本质

PWM 就是 脉冲宽度调制。

在定时器里可以简单理解成：

• ARR 决定周期
• CCR 决定占空比

1. ARR 决定周期

PWM 信号多久重复一次，由 ARR 决定。

2. CCR 决定占空比

CCR 决定高电平持续多久，也就是脉宽。

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三、PWM 控制函数

1. 开启 PWM

HAL_TIM_PWM_Start(&htim3, TIM_CHANNEL_3);

作用：开启定时器 3 的 3 通道 PWM 输出。

2. 设置比较值

__HAL_TIM_SET_COMPARE(&htim3, TIM_CHANNEL_3, sg90_angle);

作用：设置比较寄存器 CCR 的值，也就是 PWM 的占空比。

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四、PWM 控制舵机的方法步骤

第一步：开启定时器 PWM 运行

放在 /* USER CODE BEGIN 2 */ 里面：

HAL_TIM_PWM_Start(&htim3, TIM_CHANNEL_3);

第二步：设置比较寄存器的值

还是在初始化后设置初始脉宽：

__HAL_TIM_SET_COMPARE(&htim3, TIM_CHANNEL_3, sg90_angle);

第三步：定义初始值

sg90_angle 是你当前输出的比较值，通常提前定义：

uint16_t sg90_angle = 500;

这个值就是舵机上电后的初始脉宽。

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五、舵机为什么能转

SG90 舵机不是看电压大小，而是看 PWM 脉宽。

一般来说：

• 0.5 ms 左右，对应一个方向极限
• 1.5 ms 左右，对应中间位置
• 2.5 ms 左右，对应另一个方向极限

所以你改变 CCR 的值，舵机就会转到不同角度。

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六、我的按键控制思路

这次的逻辑是：

• 按 K1，舵机角度增加
• 按 K2，舵机角度减小
• 每次改变后重新写入比较值
• 通过 PWM 改变舵机位置

#define SG90_MIN  500
#define SG90_MAX  2500
#define SG90_STEP 500

uint16_t sg90_angle = 500;

int main(void)
{
    HAL_Init();
    SystemClock_Config();
    MX_GPIO_Init();
    MX_TIM3_Init();

    HAL_TIM_PWM_Start(&htim3, TIM_CHANNEL_3);
    __HAL_TIM_SET_COMPARE(&htim3, TIM_CHANNEL_3, sg90_angle);

    while (1)
    {
        if (HAL_GPIO_ReadPin(GPIOA, K1_Pin) == GPIO_PIN_SET)
        {
            if (sg90_angle + SG90_STEP <= SG90_MAX)
            {
                sg90_angle += SG90_STEP;
                __HAL_TIM_SET_COMPARE(&htim3, TIM_CHANNEL_3, sg90_angle);
            }
            HAL_Delay(300);
            while (HAL_GPIO_ReadPin(GPIOA, K1_Pin) == GPIO_PIN_SET);
        }

        if (HAL_GPIO_ReadPin(GPIOA, K2_Pin) == GPIO_PIN_SET)
        {
            if (sg90_angle - SG90_STEP >= SG90_MIN)
            {
                sg90_angle -= SG90_STEP;
                __HAL_TIM_SET_COMPARE(&htim3, TIM_CHANNEL_3, sg90_angle);
            }
            HAL_Delay(300);
            while (HAL_GPIO_ReadPin(GPIOA, K2_Pin) == GPIO_PIN_SET);
        }
    }
}

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七、今天最重要的记忆点

1. PWM 三个关键值

• PSC：分频
• ARR：周期
• CCR：占空比

2. 舵机控制本质

• 改变 CCR
• 改变脉宽
• 改变舵机角度

3. 最常用的两个函数

HAL_TIM_PWM_Start(&htim3, TIM_CHANNEL_3);
__HAL_TIM_SET_COMPARE(&htim3, TIM_CHANNEL_3, sg90_angle);

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八、容易写错的地方

1. 函数名不要写错

正确的是：

__HAL_TIM_SET_COMPARE

不是：

_HAL_TIM_SET_COMPARE

2. 条件判断方向要对

比如减小角度时，应该判断：

sg90_angle - SG90_STEP >= SG90_MIN

不是加号。

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九、总结

今天学到的 PWM 控舵机流程可以记成一句话：

开 PWM，改 CCR，看舵机转。

以后只要记住：

• PSC 控速度
• ARR 控周期
• CCR 控脉宽
• 舵机靠 PWM 脉宽定位

就能很快上手这类项目。