STM32Cube-21（补充） | 使用通用定时器产生PWM驱动舵机
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本篇详细的记录了如何使用STM32CubeMX配置STM32L431RCT6的通用定时器外设，产生PWM驱动舵机。
1. 准备工作
硬件准备
开发板
首先需要准备一个开发板，这里我准备的是STM32L4的开发板（BearPi）：
舵机
这里我使用常见的 SG90 舵机：
知识小卡片 —— 舵机
舵机是电机的一种，又叫伺服电机，舵机的优势是可以设定转到指定的位置，本文中使用的SG90型号的舵机可以在0°-180°的范围内转动到指定角度，在实际项目中使用非常广泛。
在硬件上，SG90 舵机有三根线，红色的为电源线（5V），棕色的为 GND ，橙色的为控制线，用来传输 PWM 信号。
那么，应该产生怎样的PMW波形来控制舵机的转动角度呢？
SG90的舵机要求控制舵机的 PWM 信号频率在50Hz左右，即周期为 20ms 的 PWM 信号，当该信号的高电平部分在0.5ms - 2.5ms之间时，对应舵机转动的角度，具体对应情况如下表：
| 高电平脉宽 | 舵机转动角度 |
|---|---|
| 0.5ms | 0° |
| 1.0ms | 45° |
| 1.5ms | 90° |
| 2.0ms | 135° |
| 2.5ms | 180° |
下面结合一个动图来理解：
知识小卡片结束啦！对舵机有了解了吗？
软件准备
需要安装好Keil - MDK及芯片对应的包，以便编译和下载生成的代码；
Keil MDK和串口助手Serial Port Utility 的安装包都可以在文末关注公众号获取，回复关键字获取相应的安装包：
2.生成MDK工程
选择芯片型号
打开STM32CubeMX，打开MCU选择器：
搜索并选中芯片STM32L431RCT6:
配置时钟源
如果选择使用外部高速时钟（HSE），则需要在System Core中配置RCC；
如果使用默认内部时钟（HSI），这一步可以略过；
这里我都使用外部时钟：
配置通用定时器TIM16
定时器TIM
STM32L431xx 系列有 1 个高级定时器（TIM1）, 3 个通用定时器（TIM2、TIM15、TIM16），两个基本定时器（TIM6、TIM7），还有两个低功耗定时器（LPTIM1、LPTIM2）。
STM32L431 的通用 TIMx (TIM2、TIM15、TIM16)定时器功能包括：
16 位(TIM15,TIM16)/32 位(TIM2)向上、向下、向上/向下自动装载计数器，注意：
TIM15、TIM16 只支持向上（递增）计数方式；16 位可编程(可以实时修改)预分频器，计数器时钟频率的分频系数为 1～65535 之间的任
意数值；4 个独立通道（TIMx_CH1~4， 其中 TIM15 最多 2 个通道， TIM16 最多 1 个
通道）；
这些通道可以用来作为：
输入捕获
输出比较
PWM 生成(边缘或中间对齐模式)
单脉冲模式输出
如下事件发生时产生中断/DMA：
更新：计数器向上溢出/向下溢出，计数器初始化(通过软件或者内部/外部触发)
触发事件(计数器启动、停止、初始化或者由内部/外部触发计数)
输入捕获
输出比较
知识小卡片结束啦
接下来开始配置TIM16定时器的PWM功能：
首先选择TIM，选择通道1的功能，默认的CH1是PA6引脚，但是开发板上是与 PB8 连接的，所以在右边将PB8配置为TIM16_CH1：
接下来是对TIM16的参数设置，参照数据手册中的RCC时钟树，TIM16内部时钟来源是PCLK2 = 80Mhz，我们的目的是产生20Hz的PWM，所以预分频系数设置为80-1，自动重载值为20000-1，得到的计时器更新中断频率即为80000000/80/20000 = 50 Hz：
其余的一些设置保持默认即可，最后配置PWM占空比：
配置时钟树
STM32L4的最高主频到80M，所以配置PLL，最后使HCLK = 80Mhz即可：
生成工程设置
代码生成设置
最后设置生成独立的初始化文件：
生成代码
点击GENERATE CODE即可生成MDK-V5工程：
3. 在MDK中编写、编译、下载用户代码
启动定时器并产生PWM
最后在main函数中开启TIM2并使能其中断（TIM2初始化代码之后）：
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 */
}
编译下载之后，可以看到舵机旋转到45°：
动态改变舵机角度
上一个实验中，我们配置了PWM波的高电平时长计数个数为1000，即时长为1ms，对应旋转角度为45°，在本实验中，我们来动态改变 PWM 占空比，使舵机在0°到180之间来回旋转。
编写如下代码：
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 */
//产生PWM，舵机转动
HAL_TIM_PWM_Start(&htim16,TIM_CHANNEL_1);
//1s后改变舵机角度，增加45°
HAL_Delay(1000);
pluse += 500;
if(pluse == 3000)
{
//如果舵机角度大于180°，回零
pluse = 500;
}
//设置PWM占空比
__HAL_TIM_SetCompare(&htim16, TIM_CHANNEL_1, (uint16_t)pluse);
}
/* USER CODE END 3 */
}
编译下载后可以看到舵机在0°-180°之间来回旋转：
至此，我们已经学会如何使用通用定时器产生PWM驱动舵机。
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