舵机角度控制¶
API使用说明¶
舵机角度控制¶
函数原型
FSUS_STATUS FSUS_SetServoAngle(Usart_DataTypeDef *usart, uint8_t servo_id, float angle, uint16_t interval, uint16_t power, uint8_t wait);
usart舵机控制对应的串口数据对象Usart_DataTypeDefservo_id舵机的IDangle舵机的目标角度，取值范围$[-135.0, 135.0]$，精度精确到$0.1°$interval舵机角度的旋转周期，单位mspower舵机执行功率 mV 默认为0wait设置舵机角度的时候，是否为阻塞式0：不阻塞1：等待舵机旋转到特定的位置
使用示例
//// 舵机控制相关的参数
// 舵机的ID号
uint8_t servoId = 0;
// 舵机的目标角度
// 舵机角度在-135度到135度之间, 精确到小数点后一位
float angle = 0;
// 时间间隔ms
// 可以尝试修改设置更小的时间间隔，例如500ms
uint16_t interval = 2000;
// 舵机执行功率 mV 默认为0
uint16_t power = 0;
// 设置舵机角度的时候, 是否为阻塞式
// 0:不等待 1:等待舵机旋转到特定的位置;
uint8_t wait = 1;
FSUS_SetServoAngle(servoUsart, servoId, angle, interval, power, wait);
舵机角度控制(指定周期)¶
函数原型
/* 设置舵机的角度(指定周期) */
FSUS_STATUS FSUS_SetServoAngleByInterval(Usart_DataTypeDef *usart, uint8_t servo_id, \
float angle, uint16_t interval, uint16_t t_acc, \
uint16_t t_dec, uint16_t power, uint8_t wait);
usart舵机控制对应的串口数据对象Usart_DataTypeDefservo_id舵机的IDangle舵机的目标角度，取值范围$[-135.0, 135.0]$，精度精确到$0.1°$interval舵机角度的旋转周期，单位mst_acc加速时间, 单位mst_dec减速时间,单位mspower舵机执行功率 mV 默认为0wait设置舵机角度的时候，是否为阻塞式0：不阻塞1：等待舵机旋转到特定的位置
舵机角度控制(指定转速)¶
函数原型
/* 设置舵机的角度(指定转速) */
FSUS_STATUS FSUS_SetServoAngleByVelocity(Usart_DataTypeDef *usart, uint8_t servo_id, \
float angle, float velocity, uint16_t t_acc, \
uint16_t t_dec, uint16_t power, uint8_t wait);
usart舵机控制对应的串口数据对象Usart_DataTypeDefservo_id舵机的IDangle舵机的目标角度，取值范围$[-135.0, 135.0]$，精度精确到$0.1°$velocity舵机目标转速，单位°/st_acc加速时间, 单位mst_dec减速时间,单位mspower舵机执行功率 mV 默认为0wait设置舵机角度的时候，是否为阻塞式0：不阻塞1：等待舵机旋转到特定的位置
舵机角度查询¶
函数原型
// 查询单个舵机的角度信息 angle 单位度
FSUS_STATUS FSUS_QueryServoAngle(Usart_DataTypeDef *usart, uint8_t servo_id, float *angle);
usart舵机控制对应的串口数据对象Usart_DataTypeDefservo_id舵机的IDangle舵机当前的角度，取值范围$[-135.0, 135.0]$，精度精确到$0.1°$
使用示例
uint8_t servoId = 0; // 舵机的ID号
float curAngle = 0; // 舵机当前所在的角度
FSUS_QueryServoAngle(servoUsart, servoId, &curAngle); // 读取一下舵机的角度
舵机角度控制(多圈模式)¶
多圈角度模式仅限于磁编码系列舵机，其他系列不兼容该模式
函数原型
/* 设置舵机的角度(多圈模式) */
FSUS_STATUS FSUS_SetServoAngleMTurn(Usart_DataTypeDef *usart, uint8_t servo_id, float angle, \
uint32_t interval, uint16_t power, uint8_t wait);
usart舵机控制对应的串口数据对象Usart_DataTypeDefservo_id舵机的IDangle舵机的目标角度，取值范围$[-135.0, 135.0]$，精度精确到$0.1°$interval舵机角度的旋转周期，单位mspower舵机执行功率 mV 默认为0wait设置舵机角度的时候，是否为阻塞式0：不阻塞1：等待舵机旋转到特定的位置
舵机角度控制(多圈模式+指定周期)¶
多圈角度模式仅限于磁编码系列舵机，其他系列不兼容该模式
函数原型
/* 设置舵机的角度(多圈模式, 指定周期) */
FSUS_STATUS FSUS_SetServoAngleMTurnByInterval(Usart_DataTypeDef *usart, uint8_t servo_id, float angle, \
uint32_t interval, uint16_t t_acc, uint16_t t_dec, uint16_t power, uint8_t wait);
usart舵机控制对应的串口数据对象Usart_DataTypeDefservo_id舵机的IDangle舵机的目标角度，取值范围[-135.0, 135.0]，精度精确到$0.1°$interval舵机角度的旋转周期，单位mst_acc加速时间，单位mst_dec减速时间，单位mspower舵机执行功率 mV 默认为0wait设置舵机角度的时候，是否为阻塞式0：不阻塞1：等待舵机旋转到特定的位置
舵机角度控制(多圈模式+指定转速)¶
多圈角度模式仅限于磁编码系列舵机，其他系列不兼容该模式
函数原型
/* 设置舵机的角度(多圈模式, 指定转速) */
FSUS_STATUS FSUS_SetServoAngleMTurnByVelocity(Usart_DataTypeDef *usart, uint8_t servo_id, float angle, \
float velocity, uint16_t t_acc, uint16_t t_dec, uint16_t power, uint8_t wait);
usart舵机控制对应的串口数据对象Usart_DataTypeDefservo_id舵机的IDangle舵机的目标角度，取值范围$[-135.0, 135.0]$，精度精确到$0.1°$velocity舵机目标转速，单位°/st_acc加速时间, 单位mst_dec减速时间,单位mspower舵机执行功率 mV 默认为0wait设置舵机角度的时候，是否为阻塞式0：不阻塞1：等待舵机旋转到特定的位置
舵机角度查询(多圈模式)¶
多圈角度模式仅限于磁编码系列舵机，其他系列不兼容该模式
函数原型
/* 查询舵机的角度(多圈模式) */
FSUS_STATUS FSUS_QueryServoAngleMTurn(Usart_DataTypeDef *usart, uint8_t servo_id, float *angle);
usart舵机控制对应的串口数据对象Usart_DataTypeDefservo_id舵机的IDangle舵机当前的角度，精度精确到$0.1°$
控制单个舵机¶
功能简介¶
测试控制舵机的角度，演示了三种控制舵机角度的API
- 角度控制控制
- 角度控制模式+指定时间
- 角度控制模式+指定目标转速
源代码¶
/********************************************************
* 测试控制舵机的角度, 让舵机在两个角度之间做周期性旋转
********************************************************/
#include "stm32f10x.h"
#include "usart.h"
#include "sys_tick.h"
#include "fashion_star_uart_servo.h"
// 使用串口1作为舵机控制的端口
// <接线说明>
// STM32F103 PA9(Tx) <----> 串口舵机转接板 Rx
// STM32F103 PA10(Rx) <----> 串口舵机转接板 Tx
// STM32F103 GND <----> 串口舵机转接板 GND
// STM32F103 V5 <----> 串口舵机转接板 5V
// <注意事项>
// 使用前确保已设置usart.h里面的USART1_ENABLE为1
// 设置完成之后, 将下行取消注释
Usart_DataTypeDef* servo_usart = &usart1;
// 使用串口2作为舵机控制的端口
// <接线说明>
// STM32F103 PA2(Tx) <----> 串口舵机转接板 Rx
// STM32F103 PA3(Rx) <----> 串口舵机转接板 Tx
// STM32F103 GND <----> 串口舵机转接板 GND
// STM32F103 V5 <----> 串口舵机转接板 5V
// <注意事项>
// 使用前确保已设置usart.h里面的USART2_ENABLE为1
// 设置完成之后, 将下行取消注释
Usart_DataTypeDef* logging_usart = &usart2;
// 重定向c库函数printf到串口，重定向后可使用printf函数
int fputc(int ch, FILE *f)
{
while((logging_usart->pUSARTx->SR&0X40)==0){}
/* 发送一个字节数据到串口 */
USART_SendData(logging_usart->pUSARTx, (uint8_t) ch);
/* 等待发送完毕 */
// while (USART_GetFlagStatus(USART1, USART_FLAG_TC) != SET);
return (ch);
}
//// 舵机控制相关的参数
// 舵机的ID号
uint8_t servo_id = 0;
// 舵机的目标角度
// 舵机角度在-135度到135度之间, 精确到小数点后一位
float angle = 0;
// 时间间隔ms
// 可以尝试修改设置更小的时间间隔，例如500ms
uint16_t interval;
// 目标转速
float velocity;
// 加速时间
uint16_t t_acc;
// 减速时间
uint16_t t_dec;
// 舵机执行功率 mV 默认为0
uint16_t power = 0;
// 设置舵机角度的时候, 是否为阻塞式
// 0:不等待 1:等待舵机旋转到特定的位置;
uint8_t wait = 1;
// 读取的角度
float angle_read;
int main (void)
{
// 嘀嗒定时器初始化
SysTick_Init();
// 串口初始化
Usart_Init();
while (1){
printf("GOTO: 135.0f\r\n");
// 控制舵机角度
angle = 135.0;
interval = 2000;
FSUS_SetServoAngle(servo_usart, servo_id, angle, interval, power, wait);
FSUS_QueryServoAngle(servo_usart, servo_id, &angle_read);
printf("Cur Angle: %.1f\r\n", angle_read);
// 等待2s
SysTick_DelayMs(2000);
// 控制舵机角度 + 指定时间
printf("GOTO+Interval: 0.0f\r\n");
angle = 0.0f;
interval = 1000;
t_acc = 100;
t_dec = 150;
FSUS_SetServoAngleByInterval(servo_usart, servo_id, angle, interval, t_acc, t_dec, power, wait);
FSUS_QueryServoAngle(servo_usart, servo_id, &angle_read);
printf("Cur Angle: %.1f\r\n", angle_read);
// 等待2s
SysTick_DelayMs(2000);
// 控制舵机角度 + 指定转速
printf("GOTO+Velocity: -135.0f\r\n");
angle = -135.0f;
velocity = 200.0f;
t_acc = 100;
t_dec = 150;
FSUS_SetServoAngleByVelocity(servo_usart, servo_id, angle, velocity, t_acc, t_dec, power, wait);
FSUS_QueryServoAngle(servo_usart, servo_id, &angle_read);
printf("Cur Angle: %.1f\r\n", angle_read);
}
}
输出日志¶
GOTO: 135.0f
Cur Angle: 134.7
GOTO+Interval: 0.0f
Cur Angle: 0.3
GOTO+Velocity: -135.0f
Cur Angle: -134.6
控制多个舵机¶
功能简介¶
演示如何同时控制多几个舵机。
源代码¶
#include "stm32f10x.h"
#include "usart.h"
#include "sys_tick.h"
#include "fashion_star_uart_servo.h"
// 使用串口1作为舵机控制的端口
// <接线说明>
// STM32F103 PA9(Tx) <----> 串口舵机转接板 Rx
// STM32F103 PA10(Rx) <----> 串口舵机转接板 Tx
// STM32F103 GND <----> 串口舵机转接板 GND
// STM32F103 V5 <----> 串口舵机转接板 5V
// <注意事项>
// 使用前确保已设置usart.h里面的USART1_ENABLE为1
// 设置完成之后, 将下行取消注释
Usart_DataTypeDef* servoUsart = &usart1;
//// 舵机控制相关的参数
// 时间间隔ms
// 可以尝试修改设置更小的时间间隔，例如500ms
uint16_t interval = 2000;
// 舵机执行功率 mV 默认为0
uint16_t power = 0;
// 设置舵机角度的时候, 是否为阻塞式
// 0:不等待 1:等待舵机旋转到特定的位置;
uint8_t wait = 0;
int main (void)
{
// 嘀嗒定时器初始化
SysTick_Init();
// 串口初始化
Usart_Init();
while (1)
{
// 控制舵机云台角度
FSUS_SetServoAngle(servoUsart, 0, 135.0, interval, power, wait);
FSUS_SetServoAngle(servoUsart, 1, 45.0, interval, power, wait);
// 等待动作完成
SysTick_DelayMs(interval);
// 等待2s
SysTick_DelayMs(2000);
// 控制舵机旋转到另外一个角度
FSUS_SetServoAngle(servoUsart, 0, -135.0, interval, power, wait);
FSUS_SetServoAngle(servoUsart, 1, -45.0, interval, power, wait);
// 等待动作完成
SysTick_DelayMs(interval);
// 等待2s
SysTick_DelayMs(2000);
}
}
平均转速与角度回读¶
功能简介¶
控制舵机角度-平均转速与角度回读 1. 查询当前角度，根据平均转速和目标角度估计执行周期。
-
通过周期性查询舵机角度，判断舵机是否到达目标角度。
-
测试舵机的死区(Dead Block)/稳态误差。
源代码¶
#include "stm32f10x.h"
#include "usart.h"
#include "sys_tick.h"
#include "fashion_star_uart_servo.h"
// 使用串口1作为舵机控制的端口
// <接线说明>
// STM32F103 PA9(Tx) <----> 串口舵机转接板 Rx
// STM32F103 PA10(Rx) <----> 串口舵机转接板 Tx
// STM32F103 GND <----> 串口舵机转接板 GND
// STM32F103 V5 <----> 串口舵机转接板 5V
// <注意事项>
// 使用前确保已设置usart.h里面的USART1_ENABLE为1
// 设置完成之后, 将下行取消注释
Usart_DataTypeDef* servoUsart = &usart1;
// 使用串口2作为日志输出的端口
// <接线说明>
// STM32F103 PA2(Tx) <----> USB转TTL Rx
// STM32F103 PA3(Rx) <----> USB转TTL Tx
// STM32F103 GND <----> USB转TTL GND
// STM32F103 V5 <----> USB转TTL 5V (可选)
// <注意事项>
// 使用前确保已设置usart.h里面的USART2_ENABLE为1
Usart_DataTypeDef* loggingUsart = &usart2;
// 重定向c库函数printf到串口，重定向后可使用printf函数
int fputc(int ch, FILE *f)
{
while((loggingUsart->pUSARTx->SR&0X40)==0){}
/* 发送一个字节数据到串口 */
USART_SendData(loggingUsart->pUSARTx, (uint8_t) ch);
/* 等待发送完毕 */
// while (USART_GetFlagStatus(USART1, USART_FLAG_TC) != SET);
return (ch);
}
// 舵机控制相关的参数
uint8_t servoId = 0; // 舵机的ID
float curAngle = 0; // 舵机当前所在的角度
float nextAngle = 0; // 舵机的目标角度
uint16_t speed = 200; // 舵机的转速 单位 °/s
uint16_t interval = 0; // 舵机旋转的周期
uint16_t power = 0; // 舵机执行功率 mV 默认为0 W
uint8_t wait = 0; // 0:不等待 1:等待舵机旋转到特定的位置;
// 舵机角度死区, 如果舵机当前角度跟
// 目标角度相差小于死区则代表舵机到达目标角度, 舵机不再旋转
// <注意事项>
// 死区跟舵机的型号有关系, 取决于舵机固件的设置, 不同型号的舵机会有差别
float servoDeadBlock = 1.0;
// 查询舵机的角度
uint16_t calcIntervalMs(uint8_t servoId, float nextAngle, float speed){
// 读取一下舵机的角度
FSUS_QueryServoAngle(servoUsart, servoId, &curAngle);
// 计算角度误差
float dAngle = (nextAngle > curAngle) ? (nextAngle - curAngle) : (curAngle - nextAngle);
// 计算所需的时间
return (uint16_t)((dAngle / speed) * 1000.0);
}
// 等待舵机进入空闲状态IDLE, 即舵机到达目标角度
void waitUntilServoIDLE(uint8_t servoId, float nextAngle){
while(1){
// 读取一下舵机的角度
FSUS_QueryServoAngle(servoUsart, servoId, &curAngle);
// 判断舵机是否达到目标角度
float dAngle = (nextAngle > curAngle) ? (nextAngle - curAngle) : (curAngle - nextAngle);
// 打印一下当前的舵机角度
printf("curAngle: %f dAngle: %f\r\n", curAngle, dAngle);
// 判断是否小于死区
if (dAngle <= servoDeadBlock){
break;
}
// 等待一小段时间
SysTick_DelayMs(5);
}
}
int main (void)
{
// 嘀嗒定时器初始化
SysTick_Init();
// 串口初始化
Usart_Init();
while (1)
{
// 设置舵机的目标角度
nextAngle = 120.0;
// 根据转速还有角度误差计算周期
interval = calcIntervalMs(servoId, nextAngle, speed);
printf("Set Servo %f-> %f", curAngle, nextAngle);
// 控制舵机角度
FSUS_SetServoAngle(servoUsart, servoId, nextAngle, interval, power, wait);
// SysTick_DelayMs(interval);
SysTick_DelayMs(5);
waitUntilServoIDLE(servoId, nextAngle);
// 等待1s 看舵机死区范围
SysTick_DelayMs(1000);
// 读取一下舵机的角度
FSUS_QueryServoAngle(servoUsart, servoId, &curAngle);
printf("Final Angle: %f", curAngle);
SysTick_DelayMs(1000);
// 设置舵机的目标角度
nextAngle = -120;
// 根据转速还有角度误差计算周期
interval = calcIntervalMs(servoId, nextAngle, speed);
// 控制舵机角度
FSUS_SetServoAngle(servoUsart, servoId, nextAngle, interval, power, wait);
// 需要延时一会儿，确保舵机接收并开始执行舵机控制指令
// 如果马上发送舵机角度查询信息,新发送的这条指令可能会覆盖舵机角度控制信息
SysTick_DelayMs(5);
waitUntilServoIDLE(servoId, nextAngle);
// 等待1s 看舵机死区范围
SysTick_DelayMs(1000);
// 读取一下舵机的角度
FSUS_QueryServoAngle(servoUsart, servoId, &curAngle);
printf("Final Angle: %f", curAngle);
SysTick_DelayMs(1000);
}
}
多圈控制模式¶
多圈角度模式仅限于磁编码系列舵机，其他系列不兼容该模式
功能简介¶
舵机还有多圈位置控制模式，角度控制范围为[-368640.0°, 368640.0°]
历程演示了多种多圈控制模式：
- 多圈角度控制控制
- 多圈角度控制模式+指定时间
- 多圈角度控制模式+指定目标转速
源代码¶
/********************************************************
* 舵机多圈控制模式演示
********************************************************/
#include "stm32f10x.h"
#include "usart.h"
#include "sys_tick.h"
#include "fashion_star_uart_servo.h"
// 使用串口1作为舵机控制的端口
// <接线说明>
// STM32F103 PA9(Tx) <----> 串口舵机转接板 Rx
// STM32F103 PA10(Rx) <----> 串口舵机转接板 Tx
// STM32F103 GND <----> 串口舵机转接板 GND
// STM32F103 V5 <----> 串口舵机转接板 5V
// <注意事项>
// 使用前确保已设置usart.h里面的USART1_ENABLE为1
// 设置完成之后, 将下行取消注释
Usart_DataTypeDef* servo_usart = &usart1;
// 使用串口2作为舵机控制的端口
// <接线说明>
// STM32F103 PA2(Tx) <----> 串口舵机转接板 Rx
// STM32F103 PA3(Rx) <----> 串口舵机转接板 Tx
// STM32F103 GND <----> 串口舵机转接板 GND
// STM32F103 V5 <----> 串口舵机转接板 5V
// <注意事项>
// 使用前确保已设置usart.h里面的USART2_ENABLE为1
// 设置完成之后, 将下行取消注释
Usart_DataTypeDef* loggingUsart = &usart2;
// 重定向c库函数printf到串口，重定向后可使用printf函数
int fputc(int ch, FILE *f)
{
while((loggingUsart->pUSARTx->SR&0X40)==0){}
/* 发送一个字节数据到串口 */
USART_SendData(loggingUsart->pUSARTx, (uint8_t) ch);
/* 等待发送完毕 */
// while (USART_GetFlagStatus(USART1, USART_FLAG_TC) != SET);
return (ch);
}
// 使用串口3作为舵机控制的端口
// <接线说明>
// STM32F103 PB10(Tx) <----> 串口舵机转接板 Rx
// STM32F103 PB11(Rx) <----> 串口舵机转接板 Tx
// STM32F103 GND <----> 串口舵机转接板 GND
// STM32F103 V5 <----> 串口舵机转接板 5V
// <注意事项>
// 使用前确保已设置usart.h里面的USART1_ENABLE为1
// 设置完成之后, 将下行取消注释
// Usart_DataTypeDef* servo_usart = &usart3;
//// 舵机控制相关的参数
// 舵机的ID号
uint8_t servo_id = 0;
// 舵机的目标角度
// 舵机角度在-135度到135度之间, 精确到小数点后一位
float angle;
uint32_t interval; // 时间间隔ms
float velocity; // 电机转速, 单位dps,°/s
// 舵机执行功率 mV 默认为0
uint16_t power = 0;
// 设置舵机角度的时候, 是否为阻塞式
// 0:不等待 1:等待舵机旋转到特定的位置;
uint8_t wait = 1;
// 加速时间(单位ms)
uint16_t t_acc;
// 减速时间
uint16_t t_dec;
// 读取的角度
float angle_read;
int main (void)
{
// 嘀嗒定时器初始化
SysTick_Init();
// 串口初始化
Usart_Init();
while (1){
printf("MTurn GOTO: 720.0f\r\n");
// 控制舵机角度(多圈)
angle = 720.0f;
interval = 2000;
FSUS_SetServoAngleMTurn(servo_usart, servo_id, angle, interval, power, wait);
FSUS_QueryServoAngleMTurn(servo_usart, servo_id, &angle_read);
printf("Cur Angle: %.1f\r\n", angle_read);
// 等待2s
SysTick_DelayMs(2000);
// 控制舵机旋转到另外一个角度(多圈)
printf("MTurn GOTO: 0.0f\r\n");
angle = 0.0;
FSUS_SetServoAngleMTurn(servo_usart, servo_id, angle, interval, power, wait);
FSUS_QueryServoAngleMTurn(servo_usart, servo_id, &angle_read);
printf("Cur Angle: %.1f\r\n", angle_read);
// 等待2s
SysTick_DelayMs(2000);
// 控制舵机角度(多圈+指定周期)
printf("MTurn+Interval GOTO: -180.0f\r\n");
angle = 180.0f;
interval = 1000;
t_acc = 100;
t_dec = 200;
FSUS_SetServoAngleMTurnByInterval(servo_usart, servo_id, angle, interval, t_acc, t_dec, power, wait);
FSUS_QueryServoAngleMTurn(servo_usart, servo_id, &angle_read);
printf("Cur Angle: %.1f\r\n", angle_read);
// 等待2s
SysTick_DelayMs(2000);
// 控制舵机角度(多圈+指定转速)
printf("MTurn+Velocity GOTO: -180.0f\r\n");
angle = -180.0f;
velocity = 100.0f;
t_acc = 100;
t_dec = 200;
FSUS_SetServoAngleMTurnByVelocity(servo_usart, servo_id, angle, velocity, t_acc, t_dec, power, wait);
FSUS_QueryServoAngleMTurn(servo_usart, servo_id, &angle_read);
printf("Cur Angle: %.1f\r\n", angle_read);
// 等待2s
SysTick_DelayMs(2000);
}
}
输出日志¶
MTurn GOTO: 720.0f
Cur Angle: 719.7
MTurn GOTO: 0.0f
Cur Angle: 0.4
MTurn+Interval GOTO: -180.0f
Cur Angle: 179.7
MTurn+Velocity GOTO: -180.0f
Cur Angle: -179.5
MTurn GOTO: 720.0f
Cur Angle: 719.5
MTurn GOTO: 0.0f
Cur Angle: 0.4
MTurn+Interval GOTO: -180.0f
Cur Angle: 179.7
MTurn+Velocity GOTO: -180.0f
Cur Angle: -179.5
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