stm32六自由度机械臂动作

### 使用STM32控制六自由度机械臂的动作

对于六自由度(6DOF)机械臂而言，其动作的精确性和灵活性依赖于底层硬件的选择以及软件算法的设计。当采用STM32作为控制器时，可以利用该微控制器的强大处理能力实现复杂的运动规划和实时控制。

#### 初始化配置
为了使能对六个伺服电机的有效管理，在初始化阶段需完成如下工作：

- 配置定时器用于PWM信号输出以驱动舵机；
- 设置USART接口以便接收上位机指令或发送状态反馈；
- 定义全局变量存储各轴当前位置信息；

#include "stm32f1xx_hal.h"

// 假设已定义好TIM_HandleTypeDef类型的tim_handle数组，
// 并完成了相应的外设初始化操作。
#define SERVO_CHANNEL_COUNT 6
uint16_t current_positions[SERVO_CHANNEL_COUNT]; // 存储当前角度值

#### 关节位置设定函数
针对每一个关节（即每个舵机），编写专门的位置更新方法，允许外部调用并传入目标角度参数。此过程涉及到将期望的角度转换成适合PWM波形的具体占空比数值。

void set_servo_position(uint8_t channel, uint16_t angle){
    if(angle >=0 && angle <=180){ // 确保输入范围合法
        float duty_cycle = (float)(angle)/180 * MAX_DUTY_CYCLE; // 计算对应Duty Cycle比例
        __HAL_TIM_SET_COMPARE(&htim4, TIM_CHANNEL_1 + channel, duty_cycle);
        current_positions[channel] = angle;
    }
}

此处假设`MAX_DUTY_CYCLE`已被适当赋值表示最大可能的PWM周期内的高电平时间长度[^1]。

#### 轨迹插补与路径规划
为了让机械手臂能够流畅地从起始点移动到终点而不只是简单跳跃至指定坐标，通常还需要引入轨迹插补技术。这可以通过线性、圆弧或者其他更高级别的样条曲线拟合方式来达成连续平稳过渡效果。

void interpolate_to_target(float target_angles[], int steps){
    static float start_angles[SERVO_CHANNEL_COUNT];
    
    for(int i=0;i<SERVO_CHANNEL_COUNT;i++){
        start_angles[i]=current_positions[i]*DEG_TO_RAD;
        float delta=(target_angles[i]-start_angles[i])/steps;

        for(int j=0;j<steps;j++){
            set_servo_position(i,(int)((start_angles[i]+delta*j)*RAD_TO_DEG));
            HAL_Delay(MOVEMENT_DELAY); // 根据实际情况调整延时ms数
        }
        
        set_servo_position(i,target_angles[i]*RAD_TO_DEG);
    }
}

上述代码片段实现了基于直线插值的方法逐步改变各个关节的角度直至达到最终目的地。其中`MOVEMENT_DELAY`应依据实际测试结果合理选取以保证动作连贯自然。