stm32f103c8t6最小系统板串口控制舵机

### 使用 STM32F103C8T6 最小系统板通过串口控制舵机

#### 舵机的工作原理
舵机是一种位置（角度）伺服的驱动器，适用于那些需要角度不断变化并可以保持的控制系统。通常情况下，舵机会接收来自控制器的 PWM 信号来调整其旋转角度[^1]。

#### TIM 功能用于生成 PWM 波形
STM32 的定时器 (TIM) 可以用来生成精确的 PWM 输出波形。对于大多数舵机来说，标准工作频率为 50 Hz 左右，占空比范围大约在 5% 到 10%，对应于 0° 至 180° 的转动角度。具体实现时可以通过设置定时器参数来改变脉冲宽度从而达到调节目的。

#### 实现方案概述
为了能够通过串口命令灵活地操作连接至最小系统的多个舵机，在程序设计上应该考虑以下几个方面：

- **初始化配置**：完成硬件资源分配以及外设初始化；
- **解析输入指令**：读取并通过 UART 接收的数据包进行处理得到目标 ID 和期望角度值；
- **映射转换逻辑**：将接收到的目标角度转化为相应的 PWM 占空比数值；
- **更新输出状态**：依据计算所得的结果刷新对应的通道上的 PWM 值；

下面给出一段基于上述思路编写的 C++ 风格伪代码作为参考示例:

#include "stm32f1xx_hal.h"

// 定义最大支持的舵机数量
#define SERVO_COUNT 16 

// 初始化PWM定时器和UART通信接口函数声明
void MX_TIM_Init(void);
void MX_USART_UART_Init(void);

// 设置指定ID号舵机的角度(单位:度),返回实际设定的成功与否
bool SetServoAngle(uint8_t id, float angle_degrees);

int main() {
    HAL_Init();
    
    // 初始化外设
    SystemClock_Config();  
    MX_TIM_Init();         // 初始化PWM定时器
    MX_USART_UART_Init();  // 初始化USART
    
    while(true){
        char buffer[64];
        
        if(HAL_UART_Receive(&huart1,(uint8_t*)buffer,sizeof(buffer)-1,HAL_MAX_DELAY)==HAL_OK){
            uint8_t servo_id;
            int target_angle;

            sscanf(buffer,"%hhd,%d",&servo_id,&target_angle); // 解析串口数据
            
            if(servo_id<SERVO_COUNT && target_angle>=0&&target_angle<=180){
                SetServoAngle(servo_id,target_angle);   
            }
            
        }       
    }

}

/**
 * @brief 根据给定id和角度设置相应舵机的位置.
 */
bool SetServoAngle(uint8_t id,float degree){
    static const float min_duty_cycle=5;     // 对应0度角的最低有效占空比(%)
    static const float max_duty_cycle=10;    // 对应180度角的最大有效占空比(%)

    float duty=(max_duty_cycle-min_duty_cycle)/180*degree+min_duty_cycle;
    
    __HAL_TIM_SET_COMPARE(&htim,id,duty/100*(float)__LL_TIM_GET_AUTORELOAD(htim.Instance));
    
    return true;
}

这段代码展示了如何利用 STM32F103C8T6 板子上的定时器产生 PWM 并通过串行端口接受外部发送过来的方向指示去操控多达十六个不同编号下的舵机设备[^2]。