MSP432P401R矩阵按键控制SG90舵机云台

黄福均

第4题：电机/舵机相关（问的同学挺多的，先增加这个内容）
1.常见的控制/调速/测速等
2.完整的硬件图片、效果图片
3.引脚连接图等电路图（如板卡和显示板的连接示意图）
4.驱动芯片的手册资料等信息

1.硬件

2.SG90舵机介绍

3.硬件连接

4.效果说明

5.代码

6.工程文件及舵机资料

1.硬件

开发板：    MSP432P401R LaunchPad

矩阵按键：4X4键盘

舵机：       SG90舵机云台

2.SG90舵机介绍

3.硬件连接

*                MSP432P401R

*              ------------------

*         /|\|                            |

*           | |                            |

*          --|RST                      |

*             |                            |

*    舵机  |                            |     矩阵按键

*            |                    P1.6  |<--  C4

*            |                    P1.7  |<--  C3

*            |                    P6.7  |<--  C2

*            |                    P2.3  |<--  C1

*            |                    P6.6  |<--  R1

* 橙线<-|P2.4             P5.1  |<--  R2

* 红线<-|5V                P5.2  |<--  R3

* 棕线<-|GND            P5.6  |<--  R4

4.效果说明
* 从超声波模块背面向正面看，为舵机的正前方，来判断舵机的左转、右转情况
* 功能描述：初始状态，舵机面向正前方，
* 舵机的控制信号为周期20ms的PWM波，
* 脉冲宽度从0.5ms~2.5ms,相对舵盘+90°~-90°呈线性变化。
* 以下为矩阵按键按下对应舵机变化：
*        S1                  S2                          S3                             S4
*      左转45°       左转22.5°                 右转22.5°                  右转45°
*
*        S5                  S6                          S7                              S8
*      左转67.5°     正对前方                  正对前方                    右转67.5°
*
*        S9                  S10                        S11                            S12
*      左转90°       一直左转                  一直右转                      右转90°
*
*        S13                S14                        S15                            S16
*      左转112.5°      不动                        不动                          右转112.5°
*
* 按下独立按键S1，PWM占空比+0.625%，舵机左转+11.25°


正对前方


左转45°


左转90°


右转45°


右转90°


停止不动


5.代码
开发环境：CCS10.1.1

1. #include <ti/devices/msp432p4xx/driverlib/driverlib.h>
   
2. 
   
3. #include <stdint.h>
   
4. #include <stdbool.h>
   
5. 
   
6. //![单通道Timer_A 配置]
   
7. // Timer_A PWM 配置参数
   
8. Timer_A_PWMConfig pwmConfig =
   
9. {
   
10.         TIMER_A_CLOCKSOURCE_SMCLK,
    
11.         TIMER_A_CLOCKSOURCE_DIVIDER_1,
    
12.         1280,                                //64kHz时钟源，1280大约20ms
    
13.         TIMER_A_CAPTURECOMPARE_REGISTER_1,
    
14.         TIMER_A_OUTPUTMODE_RESET_SET,
    
15.         96                                   //大约1.5ms，舵机正对正前方
    
16. };
    
17. //![单通道Timer_A 配置]
    
18. 
    
19. #define HighC1   {MAP_GPIO_setOutputHighOnPin(GPIO_PORT_P2, GPIO_PIN3);}    //第1列C1输出高电平
    
20. #define LowC1    {MAP_GPIO_setOutputLowOnPin(GPIO_PORT_P2, GPIO_PIN3);}     //第1列C1输出低电平
    
21. #define HighC2   {MAP_GPIO_setOutputHighOnPin(GPIO_PORT_P6, GPIO_PIN7);}    //第2列C2输出高电平
    
22. #define LowC2    {MAP_GPIO_setOutputLowOnPin(GPIO_PORT_P6, GPIO_PIN7);}     //第2列C2输出低电平
    
23. #define HighC3   {MAP_GPIO_setOutputHighOnPin(GPIO_PORT_P1, GPIO_PIN7);}    //第3列C3输出高电平
    
24. #define LowC3    {MAP_GPIO_setOutputLowOnPin(GPIO_PORT_P1, GPIO_PIN7);}     //第3列C3输出低电平
    
25. #define HighC4   {MAP_GPIO_setOutputHighOnPin(GPIO_PORT_P1, GPIO_PIN6);}    //第4列C4输出高电平
    
26. #define LowC4    {MAP_GPIO_setOutputLowOnPin(GPIO_PORT_P1, GPIO_PIN6);}     //第4列C4输出低电平
    
27. 
    
28. int main(void)
    
29. {
    
30. 
    
31.                                                           //配置列信号作为输出
    
32.     MAP_GPIO_setAsOutputPin(GPIO_PORT_P2, GPIO_PIN3);     //第1列C1
    
33.     MAP_GPIO_setAsOutputPin(GPIO_PORT_P6, GPIO_PIN7);     //第2列C2
    
34.     MAP_GPIO_setAsOutputPin(GPIO_PORT_P1, GPIO_PIN7);     //第3列C3
    
35.     MAP_GPIO_setAsOutputPin(GPIO_PORT_P1, GPIO_PIN6);     //第4列C4
    
36. 
    
37.     //所有列输出低电平
    
38.     LowC1;
    
39.     LowC2;
    
40.     LowC3;
    
41.     LowC4;
    
42. 
    
43.     //配置第1行R1--P6.6为上拉电阻输入并使能中断
    
44.     MAP_GPIO_setAsInputPinWithPullUpResistor(GPIO_PORT_P6, GPIO_PIN6);
    
45.     MAP_GPIO_clearInterruptFlag(GPIO_PORT_P6, GPIO_PIN6);
    
46.     MAP_GPIO_enableInterrupt(GPIO_PORT_P6, GPIO_PIN6);
    
47.     MAP_Interrupt_enableInterrupt(INT_PORT6);
    
48. 
    
49.     //配置第2行R2--P5.1为上拉电阻输入并使能中断
    
50.     MAP_GPIO_setAsInputPinWithPullUpResistor(GPIO_PORT_P5, GPIO_PIN1);
    
51.     MAP_GPIO_clearInterruptFlag(GPIO_PORT_P5, GPIO_PIN1);
    
52.     MAP_GPIO_enableInterrupt(GPIO_PORT_P5, GPIO_PIN1);
    
53. 
    
54.     //配置第3行R3--P5.2为上拉电阻输入并使能中断
    
55.     MAP_GPIO_setAsInputPinWithPullUpResistor(GPIO_PORT_P5, GPIO_PIN2);
    
56.     MAP_GPIO_clearInterruptFlag(GPIO_PORT_P5, GPIO_PIN2);
    
57.     MAP_GPIO_enableInterrupt(GPIO_PORT_P5, GPIO_PIN2);
    
58. 
    
59.     //配置第4行R4--P5.6为上拉电阻输入并使能中断
    
60.     MAP_GPIO_setAsInputPinWithPullUpResistor(GPIO_PORT_P5, GPIO_PIN6);
    
61.     MAP_GPIO_clearInterruptFlag(GPIO_PORT_P5, GPIO_PIN6);
    
62.     MAP_GPIO_enableInterrupt(GPIO_PORT_P5, GPIO_PIN6);
    
63.     MAP_Interrupt_enableInterrupt(INT_PORT5);
    
64. 
    
65.     //关闭看门狗
    
66.     MAP_WDT_A_holdTimer();
    
67. 
    
68.     //![单通道Timer_A 配置]
    
69.     //配置   MCLK to REFO at 128Khz for LF mode
    
70.     //配置 SMCLK to 64Khz
    
71.     MAP_CS_setReferenceOscillatorFrequency(CS_REFO_128KHZ);
    
72.     MAP_CS_initClockSignal(CS_MCLK, CS_REFOCLK_SELECT, CS_CLOCK_DIVIDER_1);
    
73.     MAP_CS_initClockSignal(CS_SMCLK, CS_REFOCLK_SELECT, CS_CLOCK_DIVIDER_2);
    
74.     MAP_PCM_setPowerState(PCM_AM_LF_VCORE0);
    
75. 
    
76.     //配置 GPIO2.4 为PWM外围输出， P1.1 为按键中断
    
77.     MAP_GPIO_setAsPeripheralModuleFunctionOutputPin(GPIO_PORT_P2, GPIO_PIN4,
    
78.             GPIO_PRIMARY_MODULE_FUNCTION);
    
79.     MAP_GPIO_setAsInputPinWithPullUpResistor(GPIO_PORT_P1, GPIO_PIN1);
    
80.     MAP_GPIO_clearInterruptFlag(GPIO_PORT_P1, GPIO_PIN1);
    
81.     MAP_GPIO_enableInterrupt(GPIO_PORT_P1, GPIO_PIN1);
    
82. 
    
83.     //配置Timer_A 周期大约 20ms ，初始占空比为  7.5% ( 96  )，舵机正对正前方
    
84.     MAP_Timer_A_generatePWM(TIMER_A0_BASE, &pwmConfig);
    
85.     //![单通道 Timer_A 例子]
    
86. 
    
87.     //使能中断并开启看门狗定时器
    
88.     MAP_Interrupt_enableInterrupt(INT_PORT1);
    
89.     MAP_Interrupt_enableSleepOnIsrExit();
    
90.     MAP_Interrupt_enableMaster();
    
91. 
    
92.    //Enabling SRAM Bank Retention
    
93.     MAP_SysCtl_enableSRAMBankRetention(SYSCTL_SRAM_BANK1);
    
94. 
    
95.     //使能全局中断
    
96.     MAP_Interrupt_enableMaster();
    
97. 
    
98.     //进入睡眠模式，中断唤醒
    
99.     while (1)
    
100.     {
     
101.         MAP_PCM_gotoLPM0();
     
102.     }
     
103. }
     
104. 
     
105. 
     
106. /* GPIO中断服务程序  */
     
107. /* 在中断中进行列扫描判断哪个按键按下，中断结束将所有列置为0，方便下一次进入中断。 */
     
108. void PORT5_IRQHandler(void)
     
109. {
     
110.     uint32_t status1;                                //设置一个状态标志量，寄存中断情况
     
111.     status1 = MAP_GPIO_getEnabledInterruptStatus(GPIO_PORT_P5);
     
112.     MAP_GPIO_clearInterruptFlag(GPIO_PORT_P5, status1);           //清零所有中断标志位
     
113. 
     
114.     //判断第一列按键是否按下,按下输入为0
     
115.     LowC1;
     
116.     HighC2;
     
117.     HighC3;
     
118.     HighC4;
     
119.     if(!(MAP_GPIO_getInputPinValue(GPIO_PORT_P5, GPIO_PIN1))  )             //S5按下
     
120.     {
     
121.         pwmConfig.dutyCycle = 144;
     
122.         MAP_Timer_A_generatePWM(TIMER_A0_BASE, &pwmConfig);                 //大约2.25ms，占空比为11.25%，舵机左转67.5°
     
123.     }
     
124.     else if(!(MAP_GPIO_getInputPinValue(GPIO_PORT_P5, GPIO_PIN2))  )        //S9按下
     
125.     {
     
126.         pwmConfig.dutyCycle = 160;
     
127.         MAP_Timer_A_generatePWM(TIMER_A0_BASE, &pwmConfig);                 //大约2.5ms，占空比为12.5%，舵机左转90°
     
128.     }
     
129.     else if(!(MAP_GPIO_getInputPinValue(GPIO_PORT_P5, GPIO_PIN6))  )        //S13按下
     
130.     {
     
131.         pwmConfig.dutyCycle = 175;
     
132.         MAP_Timer_A_generatePWM(TIMER_A0_BASE, &pwmConfig);                 //大约2.73ms，占空比为13.7%，舵机左转112.5°
     
133.     }
     
134. 
     
135.     //判断第二列按键是否按下,按下输入为0
     
136.     HighC1;
     
137.     LowC2;
     
138.     HighC3;
     
139.     HighC4;
     
140.     if(!(MAP_GPIO_getInputPinValue(GPIO_PORT_P5, GPIO_PIN1))  )             //S6按下
     
141.     {
     
142.         pwmConfig.dutyCycle = 96;
     
143.         MAP_Timer_A_generatePWM(TIMER_A0_BASE, &pwmConfig);                 //大约1.5ms，占空比为7.5%，舵机正对正前方
     
144.     }
     
145.     else if(!(MAP_GPIO_getInputPinValue(GPIO_PORT_P5, GPIO_PIN2))  )        //S10按下
     
146.     {
     
147.         pwmConfig.dutyCycle = 180;
     
148.         MAP_Timer_A_generatePWM(TIMER_A0_BASE, &pwmConfig);                 //大约2.8ms，占空比为14.1%，舵机一直左转
     
149.     }
     
150.     else if(!(MAP_GPIO_getInputPinValue(GPIO_PORT_P5, GPIO_PIN6))  )        //S14按下
     
151.     {
     
152.         pwmConfig.dutyCycle = 0;
     
153.         MAP_Timer_A_generatePWM(TIMER_A0_BASE, &pwmConfig);                 //0ms，占空比为0%，舵机不动
     
154.     }
     
155. 
     
156.     //判断第三列按键是否按下,按下输入为0
     
157.     HighC1;
     
158.     HighC2;
     
159.     LowC3;
     
160.     HighC4;
     
161.     if(!(MAP_GPIO_getInputPinValue(GPIO_PORT_P5, GPIO_PIN1))  )            //S7按下
     
162.     {
     
163.         pwmConfig.dutyCycle = 96;
     
164.         MAP_Timer_A_generatePWM(TIMER_A0_BASE, &pwmConfig);                //大约1.5ms，占空比为7.5%，舵机正对正前方
     
165.     }
     
166.     else if(!(MAP_GPIO_getInputPinValue(GPIO_PORT_P5, GPIO_PIN2)) )        //S11按下
     
167.     {
     
168.         pwmConfig.dutyCycle = 10;
     
169.         MAP_Timer_A_generatePWM(TIMER_A0_BASE, &pwmConfig);                 //大约0.156ms，占空比为0.78%，舵机一直右转
     
170.     }
     
171.     else if(!(MAP_GPIO_getInputPinValue(GPIO_PORT_P5, GPIO_PIN6)) )        //S15按下
     
172.     {
     
173.         pwmConfig.dutyCycle = 0;
     
174.         MAP_Timer_A_generatePWM(TIMER_A0_BASE, &pwmConfig);                 //0ms，占空比为0%，舵机不动
     
175.     }
     
176. 
     
177.     //判断第四列按键是否按下,按下输入为0
     
178.     HighC1;
     
179.     HighC2;
     
180.     HighC3;
     
181.     LowC4;
     
182.     if(!(MAP_GPIO_getInputPinValue(GPIO_PORT_P5, GPIO_PIN1)) )             //S8按下
     
183.     {
     
184.         pwmConfig.dutyCycle = 48;
     
185.         MAP_Timer_A_generatePWM(TIMER_A0_BASE, &pwmConfig);                 //大约0.75ms，占空比为3.75%，舵机右转67.5°
     
186.     }
     
187.     else if(!(MAP_GPIO_getInputPinValue(GPIO_PORT_P5, GPIO_PIN2)) )        //S12按下
     
188.     {
     
189.         pwmConfig.dutyCycle = 32;
     
190.         MAP_Timer_A_generatePWM(TIMER_A0_BASE, &pwmConfig);                 //大约0.5ms，占空比为2.5%，舵机右转90°
     
191.     }
     
192.     else if(!(MAP_GPIO_getInputPinValue(GPIO_PORT_P5, GPIO_PIN6)) )        //S16按下
     
193.     {
     
194.         pwmConfig.dutyCycle = 16;
     
195.         MAP_Timer_A_generatePWM(TIMER_A0_BASE, &pwmConfig);                 //大约0.25ms，占空比为1.25%，舵机右转112.5°
     
196.     }
     
197. 
     
198.     //所有列置0，方便下一次进入中断
     
199.     LowC1;
     
200.     LowC2;
     
201.     LowC3;
     
202.     LowC4;
     
203. }
     
204. 
     
205. void PORT6_IRQHandler(void)
     
206. {
     
207.     uint32_t status2;                               //设置一个状态标志量，寄存中断情况
     
208.     status2 = MAP_GPIO_getEnabledInterruptStatus(GPIO_PORT_P6);
     
209.     MAP_GPIO_clearInterruptFlag(GPIO_PORT_P6, status2);           //清零所有中断标志位
     
210. 
     
211.     //判断第一列按键是否按下,按下输入为0
     
212.     LowC1;
     
213.     HighC2;
     
214.     HighC3;
     
215.     HighC4;
     
216.     if(!(MAP_GPIO_getInputPinValue(GPIO_PORT_P6, GPIO_PIN6))  )        //S1按下
     
217.     {
     
218.         pwmConfig.dutyCycle = 128;
     
219.         MAP_Timer_A_generatePWM(TIMER_A0_BASE, &pwmConfig);                 //大约2ms，占空比为10%，舵机左转45°
     
220.     }
     
221. 
     
222.     //判断第二列按键是否按下,按下输入为0
     
223.     HighC1;
     
224.     LowC2;
     
225.     HighC3;
     
226.     HighC4;
     
227.     if(!(MAP_GPIO_getInputPinValue(GPIO_PORT_P6, GPIO_PIN6))  )        //S2按下
     
228.     {
     
229.         pwmConfig.dutyCycle = 112;
     
230.         MAP_Timer_A_generatePWM(TIMER_A0_BASE, &pwmConfig);                 //大约1.75ms，占空比为8.75%，舵机左转22.5°
     
231.     }
     
232. 
     
233.     //判断第三列按键是否按下,按下输入为0
     
234.     HighC1;
     
235.     HighC2;
     
236.     LowC3;
     
237.     HighC4;
     
238.     if(!(MAP_GPIO_getInputPinValue(GPIO_PORT_P6, GPIO_PIN6)) )        //S3按下
     
239.     {
     
240.         pwmConfig.dutyCycle = 80;
     
241.         MAP_Timer_A_generatePWM(TIMER_A0_BASE, &pwmConfig);                 //大约1.25ms，占空比为6.25%，舵机右转22.5°
     
242.     }
     
243. 
     
244.     //判断第四列按键是否按下,按下输入为0
     
245.     HighC1;
     
246.     HighC2;
     
247.     HighC3;
     
248.     LowC4;
     
249.     if(!(MAP_GPIO_getInputPinValue(GPIO_PORT_P6, GPIO_PIN6)) )        //S4按下
     
250.     {
     
251.         pwmConfig.dutyCycle = 64;
     
252.         MAP_Timer_A_generatePWM(TIMER_A0_BASE, &pwmConfig);                 //大约1ms，占空比为5%，舵机右转45°
     
253.     }
     
254. 
     
255.     //所有列置0，方便下一次进入中断
     
256.     LowC1;
     
257.     LowC2;
     
258.     LowC3;
     
259.     LowC4;
     
260. }
     
261. 
     
262. //每按一次S1按键，高电平所占时间大约+0.125ms，占空比+0.625%，舵机左转+11.25°
     
263. void PORT1_IRQHandler(void)
     
264. {
     
265.     uint32_t status3 = MAP_GPIO_getEnabledInterruptStatus(GPIO_PORT_P1);
     
266.     MAP_GPIO_clearInterruptFlag(GPIO_PORT_P1, status3);
     
267. 
     
268.     if (status3 & GPIO_PIN1)
     
269.     {
     
270.         if(pwmConfig.dutyCycle >= 200)               //超过3.125ms，占空比超过15.625%，占空比清零
     
271.             pwmConfig.dutyCycle = 0;
     
272.         else
     
273.             pwmConfig.dutyCycle += 8;                 //每按一次S1按键，大约+0.125ms，占空比+0.625%，舵机左转+11.25°
     
274. 
     
275.         MAP_Timer_A_generatePWM(TIMER_A0_BASE, &pwmConfig);
     
276.     }
     
277. }
     

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6.工程文件及舵机资料
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2021-4-23 11:03 上传

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李宏升

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