对于SG90三线舵机的介绍

一、什么是舵机

PWM

生成PWM波的原理

二、SG90工作原理

一、什么是舵机

"舵机是一种直流微型伺服电机，它能够接收并响应控制信号，实现角度或位置的精确控制。舵机通常由直流电机、电机控制器、电位器和减速器等部分构成，并封装在一个便于安装的外壳中。它通过闭环控制系统来工作，能够根据输入的信号精确地控制输出轴的角度，并在负载变化时自动调节以保持稳定的控制状态。舵机的应用非常广泛，包括在自动驾驶仪中操纵飞机舵面，以及在智能小车和机器人中实现转向和关节运动等功能。舵机可以分为不同的类型和角度，其中180°舵机最为常见。"------百度百科

我们今天的主角SG90是舵机中最为常见的种类之一，它分为180度舵机和360度舵机。

图1 SG90

PWM

图2

生成PWM波的原理

（1）用定时来实现，设定一个初始值，使其溢出时间为500us，再设定一个计数值，控制PWM波的周期，该值最大为40（500us*40=20 000us）,如此便设定了周期为20ms；计数值会一直和比较值做比较，这样就可以实现高电平时间的控制。

（2）通过上述三个值的调节，就可以实现舵机不同角度的转动

二、SG90工作原理

按红线接 VCC，棕线接 GND，黄线接 IO口这个方式接好SG90的三根线后，SG90将按照接收到的不同的PWM信号做出相应的"动作"。180度舵机和360度舵机反应不同，具体将在下文介绍。

180度舵机

180度舵机是为了让舵机旋转特定角度而设计的，其转动的角度与脉冲占空比有关。

角度	脉冲周期	脉冲高电平时间	对应占空比
0	20ms	0.5ms	2.50%
45	20ms	1ms	5.00%
90	20ms	1.5ms	7.50%
135	20ms	2ms	10.00%
180	20ms	2.5ms	12.50 %

为了更直观地看到不同占空比对角度的影响，我专门做了动画演示，如图2。

图3 演示动画

在使用单片机时，使用定时器加中断的方法改变占空比。

图4

360度舵机

此类舵机通用使用PWM控制，不同的是，不同PWM将影响舵机的转速。（180度舵机接收到PWM信号后转到指定角度便不再转动，而360度舵机则是一直旋转。）

转速及方向	脉冲高电平时间	对应占空比
正向最大转速	0.5ms	2.50%
速度为0	1.5ms	7.50%
反向最大转速	2.5ms	12.50%

当然，和角度一样，可以改变参数以实现不同的转速。

三、相关代码

main.c

cpp 复制代码

#include <REGX52.H>
#include "timer0.h"
#include "delay.h"

sbit SG_PWM=P2^7;							 
unsigned char count=0;					    
unsigned char PWM_count=0;                  

void main()
{
	Timer0Init();
  while(1)
  {
			PWM_count=1  
			Delay(1000);
			PWM_count=2;	  
			Delay(1000);
			PWM_count=3;	  
			Delay(1000);
			PWM_count=4;	 
			Delay(1000);
   }
}

void Timer0() interrupt 1      
{
	TL0 = 0xA4;		//设置定时初始值
	TH0 = 0xFF;		//设置定时初始值
    count++;					
	count%=40;	//使count的值一直处于0~39，正好四十个数，40*0.5=20，对应pwm
       if(count<PWM_count)
         {									
           SG_PWM=1;
         }
       else
         {
           SG_PWM=0;
         }
 }
/*
首先赋值PWM_count=1，然后延时1s，在这一秒内中断系统完全可以循环40次，也就是说在第一个延时期
间count只能是0，则SG_PWM=1只执行一次。TL0 = 0x33;TH0 = 0xFE;赋初值，表示计时500微秒即0.5毫秒，
对应pwm占空比，舵机转0度，等到PWM_count=2时，在第二次延时1秒期间内，cout++执行两次使其加到了1，
SG_PWM=1执行了两次，耗时1ms，舵机转45度。以此类推。
*/

timer0.c

cpp 复制代码

#include <REGX52.H>

/**
  * @brief  定时器0初始化，1毫米@11.0592MHz
  * @param  无
  * @retval 无
  */
void Timer0Init(void)		//1毫秒@11.0592MHz
{
	TMOD &= 0xF0;		//设置定时器模式
	TMOD |= 0x01;		//设置定时器模式
	TL0 = 0x66;		//设置定时初始值
	TH0 = 0xFC;		//设置定时初始值
	TF0 = 0;		//清除TF0标志
	TR0 = 1;		//定时器0开始计时
	ET0=1;
	EA=1;
	PT0=0;
}

timer0.h

cpp 复制代码

#ifndef __TIMER0_H__
#define __TIMER0_H__

void Timer0Init(void);

#endif

delay.h

cpp 复制代码

#ifndef __DELAY_H__
#define __DELAY_H__

void Delay(unsigned int xms);

#endif


void Delay(unsigned int xms)
{
	unsigned char i, j;
	while(xms--)
	{
		i = 2;
		j = 239;
		do
		{
			while (--j);
		} while (--i);
	}
}

若文章内容出现错误，恳请各位批评指正，感激不尽！