单片机——SG90舵机工作原理-Toy模板网

这篇具有很好参考价值的文章主要介绍了单片机——SG90舵机工作原理。希望对大家有所帮助。如果存在错误或未考虑完全的地方，请大家不吝赐教，您也可以点击"举报违法"按钮提交疑问。

前言：
舵机控制的另一个专业名字叫伺服控制。

经过百度，伺服”—词源于希腊语“奴隶”的意思。人们想把“伺服机构”当个得心应手的驯服工具，服从控制信号的要求而动作。在讯号来到之前，转子静止不动；讯号来到之后，转子立即转动；当讯号消失，转子能即时自行停转。由于它的“伺服”性能，因此而得名——伺服系统。

我们这次就是要控制舵机转动任意角度。

舵机

一、外观

单片机——SG90舵机工作原理
接线方法：
红-------------------------VCC
棕色----------------------GND
橙色----------------------信号线

二、相关参数

单片机——SG90舵机工作原理

三、工作原理

舵机的控制信号为周期是20ms 的脉宽调制（PWM)信号，其中脉冲宽度从0.5ms-2.5ms，相对应舵盘的位置为0—180度，呈线性变化。也就是说，给它提供一定的脉宽，它的输出轴就会保持在一个相对应的角度上，无论外界转矩怎样改变，直到给它提供一个另外宽度的脉冲信号，它才会改变输出角度到新的对应的位置上。舵机内部有一个基准电路，产生周期20ms，宽度1.5ms的基准信号，有一个比较器，将外加信号与基准信号相比较,判断出方向和大小，从而产生电机的转动信号。

控制电路板接受来自信号线相应的PWM控制信号，进而控制电机转动，电机带动一系列齿轮组，减速后传动至输出舵盘。舵机的输出轴和位置反馈电位计是相连的，舵盘转动的同时，带动位置反馈电位计，电位计将输出一个电压信号到控制电路板，进行反馈，然后控制电路板根据所在位置决定电机的转动方向和速度，从而达到目标停止。

舵机的控制需要MCU产生一个周期为20ms的脉冲信号，以0.5ms到2.5ms的高电平来控制舵机转动的角度。
单片机——SG90舵机工作原理

四、舵机购买注意事项

1、在购买时，需要分清楚你的舵机可以转180度，还是360度。相关区别购买时可以了解。
单片机——SG90舵机工作原理

2、舵机又分为数字舵机和模拟舵机。

模拟舵机：需要不断的发送相应角度的PWM信号，才能旋转到指定位置。例如：我现在让它旋转90度，我就需要在一个时间内不断的发送90度的PWM信号，舵机转动到指定位置就会停止。

数字舵机：只需给一个目的地PWM信号，即可旋转到指定位置。例如：我现在让它旋转90度，我只需要发送一次90度的PWM信号，它就可以旋转到90度。

SG90舵机是模拟舵机，SG90S舵机我记得好像是数字舵机，总之数字舵机比模拟舵机好些，无论实在程序控制方面还是在运行情况方面都要好些

五、代码编写

舵机要用PWM来控制，PWM的产生可以用软件延时和定时器的方法。这里为了体现精确性，采用定时器的方式。

首先还是看下这张图片，这个是PWM控制SG90舵机的关键。我们只有按照给舵机输入正确的PWM波形，舵机才会转动到指定的角度。
单片机——SG90舵机工作原理
上代码：

1、PWM波形的周期我们用定时器产生，所以先对定时器做初始化：

void Timer_Init()
{
  TMOD=0X01;      //T0定时方式1
  TH0=0Xfe;
  TL0=0X33;       //计数初值设置为0.5ms
  ET0=1;          //打开定时器0的中断
  TR0=1;          //打开定时器0
  EA=1;           //开总中断
}

2、然后就是编写定时器中断函数，和输出对应的PWM波形了：

PWM波形这里是在定时器里产生的。

sbit PWM=P2^3;  	//对应舵机的PWM引脚
int count=0;		//全局变量count用于定时器计数
int c=0;	//这个值为高低电平的临界值，可以改变，
			//这里初始化为0表示开始让舵机复位到0度位置（输出0.5ms的高电平）

void Timer() interrupt 1     
{
  TH0=0Xfe;
  TL0=0X33;       //重新赋计数初值为0.5ms
  
  if(count<=c)	//进入定时器的时间和高低电平临界值比较
  {
    PWM=1;		//输出PWM波形中的高电平
  }
  else
  {
    PWM=0;
  }
  count++;
	
  if(count>=40)		//计数40次，每次0.5ms，总共达到20ms周期后清零，为下一周期开始计数做准备
  {
    count=0;
  }
}

3、主函数代码的书写：

void main()
{
Timer_Init();
while(1);
}

嗯嗯，上面就是代码全部了，没有给出整体代码，防止只复制粘贴，不动脑瓜子的童鞋

1、那。。。,博主博主，我把上面的代码组装到工程里去了，烧写到单片机中去，开机舵机没反应呀？

答：看看舵机原本是不是在0度的位置，如果是，请手动把他转到其它角度，在上电，看舵机转到0度了没有。

2、那。。。,博主博主，我想让舵机上电就复位到90度的位置，咋办？

答：认真看下代码里语句的注释，我们将程序中的高低电平临界值变量c,赋值为2，即c=2;上电后，舵机如果不在90度的位置，就会复位到90度了。

3、那。。。,博主博主，我想定义两个按键，按下一个按键舵机转到0度位置，按下另一个按键，舵机转到180位置，咋办？

答：先用sbit定义两个按键引脚，然后在主函数中的while循环里，判断哪个按键按下，然后改变临界值C就行。如下

while(1)
{
	if(key1==0)
	{
		delay_ms(5);
		if(key1==0)
		{
			c=0;		//对应高电平输出0.5ms,转到0度
			while(!key1);
		}
	}
	else if(key2==0)
	{
		delay_ms(5);
		if(key2==0)
		{
			c=4;		//对应高电平输出2.5ms，转到180度
			while(!key2);
		}
	}
}

六、优化后的代码

嗯。。。,咋子优化哦，上面不就可以让舵机抓到指定位置了吗？

SG90是模拟舵机，需要在一个时间内不断的输出一定的PWM波形给舵机，它才会转到到指定位置，上面的代码中我是让定时器不断的工作，不断的输出PWM波形。

其实对于模拟舵机，不需要一直让定时器工作输出PWM波形，只用在一段时间内输出一定的PWM波形就可以。那为什么这样考虑呢？因为给一段时间的PWM波形后，舵机就可以转动到位了，后面再给PWM波形就没有意义了，舵机转动到位后，就可以关闭定时器了（除非你的其它功能要用到定时器，就可以不用关），这样可以避免后面不断的触发定时中断，影响主函数while里其它功能的执行效率，毕竟进入定时中断函数里时，主函数时不得执行的。

上面讲到的那个时间，可以通过实际调试多次测出来，博主这里测出来了。

**完整并优化的项目代码放到最后：
【51单片机控制SG90舵机】
**文章来源地址https://www.toymoban.com/news/detail-404651.html

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