单片机——SG90舵机工作原理
前言：
舵機控制的另一個專業名字叫伺服控制。
經過百度，伺服”—詞源于希臘語“奴隸”的意思。人們想把“伺服機構”當個得心應手的馴服工具，服從控制信號的要求而動作。在訊號來到之前，轉子靜止不動；訊號來到之后，轉子立即轉動；當訊號消失，轉子能即時自行停轉。由于它的“伺服”性能，因此而得名——伺服系統。
我們這次就是要控制舵機轉動任意角度。
舵機
一、外觀
接線方法：
紅————————-VCC
棕色———————-GND
橙色———————-信號線
二、相關參數
三、工作原理
舵機的控制信號為周期是20ms 的脈寬調制（PWM)信號，其中脈沖寬度從0.5ms-2.5ms，相對應舵盤的位置為0—180度，呈線性變化。也就是說，給它提供一定的脈寬，它的輸出軸就會保持在一個相對應的角度上，無論外界轉矩怎樣改變，直到給它提供一個另外寬度的脈沖信號，它才會改變輸出角度到新的對應的位置上。舵機內部有一個基準電路，產生周期20ms，寬度1.5ms的基準信號，有一個比較器，將外加信號與基準信號相比較,判斷出方向和大小，從而產生電機的轉動信號。
控制電路板接受來自信號線相應的PWM控制信號，進而控制電機轉動，電機帶動一系列齒輪組，減速后傳動至輸出舵盤。舵機的輸出軸和位置反饋電位計是相連的，舵盤轉動的同時，帶動位置反饋電位計，電位計將輸出一個電壓信號到控制電路板，進行反饋，然后控制電路板根據所在位置決定電機的轉動方向和速度，從而達到目標停止。
舵機的控制需要MCU產生一個周期為20ms的脈沖信號，以0.5ms到2.5ms的高電平來控制舵機轉動的角度。
四、舵機購買注意事項
1、在購買時，需要分清楚你的舵機可以轉180度，還是360度。相關區別購買時可以了解。
2、舵機又分為數字舵機和模擬舵機。
模擬舵機：需要不斷的發送相應角度的PWM信號，才能旋轉到指定位置。例如：我現在讓它旋轉90度，我就需要在一個時間內不斷的發送90度的PWM信號，舵機轉動到指定位置就會停止。
數字舵機：只需給一個目的地PWM信號，即可旋轉到指定位置。例如：我現在讓它旋轉90度，我只需要發送一次90度的PWM信號，它就可以旋轉到90度。
SG90舵機 是模擬舵機，SG90S舵機 我記得好像是數字舵機，總之數字舵機比模擬舵機好些，無論實在程序控制方面還是在運行情況方面都要好些
五、代碼編寫
舵機要用PWM來控制，PWM的產生可以用軟件延時和定時器的方法。這里為了體現精確性，采用定時器的方式。
首先還是看下這張圖片，這個是PWM控制SG90舵機的關鍵。我們只有按照給舵機輸入正確的PWM波形，舵機才會轉動到指定的角度。
上代碼：
1、PWM波形的周期我們用定時器產生，所以先對定時器做初始化：
void Timer_Init()
{
TMOD=0X01; //T0定時方式1
TH0=0Xfe;
TL0=0X33; //計數初值設置為0.5ms
ET0=1; //打開定時器0的中斷
TR0=1; //打開定時器0
EA=1; //開總中斷
}
2、然后就是編寫定時器中斷函數，和輸出對應的PWM波形了：
PWM波形這里是在定時器里產生的。
sbit PWM=P2^3; //對應舵機的PWM引腳
int count=0; //全局變量count用于定時器計數
int c=0; //這個值為高低電平的臨界值，可以改變，
//這里初始化為0表示開始讓舵機復位到0度位置（輸出0.5ms的高電平）
void Timer() interrupt 1
{
TH0=0Xfe;
TL0=0X33; //重新賦計數初值為0.5ms
if(count<=c) //進入定時器的時間和高低電平臨界值比較
{
PWM=1; //輸出PWM波形中的高電平
}
else
{
PWM=0;
}
count++;
if(count>=40) //計數40次，每次0.5ms，總共達到20ms周期后清零，為下一周期開始計數做準備
{
count=0;
}
}
3、主函數代碼的書寫：
void main()
{
Timer_Init();
while(1);
}
嗯嗯，上面就是代碼全部了，沒有給出整體代碼，防止只復制粘貼，不動腦瓜子的童鞋
1、那。。。,博主博主，我把上面的代碼組裝到工程里去了，燒寫到單片機中去，開機舵機沒反應呀？
答：看看舵機原本是不是在0度的位置，如果是，請手動把他轉到其它角度，在上電，看舵機轉到0度了沒有。
2、那。。。,博主博主，我想讓舵機上電就復位到90度的位置，咋辦？
答：認真看下代碼里語句的注釋，我們將程序中的高低電平臨界值變量c,賦值為2，即c=2;上電后，舵機如果不在90度的位置，就會復位到90度了。
3、那。。。,博主博主，我想定義兩個按鍵，按下一個按鍵舵機轉到0度位置，按下另一個按鍵，舵機轉到180位置，咋辦？
答：先用sbit定義兩個按鍵引腳，然后在主函數中的while循環里，判斷哪個按鍵按下，然后改變臨界值C就行。如下
while(1)
{
if(key1==0)
{
delay_ms(5);
if(key1==0)
{
c=0; //對應高電平輸出0.5ms,轉到0度
while(!key1);
}
}
else if(key2==0)
{
delay_ms(5);
if(key2==0)
{
c=4; //對應高電平輸出2.5ms，轉到180度
while(!key2);
}
}
}
六、優化后的代碼
嗯。。。,咋子優化哦，上面不就可以讓舵機抓到指定位置了嗎？
SG90是模擬舵機，需要在一個時間內不斷的輸出一定的PWM波形給舵機，它才會轉到到指定位置，上面的代碼中我是讓定時器不斷的工作，不斷的輸出PWM波形。
其實對于模擬舵機，不需要一直讓定時器工作輸出PWM波形，只用在一段時間內輸出一定的PWM波形就可以。那為什么這樣考慮呢？因為給一段時間的PWM波形后，舵機就可以轉動到位了，后面再給PWM波形就沒有意義了，舵機轉動到位后，就可以關閉定時器了（除非你的其它功能要用到定時器，就可以不用關），這樣可以避免后面不斷的觸發定時中斷，影響主函數while里其它功能的執行效率，畢竟進入定時中斷函數里時，主函數時不得執行的。
上面講到的那個時間，可以通過實際調試多次測出來，博主這里測出來了。
**完整并優化的項目代碼放到最后：
【51單片機控制SG90舵機】
**
總結
以上是生活随笔為你收集整理的单片机——SG90舵机工作原理的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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