使用python写一个虚拟的舵机模拟器

运行效果如上，

        这是一个用Python tkinter开发的舵机摆动模拟器，用于调试舵机控制代码。模拟器包含一个SwingArm类模拟舵机运动（固定速度180度/秒），通过滑动条输入PWM信号（1000-2000对应-45°至45°）。GUI显示当前角度和摆臂位置，每50ms更新一次状态。使用前需安装python-tk，主要功能包括：PWM到角度转换、平滑角度过渡和实时可视化。该工具便于开发者测试舵机控制算法而无需实际硬件。

1.需要安装python-tk 如

 brew install python-tk

2. class SwingArm 是舵机，它的速度是固定的，为180.0度/秒  

3. 滑条模拟输入的pwm

代码如下：

import tkinter as tk
import math

class SwingArm:
    def __init__(self):
        self.current_angle = 0.0  # 当前角度（-45~45）
        self.target_angle = 0.0   # 目标角度
        self.speed = 180.0         #  180.0度/秒
    
    def set_target(self, pwm):
        # PWM映射到角度（1000→-45°，2000→45°）
        self.target_angle = (pwm - 1500) * 0.09
        
    def update(self, delta_time):
        # 计算移动方向和距离
        angle_diff = self.target_angle - self.current_angle
        if abs(angle_diff) < 0.1:  # 到达阈值
            return
        
        direction = 1 if angle_diff > 0 else -1
        max_step = self.speed * delta_time
        step = min(abs(angle_diff), max_step) * direction
        
        # 更新当前角度并限制范围
        self.current_angle = max(-45.0, min(45.0, self.current_angle + step))

class ServoSimulator:
    def __init__(self, master):
        self.master = master
        master.title("舵机摆动模拟器")
        
        # 界面布局
        self.canvas = tk.Canvas(master, width=400, height=300, bg='white')
        self.canvas.pack(pady=20)
        
        # PWM输入控件
        # 删除原有Entry控件，添加滑动条
        self.pwm_label = tk.Label(master, text="PWM控制 (1000-2000):")
        self.pwm_label.pack()
        
        # 创建水平滑动条
        self.pwm_slider = tk.Scale(master, from_=1000, to=2000, orient=tk.HORIZONTAL,
                                 length=300, command=self.update_angle)
        self.pwm_slider.set(1500)  # 设置默认值
        self.pwm_slider.pack(pady=10)
        
        # 删除原有pwm_entry及其绑定
        self.pwm_entry = tk.Entry(master)
        self.pwm_entry.pack()
        self.pwm_entry.insert(0, "1500")
        
        # 角度显示
        self.angle_label = tk.Label(master, text="当前角度: 0.00°")
        self.angle_label.pack(pady=10)
        
        # 绘制摆臂
        self.arm = self.canvas.create_line(200, 150, 300, 150, width=3, fill='blue')
        
        # 绑定输入事件
        self.pwm_entry.bind("<KeyRelease>", self.update_angle)
        
        # 新增初始化变量
        self.current_angle = 0.0
        self.direction = 1
        
        # 初始化摆臂对象
        self.swing_arm = SwingArm()
        
        # 删除残留的pwm_entry相关代码
        self.pwm_entry.pack_forget()  # 隐藏输入框
        self.pwm_entry.unbind("<KeyRelease>")  # 解除事件绑定
        
        # 启动动画循环
        self.update_animation()

    def update_angle(self, pwm_value):
        # 将PWM值传给摆臂对象
        self.swing_arm.set_target(int(pwm_value))
        
    def update_animation(self):
        # 更新摆臂状态（50ms间隔）
        self.swing_arm.update(0.05)
        
        # 更新界面显示
        self.angle_label.config(text=f"当前角度: {self.swing_arm.current_angle:+.2f}°")
        angle_rad = math.radians(self.swing_arm.current_angle)
        x = 200 + 100 * math.cos(angle_rad)
        y = 150 - 100 * math.sin(angle_rad)
        self.canvas.coords(self.arm, 200, 150, x, y)
        
        self.master.after(50, self.update_animation)


    def update_angle(self, pwm_value=None):
        try:
            # 从滑动条获取值
            pwm = int(pwm_value) if pwm_value else self.pwm_slider.get()
            print(f"更新pwm: {pwm}")
            self.swing_arm.set_target(pwm)

        except Exception as e:
            print(f"更新错误: {e}")
        except ValueError:
            self.angle_label.config(text="输入无效！")

if __name__ == "__main__":
    root = tk.Tk()
    app = ServoSimulator(root)
    root.mainloop()