51单片机简单控制180度舵机

代码:

链接:https://pan.baidu.com/s/1K9dg2NwRhy49db_O_hqv-g?pwd=1234 


提取码:1234

一、路线

        我在了解这个舵机之前最像想看到的是一个完全的路径。

比如我想学习b站上那个智能门锁,那就得每个模块的基本代码都会才能结合各个部分。那你第一步就是准备好硬件和软件环境,如果你备赛过蓝桥杯杯比赛的话,软件和基本代码知识这些不用说,硬件的话

1.去购物软件搜一下SG90舵机,一大堆,你想买哪个就买哪个;

2.找商家要资料,里面有参考代码,这对于快速上手很有帮助;

3.结合之前蓝桥杯比赛的代码知识,然后在csdn上搜原理是什么,笔者没附上原理讲解是因为别人写好的文章真的可以碾压我,适应别人的写法,然后自己重新默写一遍;

4.最最有意思的一步就是将你的智能门锁加上这个功能,门锁的第一步就是通过按键输入密码开门,你可以加上密码成功输入后就让舵机转过特定角度来开门。 

路径就是这么个路径,其中笔者感觉难在你要复习之前的知识,不过很快上手就是了。

二、代码上的一些分享

新建工程

调用江科大写好的代码

LCD1602.c

#include <REGX52.H>

//引脚配置:
sbit LCD_RS=P2^6;
sbit LCD_RW=P2^5;
sbit LCD_EN=P2^7;
#define LCD_DataPort P0

//函数定义:
/**
  * @brief  LCD1602延时函数,12MHz调用可延时1ms
  * @param  无
  * @retval 无
  */
void LCD_Delay()
{
	unsigned char i, j;

	i = 2;
	j = 239;
	do
	{
		while (--j);
	} while (--i);
}

/**
  * @brief  LCD1602写命令
  * @param  Command 要写入的命令
  * @retval 无
  */
void LCD_WriteCommand(unsigned char Command)
{
	LCD_RS=0;
	LCD_RW=0;
	LCD_DataPort=Command;
	LCD_EN=1;
	LCD_Delay();
	LCD_EN=0;
	LCD_Delay();
}

/**
  * @brief  LCD1602写数据
  * @param  Data 要写入的数据
  * @retval 无
  */
void LCD_WriteData(unsigned char Data)
{
	LCD_RS=1;
	LCD_RW=0;
	LCD_DataPort=Data;
	LCD_EN=1;
	LCD_Delay();
	LCD_EN=0;
	LCD_Delay();
}

/**
  * @brief  LCD1602设置光标位置
  * @param  Line 行位置,范围:1~2
  * @param  Column 列位置,范围:1~16
  * @retval 无
  */
void LCD_SetCursor(unsigned char Line,unsigned char Column)
{
	if(Line==1)
	{
		LCD_WriteCommand(0x80|(Column-1));
	}
	else if(Line==2)
	{
		LCD_WriteCommand(0x80|(Column-1+0x40));
	}
}

/**
  * @brief  LCD1602初始化函数
  * @param  无
  * @retval 无
  */
void LCD_Init()
{
	LCD_WriteCommand(0x38);//八位数据接口,两行显示,5*7点阵
	LCD_WriteCommand(0x0c);//显示开,光标关,闪烁关
	LCD_WriteCommand(0x06);//数据读写操作后,光标自动加一,画面不动
	LCD_WriteCommand(0x01);//光标复位,清屏
}

/**
  * @brief  在LCD1602指定位置上显示一个字符
  * @param  Line 行位置,范围:1~2
  * @param  Column 列位置,范围:1~16
  * @param  Char 要显示的字符
  * @retval 无
  */
void LCD_ShowChar(unsigned char Line,unsigned char Column,char Char)
{
	LCD_SetCursor(Line,Column);
	LCD_WriteData(Char);
}

/**
  * @brief  在LCD1602指定位置开始显示所给字符串
  * @param  Line 起始行位置,范围:1~2
  * @param  Column 起始列位置,范围:1~16
  * @param  String 要显示的字符串
  * @retval 无
  */
void LCD_ShowString(unsigned char Line,unsigned char Column,char *String)
{
	unsigned char i;
	LCD_SetCursor(Line,Column);
	for(i=0;String[i]!='\0';i++)
	{
		LCD_WriteData(String[i]);
	}
}

/**
  * @brief  返回值=X的Y次方
  */
int LCD_Pow(int X,int Y)
{
	unsigned char i;
	int Result=1;
	for(i=0;i<Y;i++)
	{
		Result*=X;
	}
	return Result;
}

/**
  * @brief  在LCD1602指定位置开始显示所给数字
  * @param  Line 起始行位置,范围:1~2
  * @param  Column 起始列位置,范围:1~16
  * @param  Number 要显示的数字,范围:0~65535
  * @param  Length 要显示数字的长度,范围:1~5
  * @retval 无
  */
void LCD_ShowNum(unsigned char Line,unsigned char Column,unsigned int Number,unsigned char Length)
{
	unsigned char i;
	LCD_SetCursor(Line,Column);
	for(i=Length;i>0;i--)
	{
		LCD_WriteData(Number/LCD_Pow(10,i-1)%10+'0');
	}
}

/**
  * @brief  在LCD1602指定位置开始以有符号十进制显示所给数字
  * @param  Line 起始行位置,范围:1~2
  * @param  Column 起始列位置,范围:1~16
  * @param  Number 要显示的数字,范围:-32768~32767
  * @param  Length 要显示数字的长度,范围:1~5
  * @retval 无
  */
void LCD_ShowSignedNum(unsigned char Line,unsigned char Column,int Number,unsigned char Length)
{
	unsigned char i;
	unsigned int Number1;
	LCD_SetCursor(Line,Column);
	if(Number>=0)
	{
		LCD_WriteData('+');
		Number1=Number;
	}
	else
	{
		LCD_WriteData('-');
		Number1=-Number;
	}
	for(i=Length;i>0;i--)
	{
		LCD_WriteData(Number1/LCD_Pow(10,i-1)%10+'0');
	}
}

/**
  * @brief  在LCD1602指定位置开始以十六进制显示所给数字
  * @param  Line 起始行位置,范围:1~2
  * @param  Column 起始列位置,范围:1~16
  * @param  Number 要显示的数字,范围:0~0xFFFF
  * @param  Length 要显示数字的长度,范围:1~4
  * @retval 无
  */
void LCD_ShowHexNum(unsigned char Line,unsigned char Column,unsigned int Number,unsigned char Length)
{
	unsigned char i,SingleNumber;
	LCD_SetCursor(Line,Column);
	for(i=Length;i>0;i--)
	{
		SingleNumber=Number/LCD_Pow(16,i-1)%16;
		if(SingleNumber<10)
		{
			LCD_WriteData(SingleNumber+'0');
		}
		else
		{
			LCD_WriteData(SingleNumber-10+'A');
		}
	}
}

/**
  * @brief  在LCD1602指定位置开始以二进制显示所给数字
  * @param  Line 起始行位置,范围:1~2
  * @param  Column 起始列位置,范围:1~16
  * @param  Number 要显示的数字,范围:0~1111 1111 1111 1111
  * @param  Length 要显示数字的长度,范围:1~16
  * @retval 无
  */
void LCD_ShowBinNum(unsigned char Line,unsigned char Column,unsigned int Number,unsigned char Length)
{
	unsigned char i;
	LCD_SetCursor(Line,Column);
	for(i=Length;i>0;i--)
	{
		LCD_WriteData(Number/LCD_Pow(2,i-1)%2+'0');
	}
}

LCD1602.h

#ifndef __LCD1602_H__
#define __LCD1602_H__

//用户调用函数:
void LCD_Init();
void LCD_ShowChar(unsigned char Line,unsigned char Column,char Char);
void LCD_ShowString(unsigned char Line,unsigned char Column,char *String);
void LCD_ShowNum(unsigned char Line,unsigned char Column,unsigned int Number,unsigned char Length);
void LCD_ShowSignedNum(unsigned char Line,unsigned char Column,int Number,unsigned char Length);
void LCD_ShowHexNum(unsigned char Line,unsigned char Column,unsigned int Number,unsigned char Length);
void LCD_ShowBinNum(unsigned char Line,unsigned char Column,unsigned int Number,unsigned char Length);

#endif

实验现象:

按键部分

        也可以直接使用江科大的代码,毕竟对按键没有时间上的精确需求。所以用while卡死的方法来操作的话确实是会卡死,看看后面会不会有好方法来解决吧。

 key.c

#include "key.h"

unsigned char key_read(void)
{
	unsigned char key_val=17;
	
	P1=0xff;
	P1_3=0;
	if(P1_7==0){Delay(20);while(P1_7==0);Delay(20);key_val=1;}
	if(P1_6==0){Delay(20);while(P1_6==0);Delay(20);key_val=5;}
	if(P1_5==0){Delay(20);while(P1_5==0);Delay(20);key_val=9;}
	if(P1_4==0){Delay(20);while(P1_4==0);Delay(20);key_val=13;}
	
	P1=0xff;
	P1_2=0;
	if(P1_7==0){Delay(20);while(P1_7==0);Delay(20);key_val=2;}
	if(P1_6==0){Delay(20);while(P1_6==0);Delay(20);key_val=6;}
	if(P1_5==0){Delay(20);while(P1_5==0);Delay(20);key_val=10;}
	if(P1_4==0){Delay(20);while(P1_4==0);Delay(20);key_val=14;}
	
	P1=0xff;
	P1_1=0;
	if(P1_7==0){Delay(20);while(P1_7==0);Delay(20);key_val=3;}
	if(P1_6==0){Delay(20);while(P1_6==0);Delay(20);key_val=7;}
	if(P1_5==0){Delay(20);while(P1_5==0);Delay(20);key_val=11;}
	if(P1_4==0){Delay(20);while(P1_4==0);Delay(20);key_val=15;}
	
	P1=0xff;
	P1_0=0;
	if(P1_7==0){Delay(20);while(P1_7==0);Delay(20);key_val=4;}
	if(P1_6==0){Delay(20);while(P1_6==0);Delay(20);key_val=8;}
	if(P1_5==0){Delay(20);while(P1_5==0);Delay(20);key_val=12;}
	if(P1_4==0){Delay(20);while(P1_4==0);Delay(20);key_val=16;}
	
	return key_val;
}

key.h 

#include <REGX52.H>
#include "tim.h"

unsigned char key_read(void);

舵机部分

这部分的原理和代码原理可以直接在csdn上搜到很详细的讲解,笔者就不在原理讲解上献丑了,商家也会给参考代码。注释乱码想看的话从百度网盘下笔者的来看吧

sg90.c

#include "sg90.h"
//ÏëҪдÕâÑùµÄÒ»¸öº¯Êý
//ûÓзµ»ØÖµ ²ÎÊýÊǽǶȣ¬Ö´ÐÐÖ®ºó¶æ»úת¶¯µ½ÒªÇóµÄ½Ç¶È£¬
//´ó¸Å¹ý¸öÒ»ÃëÖ®ºó£¬»Øµ½Áã¶È

sbit motor_pin=P2^0;

unsigned char pwm_count;
unsigned char pwm_vol;

void Timer0_Isr(void) interrupt 1
{
	TL0 = (65526-100)%256;
	TH0 = (65526-100)/256;//100΢ÃîÒç³öÒ»´Î
	pwm_count++;
	if(pwm_count>=100)
		pwm_count=0;
	if(pwm_count<=pwm_vol)
		motor_pin=1;
	else
		motor_pin=0;
}

void sg90_init(void)//³õʼ»¯£¬Èöæ»ú¸´Î»
{
	motor_pin=0;
	Timer0_Init();
	pwm_vol=4;
	Delay(600);
}

void sg90_proc(unsigned char angle)//angle>=0&&angle<=180
{
	//pwm_vol=5 45
	//pwm_vol=10 90
	//pwm_vol=15 135
	//pwm_vol=20 180
	if(angle!=180)
		pwm_vol=angle/9+1;//ÓÐÎó²îËùÒÔ¼Ó¸ö1
	else
		pwm_vol=18;//µ«Êǵ½180¶ÈµÄ»°²»Äܳ¬¹ý20£¬¾­¹ýµ÷ÊÔ18£¬¸Õ¸ÕºÃ
	Delay(1000);
	pwm_vol=4;//¸´Î»
	Delay(600);
}

sg90.h

#include <REGX52.H>
#include "tim.h"

void sg90_proc(unsigned char angle);
void sg90_init(void);

tim.c

现在定时器配置好像都是直接用手动重装载来得方便。定时器1留给你们自己玩,目前是用不到的。

#include "tim.h"

void Delay(unsigned int xms)	//@12.000MHz 1ms
{
	unsigned char data i, j;
	while(xms--)
	{
		i = 2;
		j = 239;
		do
		{
			while (--j);
		} while (--i);
	}
}


void Timer1_Init(void)		//1??@12.000MHz
{
	TMOD &= 0x0F;			//???????
	TL1 = 0x18;				//???????
	TH1 = 0xFC;				//???????
	TF1 = 0;				//??TF1??
	TR1 = 1;				//???1????
	ET1 = 1;				//?????1??
	EA  = 1;
}


void Timer0_Init(void)		//100??@12.000MHz
{
	TMOD &= 0xF0;			//???????
	TMOD |= 0x01;
	TL0 = (65526-100)%256;
	TH0 = (65526-100)/256;
	TF0 = 0;				//??TF0??
	TR0 = 1;				//???0????
	ET0 = 1;				//?????0??
	EA  = 1;
}

 tim.h

#include <REGX52.H>

void Delay(unsigned int xms);
void Timer1_Init(void);
void Timer0_Init(void);

main文件部分

main.c

//Í·ÎļþÓÃÕâ¸ö¾Í¹»ÓÃÁ˸оõ£¬µ½Ê±²»¹»ÓÃÔÙÓÃÄǸöf2k60s2µÄÍ·Îļþ
#include <REGX52.H>
#include "LCD1602.h"
#include "key.h"
#include "sg90.h"
#include "tim.h"

//º¯ÊýÉùÃ÷
void Proc(void);
void Lcd_proc(void);

//±äÁ¿
unsigned char key_num;//¼üÂëÖµ
unsigned long password;//ÃÜÂëÖµ
unsigned char count;//λÊý³¬¹ýÁùλ×Ô¶¯ÖØÐÂÊäÈë
unsigned char mode;//ģʽ±äÁ¿
bit bit1=0;

//Ö÷º¯Êý
void main(void)
{
	LCD_Init();
	LCD_ShowString(1,1,"Smart Home");
	LCD_ShowString(2,1,"S13-go to Input");
	sg90_init();
	while(1)
	{
		Lcd_proc();
		Proc();
	}
}

void Proc(void)
{
	key_num=key_read();
	
	if(key_num==13)//´ú±í'*'¼ü
	{
		mode=1;
	}
	
	if(mode==1)
	{
		if(key_num<10)
		{
			if(count<5)//ÃÜÂë²»³¬¹ýÎåλ
			{
				password*=10;//×óÒÆ
				password+=key_num%10;
				count++;
			}
			else
			{
				LCD_ShowNum(2,1,password,5);//³¬¹ýÎåλ֮ºó¾ÍÒ»Ö±ÏÔʾÊäÈëºÃµÄÃÜÂë
			}
		}
		LCD_ShowNum(2,1,password,5);
		if(key_num==14)//´ú±í¡°È·ÈÏ¡±¼ü
		{	
			if(count==5&&password==12345)//ÃÜÂë׼ȷ
			{
				bit1=1;//±ê־λÖÃ1£¬
				count=password=0;//¸´Î»
				mode=2;//2ģʽ
				LCD_ShowNum(2,1,password,5);//Ë¢ÐÂÃÜÂëÏÔʾ
			}
			else if(count==5&&password!=12345)//ÃÜÂë´íÎó
			{
				count=password=0;
				mode=3;
				LCD_ShowNum(2,1,password,5);//Ë¢ÐÂÃÜÂëÏÔʾ
			}
		}
	}
}

//дÕâ¸öº¯ÊýÊǸúÀ¶Çű­±¸ÈüµÄģʽ±äÁ¿·¨½áºÏÆðÀ´£¬¸Ð¾õÏÔʾºÍÅж϶ÀÁ¢¿ªÀ´»¹ÊDZȽϺõÄ
void Lcd_proc(void)
{	
	switch(mode)
	{
		case 0:
			LCD_ShowString(1,1,"Smart Home    ");
			LCD_ShowString(2,1,"S13-go to Input");
		break;
		case 1:
			LCD_ShowString(1,1,"Input Password");
			LCD_ShowString(2,6,"          ");//°Ñ֮ǰÏÔʾµÄÄÚÈÝÇåÆÁ
		break;
		case 2:
			if(bit1==1)//Èç¹ûÃÜÂë׼ȷ
			{
				LCD_ShowString(1,1,"Input Right!  ");
				bit1=0;//¸´Î»
				sg90_proc(180);//¿ØÖƶæ»úת¶¯180¶È
			}
			LCD_ShowString(1,1,"Welcome Home!  ");
			Delay(1000);//ÔÚÏÔʾ»¶Ó­»Ø¼ÒÖ®ºó¾Í»Øµ½ÆÁ±£½çÃæÄ£Ê½
			mode=0;
		break;
		case 3:
			LCD_ShowString(1,1,"Input Error!  ");
			Delay(1000);//ÔÚÏÔʾ»¶Ó­»Ø¼ÒÖ®ºó¾Í»Øµ½ÆÁ±£½çÃæÄ£Ê½
			mode=0;
		break;
	}
}

总结 

简单说明一下实验现象:

1.上电之后默认处于屏保界面正常显示;

2.S13按下进入输密码模式,界面切换,第二行显示五个0表示五位密码;

3.1~9输入密码,五位输入完毕再输入无效,直到按下S14按键进行密码准确性判断;

4.如果密码正确,(密码默认为12345)LCD屏幕上先显示“Input Right!"再显示欢迎回家一秒后,回到屏保界面可以重新再次输入;

5.如果密码错误,也会在一秒之后返回屏保界面;

问题:舵机转动时会影响屏幕显示。

待开发的功能:

1.输入错误超过某个数值,让其处于屏保界面五秒后才能再次输入;

2.密码输入可以从屏幕左边开始输入,且不会显示五个0,而是输入一位就用一位数字覆盖空格,输入到哪一位,哪一位就有光标在闪烁;密码为六位;

3.屏保界面右上角显示温度值;

4.不同模式不同指示灯,正确指示灯常亮,错误闪烁;(蜂鸣器太吵了,虽说也可以);

5.加入其他模块;(ic卡,蓝牙。。。)

如若有代码更新,笔者会第一时间发出来。

淘宝上卖的16路PWM舵机驱动模块的51单片机程序 部分程序如下 #include #include #include #include typedef unsigned char uchar; typedef unsigned int uint; sbit scl=P1^3; //时钟输入线 sbit sda=P1^4; //数据输入/输出端 sbit KEY1=P2^0; sbit KEY2=P2^1; #define PCA9685_adrr 0x80// 1+A5+A4+A3+A2+A1+A0+w/r //片选地址,将焊接点置1可改变地址, // 当IIC总 呱嫌 多片PCA9685或相同地址时才需焊接 // #define PCA9685_SUBADR1 0x2 // #define PCA9685_SUBADR2 0x3 // #define PCA9685_SUBADR3 0x4 #define PCA9685_MODE1 0x0 #define PCA9685_PRESCALE 0xFE #define LED0_ON_L 0x6 #define LED0_ON_H 0x7 #define LED0_OFF_L 0x8 #define LED0_OFF_H 0x9 // #define ALLLED_ON_L 0xFA // #define ALLLED_ON_H 0xFB // #define ALLLED_OFF_L 0xFC // #define ALLLED_OFF_H 0xFD #define SERVOMIN 115 // this is the 'minimum' pulse length count (out of 4096) #define SERVOMAX 590 // this is the 'maximum' pulse length count (out of 4096) #define SERVO000 130 //0对应4096的脉宽计数值 #define SERVO180 520 //180对应4096的脉宽计算值,四个值可根据不同舵机修改 /**********************函数的声明*********************************/ /*--------------------------------------------------------------- 毫秒延时函数 ----------------------------------------------------------------*/ void delayms(uint z) { uint x,y; for(x=z;x>0;x--) for(y=148;y>0;y--); } /*--------------------------------------------------------------- IIC总线所需的通用函数 ----------------------------------------------------------------*/ /*--------------------------------------------------------------- 微妙级别延时函数 大于4.7us ----------------------------------------------------------------*/ void delayus() { _nop_(); //在intrins.h文件里 _nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_(); } /*--------------------------------------------------------------- IIC总线初始化函数 ----------------------------------------------------------------*/ void init() { sda=1; //sda scl使用前总是被拉高 delayus(); scl=1; delayus(); } /*--------------------------------------------------------------- IIC总线启动信号函数 ----------------------------------------------------------------*/ void start() { sda=1; delayus(); scl=1; //scl拉高时 sda突然来个低电平 就启动了IIC总线 delayus(); sda=0; delayus(); scl=0; delayus(); } /*--------------------------------------------------------------- IIC总线停止信号函数 ----------------------------------------------------------------*/ void stop() { sda=0; delayus(); scl=1; //scl拉高时 sda突然来个高电平 就停止了IIC总线 delayus(); sda=1; delayus(); } /*--------------------------------------------------------------- IIC总线应答信号函数 ----------------------------------------------------------------*/ void ACK() { uchar i; scl=1; delayus(); while((sda=1)&&(i<255)) i++; scl=0; delayus(); } /*--------------------------------------------------------------- 写一个字节,无返回值,需输入一个字节值 ----------------------------------------------------------------*/ void write_byte(uchar byte) { uchar i,temp; temp=byte; for(i=0;i<8;i++) { temp=temp<<1; scl=0; delayus(); sda=CY; delayus(); scl=1; delayus(); } scl=0; delayus(); sda=1; delayus(); } /*--------------------------------------------------------------- 读一个字节函数,有返回值 ----------------------------------------------------------------*/ uchar read_byte() { uchar i,j,k; scl=0; delayus(); sda=1; delayus(); for(i=0;i<8;i++) { delayus(); scl=1; delayus(); if(sda==1) { j=1; } else j=0; k=(k<< 1)|j; scl=0; } delayus(); return k; } /*--------------------------------------------------------------- 有关PCA9685模块的函数 ----------------------------------------------------------------*/ /*--------------------------------------------------------------- 向PCA9685里写地址,数据 ----------------------------------------------------------------*/ void PCA9685_write(uchar address,uchar date) { start(); write_byte(PCA9685_adrr); //PCA9685的片选地址 ACK(); write_byte(address); //写地址控制字节 ACK(); write_byte(date); //写数据 ACK(); stop(); } /*--------------------------------------------------------------- 从PCA9685里的地址值中读数据(有返回值) ----------------------------------------------------------------*/ uchar PCA9685_read(uchar address) { uchar date; start(); write_byte(PCA9685_adrr); //PCA9685的片选地址 ACK(); write_byte(address); ACK(); start(); write_byte(PCA9685_adrr|0x01); //地址的第八位控制数据流方向,就是写或读 ACK(); date=read_byte(); stop(); return date; }
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