STM32驱动SG90舵机全攻略：从原理到代码实现（上） | 零基础入门STM32第八十二步

触角01010001

于 2025-03-25 08:00:00 发布

阅读量1.4k

点赞数 21

CC 4.0 BY-SA版权

分类专栏： STM32入门教程（100步）文章标签： stm32 嵌入式硬件单片机驱动开发

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/liwangsb2/article/details/146483722

STM32入门教程（100步）专栏收录该内容

100 篇文章

订阅专栏

主题	内容	教学目的/扩展视频
舵机控制	电路连接，驱动原理，驱动程序，调用控制。	能写入角度值，为小车开发做准备。

师从洋桃电子，杜洋老师

📑文章目录

一、SG90舵机核心特性

1.1 基本参数

（图1：SG90示意图）

工作电压：4.8V-6V（推荐5V）
工作电流：100-250mA（空载）
旋转角度：0°-180°
控制信号：50Hz PWM（周期20ms）

1.2 硬件连接方案

/* 典型接线定义 */
#define SERVO_PWM_PIN    GPIO_Pin_15   // PA15作为PWM输出
#define SERVO_VCC       5V电源         // 独立供电
#define SERVO_GND       共地           // 必须与单片机共地

二、PWM控制原理深度解析

2.1 角度-脉宽对应关系

2.2 波形时序分析

角度	高电平时间	低电平时间	总周期
0°	0.5ms	19.5ms	20ms
90°	1.5ms	18.5ms	20ms
180°	2.5ms	17.5ms	20ms

三、驱动程序实现分析

3.1 GPIO初始化配置

void SG90_Init(void) {
    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;
    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);
    
    GPIO_InitStruct.GPIO_Pin = SERVO_PWM_PIN;
    GPIO_InitStruct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;  // 推挽输出
    GPIO_InitStruct.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
    GPIO_Init(SERVO_PORT, &GPIO_InitStruct);
}

3.2 角度控制函数解析

void SG90_angle(u8 angle) {
    uint16_t high_time = 500 + angle * 11;  // 0.5ms基准+角度换算
    GPIO_SetBits(SERVO_PORT, SERVO_PWM_PIN);
    delay_us(high_time);                   // 高电平持续时间
    GPIO_ResetBits(SERVO_PORT, SERVO_PWM_PIN);
    delay_us(20000 - high_time);           // 低电平补足周期
}

四、关键应用电路设计

4.1 电源系统设计

推荐使用独立电源供电
添加100μF电解电容滤波
大功率负载需并联续流二极管

4.2 信号整形电路

// 可选RC滤波电路参数
#define R_VALUE  100   // 单位Ω
#define C_VALUE  0.1   // 单位μF

五、工程实践注意事项

5.1 校准调试技巧

零点校准：

SG90_angle(0);   // 理论0°
// 实际测量后调整偏移量
high_time = 500 + calib_value;

满量程校准：

SG90_angle(180); // 理论180°
// 机械限位检测调整

5.2 常见问题排查

现象	可能原因	解决方案
舵机无反应	电源未接通	检查VCC-GND电压
角度偏差大	机械安装错位	重新校准零点
电机发热	堵转或过载	减少负载或增加散热
抖动严重	PWM信号不稳定	添加硬件滤波电路

六、扩展应用设计

6.1 多舵机协同控制

// 使用定时器PWM输出（TIM3示例）
void TIM3_PWM_Init(void) {
    TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_InitStruct;
    TIM_OCInitTypeDef TIM_OCInitStruct;
    
    // 时基配置
    TIM_InitStruct.TIM_Period = 1999;        // 20ms周期
    TIM_InitStruct.TIM_Prescaler = 71;       // 72MHz/72=1MHz
    TIM_TimeBaseInit(TIM3, &TIM_InitStruct);
    
    // PWM通道配置
    TIM_OCInitStruct.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM1;
    TIM_OCInitStruct.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable;
    TIM_OCInitStruct.TIM_Pulse = 50;        // 初始0.5ms
    TIM_OC1Init(TIM3, &TIM_OCInitStruct);
    
    TIM_Cmd(TIM3, ENABLE);
}

6.2 角度平滑过渡算法

void Smooth_Rotate(uint8_t target_angle) {
    static uint8_t current_angle = 0;
    while(current_angle != target_angle) {
        current_angle += (current_angle < target_angle) ? 1 : -1;
        SG90_angle(current_angle);
        delay_ms(20);  // 控制旋转速度
    }
}

💬 技术讨论（请在评论区留言~）

📌 下期预告：下一期将探讨定时器PWM原理，欢迎持续关注！

点击查阅🔍往期【STM32专栏】文章

版权声明：本文采用[CC BY-NC-SA 4.0]协议，转载请注明来源
实测开发版：洋桃1号开发版（基于STM32F103C8T6）
更新日志：

v1.0 初始版本（2025-03-24）