SG90舵机的使用

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于 2023-06-18 23:43:42 首次发布

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SG90舵机是一种常用的位置伺服驱动器，常见于遥控模型中。它由电机、减速器和位置检测元件组成，通过PWM信号控制角度。STM32F030芯片可以通过配置TIM3模块来发送PWM信号，调整舵机角度。代码示例展示了如何初始化TIM3及设置PWM占空比来操纵舵机在不同角度间切换。

SG90舵机的使用

SG90
reference

SG90

1.SG90舵机官方数据

尺寸：21.5mmX11.8mmX22.7mm
重量：9克（1kg=1公斤=2斤）
无负载速度：0.12秒/60度(4.8V) 0.002s/度
堵转扭矩：1.2-1.4公斤/厘米(4.8V)
使用温度：-30~~+60摄氏度
死区设定：7us (7MHZ)
工作电压：4.8V-6V
位置等级:1024级
脉冲控制精度为2us

2.舵机的作用

舵机是一种位置（角度）伺服的驱动器，适用于那些需要角度不断变化并可以保持的控制系统。目前，在高档遥控玩具，如飞机、潜艇模型，遥控机器人中已经得到了普遍应用。
主要用于需要输出某一控制角度的场合，舵机可以根据控制信号来输出指定的角度，常见的有0-90°、0-180°、0-360°，这几种舵机除了能够输出最大角度不同之外，价格和性能参数没有任何区别（同一型号而言）。

3.工作原理（线序:红正棕负黄信号）

舵机主要是由外壳、电路板、驱动马达、减速器与位置检测元件所构成。其工作原理是由接收机发出讯号给舵机，经由电路板上的 IC驱动无核心马达开始转动，透过减速齿轮将动力传至摆臂，同时由位置检测器送回讯号，判断是否已经到达定位。位置检测器其实就是可变电阻，当舵机转动时电阻值也会随之改变，藉由检测电阻值便可知转动的角度。一般的伺服马达是将细铜线缠绕在三极转子上，当电流流经线圈时便会产生磁场，与转子外围的磁铁产生排斥作用，进而产生转动的作用力。依据物理学原理，物体的转动惯量与质量成正比，因此要转动质量愈大的物体，所需的作用力也愈大。舵机为求转速快、耗电小，于是将细铜线缠绕成极薄的中空圆柱体，形成一个重量极轻的无极中空转子，并将磁铁置於圆柱体内，这就是空心杯马达。

下面咱们针对具体型号，比如SG90模拟舵机和MG90S数字舵机，来看看这两者之间的区别。
首先，引脚都是兼容的三根线排列一致，分别是GND(棕色)、VCC(红色)、PWM(黄色)，控制方式也是一样的PWM时序，具体的方法如下：
（1）.采用PWM控制的方式来进行舵机的操纵
（2）.舵机的控制需要MCU产生一个20ms的脉冲信号，以0.5ms到2.5ms的高电平来控制舵机的角度
（3）.数据:

0.5ms-------------0度； 2.5% 对应函数中占空比为250
1.0ms------------45度； 5.0% 对应函数中占空比为500
1.5ms------------90度； 7.5% 对应函数中占空比为750
2.0ms-----------135度； 10.0% 对应函数中占空比为1000
2.5ms-----------180度； 12.5% 对应函数中占空比为1250

4.Code

主控：STM32F030+PWM

time.c

void MX_TIM3_Init(void)
{
  TIM_MasterConfigTypeDef sMasterConfig = {0};
  TIM_OC_InitTypeDef sConfigOC = {0};

  htim3.Instance = TIM3;
  htim3.Init.Prescaler = 48-1;
  htim3.Init.CounterMode = TIM_COUNTERMODE_UP;
  htim3.Init.Period = 20000-1;
  htim3.Init.ClockDivision = TIM_CLOCKDIVISION_DIV1;
  htim3.Init.AutoReloadPreload = TIM_AUTORELOAD_PRELOAD_DISABLE;
  if (HAL_TIM_PWM_Init(&htim3) != HAL_OK)
  {
    Error_Handler();
  }
  sMasterConfig.MasterOutputTrigger = TIM_TRGO_RESET;
  sMasterConfig.MasterSlaveMode = TIM_MASTERSLAVEMODE_DISABLE;
  if (HAL_TIMEx_MasterConfigSynchronization(&htim3, &sMasterConfig) != HAL_OK)
  {
    Error_Handler();
  }
  sConfigOC.OCMode = TIM_OCMODE_PWM1;
  sConfigOC.Pulse = 10000;
  sConfigOC.OCPolarity = TIM_OCPOLARITY_HIGH;
  sConfigOC.OCFastMode = TIM_OCFAST_DISABLE;
  if (HAL_TIM_PWM_ConfigChannel(&htim3, &sConfigOC, TIM_CHANNEL_1) != HAL_OK)
  {
    Error_Handler();
  }
  HAL_TIM_MspPostInit(&htim3);

}

 MX_GPIO_Init();
  MX_TIM3_Init();
  /* USER CODE BEGIN 2 */

	HAL_TIM_Base_Start_IT(&htim3);
	HAL_TIM_PWM_Start(&htim3,TIM_CHANNEL_1);  //

	uint16_t dutycycle = 10000;
    __HAL_TIM_SetCompare(&htim3, TIM_CHANNEL_1, dutycycle); 
	HAL_Delay(3000);
  /* USER CODE END 2 */

  /* Infinite loop */
  /* USER CODE BEGIN WHILE */
  while (1)
  {
    /* USER CODE END WHILE */
	dutycycle = 500;
	__HAL_TIM_SetCompare(&htim3, TIM_CHANNEL_1, dutycycle);
	HAL_Delay(3000);
	  
	dutycycle = 750; //2500 180
	__HAL_TIM_SetCompare(&htim3, TIM_CHANNEL_1, dutycycle);
	HAL_Delay(4000);
	  
//	dutycycle = 400;
//	__HAL_TIM_SetCompare(&htim3, TIM_CHANNEL_1, dutycycle);
//	HAL_Delay(3000);
    /* USER CODE BEGIN 3 */
  }