一、SG90舵机介绍

SG90是有三个版本的，90度版、180度版和360度版，前两个只是舵机旋转角度的范围不一样，可以在这个范围内任意的控制舵机所转的角度，而360版本的是一直旋转的，我们不能控制它旋转的角度，只能控制它旋转的速度，这里我们在买的时候就要注意一点，根据自己的需求选取不同的版本，以免买错。这里我们介绍180度版本的。三个控制原理基本相同。

单片机系统实现对舵机输出转角的控制，必须首先完成两个任务：首先是产生基本的PWM周期信号，本设计是产生20ms的周期信号；其次是脉宽的调整，即单片机模拟PWM信号的输出，并且调整占空比。

脉冲的高电平部分一般为0.5ms~2.5ms范围内的角度控制脉冲部分，所以是利用一个占空比来控制舵机转动的角度。PWM占空比是指在一个周期内，信号处于高电平的时间占据整个信号周期的百分比。占空比 = t / T 相关参数如下：

t = 0.5ms——————-舵机会转动 0 °

t = 1.0ms——————-舵机会转动 45°

t = 1.5ms——————-舵机会转动 90°

t = 2.0ms——————-舵机会转动 135°

t = 2.5ms——————-舵机会转动180°

当你需要转动135°时，他的占空比就是2.0ms/20ms=10%,所以 TIMx 捕获比较寄存器值就为200-200*10% = 180。

二、与单片机的连接：

SG90分别有三根线。棕色，红色，橙色

棕色接地（GND）

红色接电源（+5V）

橙色接输出PWM信号的引脚

三、PWM

因为舵机的控制主要用到的就是定时器的pwm功能，所以我们先聊一聊pwm

PWM的输出其实就是对外输出脉宽可调（即占空比调节）的方波信号，信号频率是由自动重装寄存器 ARR 的值决定，占空比由比较寄存器CCR的值决定。

  当TIMx_CR1寄存器中的 DIR 位为低时执行递增计数，计数器CNT从0计数到自动重载值（TIMx_ARR 寄存器的内容），然后重新从 0 开始数并生成计数器上溢事件。

 以PWM 模式 1 为例。只要TIMx_CNT < TIMx_CCRx， PWM 参考信号OCxREF 便为有高电平，否则为无效的低电平。如果 TIMx_CCRx 中的比较值大于自动重载值（TIMx_ARR 中），则 OCxREF 保持为“ 1”。果比较值为 0， 则 OCxREF 保持为“ 0”。

  我们控制舵机主要是产生一个以20ms为周期的pwm信号，然后通过改变pwm的占空比就可以控制舵机的转角。

四、程序设计

主函数如下：

int main() 

{

u8 i;

SysTick_Init(72);

NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);  //中断优先级分组 分2组

LED_Init();

Sg90_Init();

USART1_Init();

while(1)

   {

   i++;

// TIM_SetCompare2(TIM3, 195);  // 0度    t = 0.5ms           修改TIMx_CCRx的值控制占空比

// delay_ms(1000);

// TIM_SetCompare2(TIM3, 190);  //45度   t = 1.0ms——————-舵机会转动 45°  占空比就应该为1ms/20ms = 5%，所以TIM_SetCompare1的 TIMx 捕获比较 1 寄存器值就为200-200*5% = 190

// delay_ms(1000);

// TIM_SetCompare2(TIM3, 185);  //90度      t = 1.5ms

// delay_ms(1000);

// TIM_SetCompare2(TIM3, 180);  //135度        t = 2.0ms

// delay_ms(1000);

// TIM_SetCompare2(TIM3, 175);  //180度         t = 2.5ms

// delay_ms(1000);

// Sg90_Return(0);

// delay_ms(1000);

//    Sg90_Return(45);

// delay_ms(1000);

//    Sg90_Return(90);

// delay_ms(1000);

//    Sg90_Return(135);

// delay_ms(1000);

//    Sg90_Return(180);

// delay_ms(1000);

   

   if(i%20==0)

   {

   led1=!led1;

   }

   delay_ms(10);

   

   }

}

在主函数中我们控制舵机以此转过45、90、135、180度，这里之所以会注销掉这些，是因为我在工程文件中增添了通过串口控制舵机的功能，我们可以直接在串口中向单片机发送控制数据，舵机就会转过相应的角度。

  先看看sg90.c文件：

void Sg90_Init()

{

TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseInitStructure;

TIM_OCInitTypeDef TIM_OCInitStructure;     //输出比较结构体

GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure; 

/* 开启时钟 */

RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOC,ENABLE);//初始化GPIOB端口使能

RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM3,ENABLE);//开启定时器3的时钟

  RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_AFIO,ENABLE);

/*  配置GPIO的模式和IO口 */

GPIO_InitStructure.GPIO_Pin=GPIO_Pin_7;                   // 选择你要设置的IO口

GPIO_InitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_AF_PP;          //选择输出模式（复用推挽输出）

GPIO_InitStructure.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz;

GPIO_Init(GPIOC,&GPIO_InitStructure);

GPIO_PinRemapConfig(GPIO_FullRemap_TIM3,ENABLE);  //设置管脚复用映射(部分重映射)

TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Period=199;    //自动装载值      定时器定时时间计算公式

TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Prescaler=7199; //分频系数      （（per）*（psc+1））/Tclk

TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_ClockDivision=TIM_CKD_DIV1;//时钟分频

TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_CounterMode=TIM_CounterMode_Up; //计数模式（向上计数模式）

TIM_TimeBaseInit(TIM3,&TIM_TimeBaseInitStructure);

TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode=TIM_OCMode_PWM1;

TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity=TIM_OCPolarity_Low; //设置输出极性（底）

TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState=TIM_OutputState_Enable; // 比较输出使能

TIM_OC2Init(TIM3,&TIM_OCInitStructure);   //输出比较通道2初始化

TIM_Cmd(TIM3,ENABLE); //开启定时器

TIM_OC2PreloadConfig(TIM3,TIM_OCPreload_Enable); //使能TIM3在CCR2上的预装载寄存器

TIM_ARRPreloadConfig(TIM3,ENABLE); //使能TIM3在ARR上的预装载寄存器允许位

}

void Sg90_Return(u8 angle)

{

u8 per;

if(angle==45)

{

per=190;

TIM_SetCompare2(TIM3, per);

}

else if(angle==90)

{

per=185;

TIM_SetCompare2(TIM3, per);

}

else if(angle==135)

{

per=180;

TIM_SetCompare2(TIM3, per);

}

else if(angle==180)

{

per=175;

TIM_SetCompare2(TIM3, per);

}

else

{

per=195;

TIM_SetCompare2(TIM3, per);

}

}

程序比较简单，就一个定时器初始化和直接输入角度的控制函数，（第二个是函数是我自己写的，比较烂，有能力的可以完善完善一起学习）主要思想还是通过TIM_SetCompare2（）设置CCR的数值。

在看看如何通过串口控制：

void USART1_IRQHandler(void)     //中断服务函数

      { 

  

  u8 r;

u16 num;

static char pwm[4];

    static int i=0;

if(USART_GetITStatus(USART1,USART_IT_RXNE)!=RESET)  //检查串口1的接收中断是否发生

{

r=USART_ReceiveData(USART1);      //返回 USART1 最近接收到的数据

if(r!='g'&&r!='m')

{

pwm[i]=r;

i++;

}

else

{

i=0;

num=(atoi(pwm));

TIM_SetCompare2(TIM3, num);

}

USART_SendData(USART1,r);         //通过外设 USART1 发送单个数据

while (USART_GetFlagStatus(USART1,USART_FLAG_TC)!=SET);   //检查 USART1的 发送完成标志位 设置与否

}

USART_ClearFlag(USART1,USART_FLAG_TC);

       }

这里主要就是数据转化的问题，通过atoi（）函数将字符串转化为整数然后再用于控制舵机。串口传输数据的时候要特别注意不同数据格式之间的转化。