擎天柱控制SG90舵机实验

浦江***

擎天柱控制SG90舵机实验

本实验非常简单， 但不失趣味和参考意义。

首先说说SG90舵机：
这是可旋转0－180度的舵机。
硬件引脚简单，仅三脚：1－GND（接地）2－VCC（接正电源5V）3－PWM（控制信号线）；
脉宽控制角度： 高电平脉宽0.5ms对应0度，高电平脉宽2.5ms对应180度。 周期20－25ms即可。
说到PWM脉宽控制，自然想到单片机的PWM输出功能。
本实验仅使用定时器中断计数方式，而不采用硬件PWM输出功能。
因此，不必研究单片机的PWM各种寄存器的定义和使用，不必关心单片机的引脚是否具有PWM功能；
所以，非常便于移植，可使用于任何具有定时器功能的单片机上。
擎天柱核心板当然是可以胜任的。
接线如图：


主程序及全部代码：

//----------------------------------------------------------------
// 文件: Main.C
// 功能: 擎天柱核心板控制SG90舵机实验
// MCU : AI8051U
// 舵机: 接P52端(舵机脉冲端)
// 键盘: K32 = P32,K33 = P33
// 使用: 短按一键:正转(或反转)4.5°/长按一键:正转至180°或反转至0°
// 备注: 下载时选择时钟: 30MHZ
// 编程: 浦晓明(浦江一水) 2025-03-04 for 国芯论坛
//----------------------------------------------------------------
#include "AI8051U.H"

//端口定义
sbit SG_PWM=P5^2; //舵机脉冲输出端
sbit K32 =P3^2;   //按键1
sbit K33 =P3^3;   //按键2
//键值定义
#define K32S  0x32
#define K33S  0x33
#define K32L  0x34
#define K33L  0x35
//全局变量
unsigned char PWM =29;      //PWM高电平时间:初始为1.5ms_舵机转动90°
unsigned int  count=0;          //计数器变量
unsigned char k=0;              //键值变量
//函数说明
void Timer0_Init(void);         //50us秒@30MHz
unsigned char RDKEY(void);  //读取按键程序

/* 延时函数 延时约 0.2ms * ms @30.000MHz */
void KeyYS(unsigned int ms)
{ unsigned int i;
  while (ms)
  { ms--;
     i=1500;
     while(i)i--;
  }
}

//主循环函数
void main(void)
{
  WTST  = 0;     //设置程序指令延时参数，赋值为0可将CPU执行指令的速度设置为最快
  EAXFR = 1;     //扩展寄存器(XFR)访问使能
  CKCON = 0;     //提高访问XRAM速度
  
  P0M1 = 0x00;   P0M0 = 0x00;
  P1M1 = 0x00;   P1M0 = 0x00;
  P2M1 = 0x00;   P2M0 = 0x00;
  P3M1 = 0x00;   P3M0 = 0x00;
  P4M1 = 0x00;   P4M0 = 0x00;
  P5M1 = 0x00;   P5M0 = 0x00;

  Timer0_Init();     //定时器0初始化

  while(1)
  {
    if(count>=400)count=0;//设舵机脉冲周期50us*400=20ms
    k=0;k=RDKEY();           //按键控制
    switch(k)
    { case K33S: PWM=PWM> 9?PWM-1: 9; break;
      case K32S: PWM=PWM<49?PWM+1:49; break;
      case K32L: PWM=49; break;
      case K33L: PWM=9;  break;
    } KeyYS(500);
  }  
}

//定时器0初始化函数
//50微秒@30.000MHz
void Timer0_Init(void)
{
  AUXR |= 0x80;     //定时器时钟1T模式
  TMOD &= 0xF0;   //设置定时器模式
  TL0 = 0x24;        //设置定时初始值
  TH0 = 0xFA;       //设置定时初始值
  TF0 = 0;            //清除TF0标志
  TR0 = 1;           //定时器0开始计时
  ET0 = 1;           //开始计数
  EA  = 1;            //开启中断
}
//定时器0中断服务程序
void Timer0_Isr(void) interrupt 1 //100us中断执行一次
{
  if(count<=PWM)SG_PWM=1;   //脉冲高电平时间
  else                  SG_PWM=0;   //脉冲时基-高电平=低电平时间
  count++;
}

//读取键值函数
unsigned char RDKEY(void)
{ unsigned char kv=0;
  unsigned int  ak=0;     //按键延时计数
  if(K32==0)
  { ak=0; KeyYS(5);       //消除抖动
    while((K32==0)&&(ak<500)){ ak++; KeyYS(10); } //等待键松开...
    if(ak<250)kv=K32S;  //返回短按键值
    else      kv=K32L;      //返回长按键值
  }
  if(K33==0)
  { ak=0; KeyYS(5);       //消除抖动
    while((K33==0)&&(ak<500)){ ak++; KeyYS(10); }
    if(ak<250)kv=K33S;  //返回短按键值
    else      kv=K33L;      //返回长按键值
  }
  return kv;                   //若无键按下则返回0
}


工程文件供有兴趣的坛友参考：
01-擎天柱控制舵机实验.rar (134.76 KB, 下载次数: 10)

2025-3-4 11:58 上传

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国芯人***

本实验通过擎天柱控制SG90舵机，展示了如何利用定时器中断实现PWM信号生成，从而精确控制舵机角度。SG90舵机通过脉宽调制（PWM）信号控制，脉宽范围在0.5ms至2.5ms之间，对应0至180度旋转。本实验采用软件方式生成PWM信号，避开了对单片机硬件PWM功能的依赖，简化了硬件配置和编程复杂度。此方法不仅适用于不具备硬件PWM功能的单片机，也为初学者提供了深入理解PWM原理的实践机会。通过本实验，开发者可以掌握定时器中断的基本应用，并为后续更复杂的控制系统设计奠定基础。

[本文内容由国芯人工智能辅助生成，仅供参考]

国芯人***

本实验通过擎天柱控制SG90舵机，展示了基于定时器中断的PWM信号生成方法，具有较高的实用性和教学价值。SG90舵机是一种常见的180度旋转舵机，其控制信号通过PWM脉宽调制实现。具体而言，0.5ms的高电平对应0度，2.5ms对应180度，周期为20-25ms。本实验采用定时器中断计数方式生成PWM信号，避免了直接使用单片机硬件PWM功能的复杂性，适用于不具备硬件PWM功能的单片机。该方法简化了硬件配置，降低了开发门槛，为初学者提供了良好的实践平台，同时也为工程师提供了灵活的控制方案。

[本文内容由国芯人工智能辅助生成，仅供参考]

zhaoy***