设计分享 | 基于51单片机理解SG90舵机原理并用按键控制
vx【嵌入式工程师成长日记】
https://mp.weixin.qq.com/s?__biz=Mzg4Mzc3NDUxOQ==&mid=2247484130&idx=1&sn=742e1776817dd6af6dcfac495a6f8f00&chksm=cf4307baf8348eac7fc5f527773f820d90ff77dd19c1aae5690b56baadfb3af5d55870d8ce12&token=1731405569&lang=zh_CN#rd
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具体功能实现
当按下开关时，舵机的角度分别运行到0°，45°，90°，135°，180°，0°（最后停止位置），其中每转动一个角度时间延时1s。
器件：
AT89C52，sg90舵机，三根杜邦线公对母，两支按键
转动角度展示图：
转动至45°
转动至180°
转动至90°
知识介绍：
sg90舵机简介
由直流电机、减速齿轮组、传感器(可变电阻）和控制电路组成的一套自动控制系统。
直流电机是一圈圈转动的，舵机只能在一定角度内转动（有最大旋转角度比如：180度），不能一圈圈转。
外部中断：
STC89C52有4个外部中断；
STC89C52的外部中断有两种触发方式：
下降沿触发和低电平触发
下降沿触发：当按键按下不松手时只触发一次
低电平触发：当按键按下不松手时会持续触发
中断号：
由定时器和中断系统这张图来分析，可以得到定时器0的初始代码如下：
void Init_Timer0()
{
TMOD = 0x01;
TL0 = 0x33; //设置定时初值
TH0 = 0xFE; //设置定时初值
EA = 1;
ET0 = 1;
TR0 = 1;
PT0 = 1;
TF0=0;
}
PWM脉冲宽度调制定理
PWM（Pulse Width Modulation）即脉冲宽度调制，在具有惯性的系统中，可以通过对一系列脉冲的宽度进行调制，来等效地获得所需要的模拟参量，常应用于电机控速、开关电源等领域
PWM重要参数：
频率 = 1 / TS 占空比 = TON / TS 精度 = 占空比变化步距
例子：在制作LED呼吸灯时，如果想要让LED亮的时间更长，只需要提高比较值。
sg90舵机接线图
舵机的输入线共有三条：
红色线——电源正线（需接5V电源才能驱动）
棕色线——电源地线
黄色线——信号线（本项目使用P2^7端口）
sg90舵机控制原理
本文采用的是定时器0来计时，初始值设为0.5ms，每次定时器溢出是0.5ms，设置一个计数值count=0，每一个0.5ms count都会自增1，加了40次就20ms，是舵机控制的一个周期。
所以0.5ms是自增一次，1ms是自增两次，1.5ms是自增三次，2ms是自增四次，2.5ms是自增五次。
主函数代码（C语言）KEIL5实现：
无按键自转代码：
#include
sbit Sg90_com = P2^7;
unsigned char compare=0,count=0; //compare比较值控制占空比大小，控制舵机转动的角度
void Delay1ms(unsigned int num) //@11.0592MHz
{
unsigned char i, j;
while(num--)
{
i = 2;
j = 199;
do
{
while (--j);
} while (--i);
}
}
void Init_Timer0()
{
TMOD = 0x01;
TL0 = 0x33; //设置定时初值
TH0 = 0xFE; //设置定时初值
EA = 1;
ET0 = 1;
TR0 = 1;
PT0 = 1;
TF0=0;
}
void main()
{
Init_Timer0();
while(1)
{
compare = 1; //0度
Delay1ms(1000);
compare = 2; //45度
Delay1ms(1000);
compare = 3; //90度
Delay1ms(1000);
compare = 4; //135度
Delay1ms(1000);
compare = 5; //180度
Delay1ms(1000);
}
}
void Timer0_Rountine() interrupt 1 //每次定时器溢出时是0.5ms
{
TL0 = 0x33; //设置定时初值
TH0 = 0xFE; //设置定时初值
count++;
//PWM控制
if(count < 40) //每一个0.5mscount都会++，加了40次就20ms，是舵机控制的一个周期
{
if(count < compare) //通过比较值控制高电平占据周期的时间，也就是占空比大小
{
Sg90_com = 1;
}
else
{
Sg90_com = 0;
}
}
else //count加到40后清零
{
count = 0;
Sg90_com = 1;
}
}
按键自转代码：
#include
sbit Sg90_com = P2^7;
sbit key1 = P3^1; //独立按键1
sbit key2 = P3^0; //独立按键2
unsigned char compare=0,count=0; //compare比较值控制占空比大小，控制舵机转动的角度
void Delay1ms(unsigned int num) //@11.0592MHz
{
unsigned char i, j;
while(num--)
{
i = 2;
j = 199;
do
{
while (--j);
} while (--i);
}
}
void Init_Timer0()
{
TMOD = 0x01;
TL0 = 0x33; //设置定时初值
TH0 = 0xFE; //设置定时初值
EA = 1;
ET0 = 1;
TR0 = 1;
PT0 = 1;
TF0=0;
}
void main()
{
Init_Timer0();
while(1)
{
while(key1==0){
compare = 1; //0度
Delay1ms(1000);
}
while(key2==0){
compare = 5; //180度
Delay1ms(1000);
}
}
}
void Timer0_Rountine() interrupt 1 //每次定时器溢出时是0.5ms
{
TL0 = 0x33; //设置定时初值
TH0 = 0xFE; //设置定时初值
count++;
//PWM控制
if(count < 40) //每一个0.5mscount都会++，加了40次就20ms，是舵机控制的一个周期
{
if(count < compare) //通过比较值控制高电平占据周期的时间，也就是占空比大小
{
Sg90_com = 1;
}
else
{
Sg90_com = 0;
}
}
else //count加到40后清零
{
count = 0;
Sg90_com = 1;
}
} 问题解答：
Q1：代码超出版本限制如何解决？如图：
A1：用注册机对KEIL5软件进行重新破解，破解步骤链接：
Q2：延时函数如何快速自动生成？
A2：在STC-ISP中根据红色方框进行设计
Q3：单片机计时器TH0 和TL0初值的计算方法
A3：首先计算计数值：
例如：计数值=10000us（10ms转换成微秒）* 11.0592（晶振大小）/12 计算结果=9216
TH0=(65536-9216)/256 =DC
TL0=(65536-9216)%256 =00
//8位逢256进位，整除的结果为高位，取余的结果为低位
Q4：单片机计时器TMOD设置
A4：通常情况下，定时器0的TMOD=0x01，工作模式1——16位计时计数器 （65536）
下面两张图是工作模式1和2的对比流程图：
