Arduino程序设计（十四）舵机控制实验（SG90）

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前言

• 本文介绍SG90舵机控制原理及实验，主要内容有：
• 1、介绍SG90舵机；
• 2、舵机0°~180°来回转动；
• 3、串口控制舵机转动固定角度。

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一、SG90舵机

1、SG90舵机简介

• （1）舵机是一种位置（角度）伺服的驱动器。舵机只是一种通俗的叫法，其实质是一个伺服马达。在需要角度不断变化并可以保持的控制系统中应用广泛。如遥控机械人、飞机模型等。

• （2）舵机的转动角度为0~180°，其内部结构包括电机，控制电路和机械结构三部分。电机有三根线引出，分别接VCC、GNG和信号线。

• （3）舵机引出线的格式：棕、红、橙（棕色连接GND、红色连接VCC、橙色连接信号)。
  

• （4）参数介绍
  

• （5）舵机原理
  

• （6）舵机控制原理
  

2、硬件电路连线

Arduino开发板引脚	SG90舵机	功能
GND	GND(棕色)	负极
5V	VCC(红色)	正极
D9	PWM(橙色)	信号输入

3、Servo库常用函数

Servo库函数	说明	语法	参数
servo.attach()	设置Arduino舵机的引脚连接	servo.attach(pin)	pin：连接舵机数据线的Arduino引脚号
servo.write()	控制舵机旋转；对于标准180°舵机，write()函数会将舵机轴旋转到相应的角度位置。	servo.write(angle)	angle:旋转角度数值；对于标准180°舵机，angle范围为0~180

二、舵机实验

1、舵机0°~180°来回转动

• （1）本实验采用Arduino UNO R3开发板及自主搭建电路的方式，实现预设功能。

• （2）舵机0°~180°来回转动的电路图，如下图所示：
  

• （3）实现功能：舵机0~180°来回转动。

• （4）注意：编译代码前，需要下载安装 Servo 库文件，并在程序中添加 #include 头文件 。

代码实现：

//SG90舵机控制
//舵机0~180°来回转动

#include             //加载文件库
int pos = 0;
int SG90 = 9;
Servo myservo;
 
void setup()
{
  myservo.attach(SG90, 500, 2500);          //修正脉冲宽度
}
 
void loop()
{
  for (pos = 0; pos <= 180; pos += 1) {       //pos+=1等价于pos=pos+1
    myservo.write(pos);
    delay(15);					
  }
  for (pos = 180; pos >= 0; pos -= 1) {
    myservo.write(pos);
    delay(15); 					
  }
}

• （5）实现现象（部分显示）：

2、串口控制舵机转动固定角度

• （1）本实验采用Arduino UNO R3开发板及自主搭建电路的方式，实现预设功能。

• （2）串口控制舵机转动固定角度的电路图，如下图所示：
  

• （3）实现功能：

• ① 串口输入0，led0、led1、led2熄灭，舵机转动到0°，同时串口打印 “ 舵机转动到0° ” ；

• ② 串口输入1，led0、led1熄灭,led2点亮，舵机转动到30°，同时串口打印 “ 舵机转动到30° ” ；

• ③ 串口输入2，led0、led2熄灭,led1点亮，舵机转动到60°，同时串口打印 “ 舵机转动到60° ” ；

• ④ 串口输入3，led1、led2点亮,led0熄灭，舵机转动到90°，同时串口打印 “ 舵机转动到90° ” ；

• ⑤ 串口输入4，led1、led2熄灭,led0点亮，舵机转动到120°，同时串口打印 “ 舵机转动到120° ” ；

• ⑥ 串口输入5，led0、led2点亮,led1熄灭，舵机转动到150°，同时串口打印 “ 舵机转动到150° ” ；

• ⑦ 串口输入6，led0、led1点亮,led2熄灭，舵机转动到180°，同时串口打印 “ 舵机转动到180° ” 。

代码实现：

//SG90舵机控制
/*实验现象：
① 串口输入0，led0、led1、led2熄灭，舵机转动到0°，同时串口打印“舵机转动到0°”;
② 串口输入1，led0、led1熄灭,led2点亮，舵机转动到30°，同时串口打印“舵机转动到30°”;
③ 串口输入2，led0、led2熄灭,led1点亮，舵机转动到60°，同时串口打印“舵机转动到60°”;
④ 串口输入3，led1、led2点亮,led0熄灭，舵机转动到90°，同时串口打印“舵机转动到90°”;
⑤ 串口输入4，led1、led2熄灭,led0点亮，舵机转动到120°，同时串口打印“舵机转动到120°”;
⑥ 串口输入5，led0、led2点亮,led1熄灭，舵机转动到150°，同时串口打印“舵机转动到150°”;
⑦ 串口输入6，led0、led1点亮,led2熄灭，舵机转动到180°，同时串口打印“舵机转动到180°”。
*/

#include 

int led0 = 5;
int led1 = 6;
int led2 = 7;
int SG90 = 9;

Servo myservo;  //创建舵机对象

void setup() {
  myservo.attach(SG90, 500, 2500);
  pinMode(led0, OUTPUT);
  pinMode(led1, OUTPUT);
  pinMode(led2, OUTPUT);
  Serial.begin(9600);
}

void loop() {
  if (Serial.available() > 0) {

    char c = Serial.read();

    if (c == '0') {

      digitalWrite(led0, LOW);
      digitalWrite(led1, LOW);
      digitalWrite(led2, LOW);
      myservo.write(0);
      Serial.println("舵机转动到0°");

    } else if (c == '1') {

      digitalWrite(led0, LOW);
      digitalWrite(led1, LOW);
      digitalWrite(led2, HIGH);
      myservo.write(30);
      Serial.println("舵机转动到30°");

    } else if (c == '2') {

      digitalWrite(led0, LOW);
      digitalWrite(led1, HIGH);
      digitalWrite(led2, LOW);
      myservo.write(60);
      Serial.println("舵机转动到60°");

    } else if (c == '3') {

      digitalWrite(led0, LOW);
      digitalWrite(led1, HIGH);
      digitalWrite(led2, HIGH);
      myservo.write(90);
      Serial.println("舵机转动到90°");

    } else if (c == '4') {

      digitalWrite(led0, HIGH);
      digitalWrite(led1, LOW);
      digitalWrite(led2, LOW);
      myservo.write(120);
      Serial.println("舵机转动到120°");

    } else if (c == '5') {

      digitalWrite(led0, HIGH);
      digitalWrite(led1, LOW);
      digitalWrite(led2, HIGH);
      myservo.write(150);
      Serial.println("舵机转动到150°");

    } else if (c == '6') {

      digitalWrite(led0, HIGH);
      digitalWrite(led1, HIGH);
      digitalWrite(led2, LOW);
      myservo.write(180);
      Serial.println("舵机转动到180°");
      
    }
  }
}

• （4）实现现象（部分显示）：
• ① 串口输入0，led0、led1、led2熄灭，舵机转动到0°，同时串口打印 “ 舵机转动到0° ” ；

• ② 串口输入3，led1、led2点亮,led0熄灭，舵机转动到90°，同时串口打印 “ 舵机转动到90° ” ；

• ③ 串口输入6，led0、led1点亮,led2熄灭，舵机转动到180°，同时串口打印 “ 舵机转动到180° ” 。

• 拓展：PWM信号简介
  

总结

• 本文主要介绍SG90舵机的工作原理及两个舵机控制实验，通过上述学习，掌握使用Arduino库函数Servo控制舵机转动到指定角度，实现预设功能。

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参考资料1: Arduino教程三—舵机
参考资料2: Arduino控制舵机详解（含代码）
参考资料3: arduino进阶之舵机使用