51单片机STC89C52RC——19.1 SG90舵机（伺服电机）

news2024/12/22 23:09:57

目的/效果

独立按键K1，K2 实现加舵机减角度增减，LCD1602显示舵机转角度数（上电默认90度）

一，STC单片机模块

二，SG90舵机

2.1 简介

舵机只是我们通俗的叫法，它的本质是一个伺服电机，也可以叫做位置(角度)伺服驱动器。一般被应用在那些需要控制角度变化的系统中，可以方便的实现转动任意的角度，实现控制角度的变化。

应用场景航模、智能小车的转向

航模:在很多的航模中，sg90舵机都被用于两翼的位置控制，从而实现航模的转向，倾斜之类的。因为航模本身的要求，需要尽量的控制航模的自重，而sg90舵机的重量本身就很轻，扭矩也大，所以能很好的满足要求。

智能小车的转向:因为sg90舵机的精准角度控制，所以在很多的智能小车类中被用作转向控制。

2.2 舵机的工作原理

SG90舵机模块内有控制电路，控制信号通过信号线输入到内部的控制电路中，调制芯片将输入的信号进行调制，获得直流偏置电压。然后再由内部的基准电路产生周期为20ms，宽度为1.5ms的基准信号，将直流偏置电压和电位器电压进行比较，从而获得输出的电压差。由电压差控制舵机的转动，这个电压差的正负控制舵机正反转。

舵机的控制需要MCU产生一个周期为20ms的脉冲信号，以0.5ms到2.5ms的高电平来控制舵机转动的角度。

以180度角度伺服为例，那么对应的控制关系是这样的：
0.5ms--------------0度；
1.0ms------------45度；
1.5ms------------90度；
2.0ms-----------135度；
2.5ms-----------180度；

占空比：一个脉冲周期内，高电平的时间与整个周期时间的比例
单位： % (0%-100%)
表示方式：20%

控制通断时间比例，占空比。如下图

我在这里用定时计数器来控制占空比


  /**
   * 函    数：定时器0初始化，100微秒 @12.000MHz
   * 参    数：无
   * 返 回 值：无
   */
void Timer0_Init(void)
{
	TMOD |= 0x01;		//设置定时器模式
	TL0 = 0xB0;			//设置定时初始值
	TH0 = 0xFF;			//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;				//允许时钟1中断
	EA=1;				//打开总中断
}

有关定时器和系统中断请参考

《51单片机STC89C52RC——6.1 中断系统_stc89c52rc的中断系统-CSDN博客》

《51单片机STC89C52RC——6.2 定时器_stc89c52rc定时器-CSDN博客》

《51单片机STC89C52RC——6.3 定时器/计数器实现计时功能》

注意：为了真实项目控制得更精准，我们可以将定时器的中断设置为1us一次，极值宽度设置为500us-2500us，把每次按键加减值控制的更细。

2.3 接线方法

红-------------------------VCC
棕色----------------------GND
橙色----------------------信号线，我这里选用P20针脚

2.4 转角度数计算

舵机的角度控制是通过改变舵机脉冲宽度来实现的。舵机脉冲宽度与舵机角度之间的关系如下：

角度 = 180/(最大脉冲宽度 - 最小脉冲宽度)*(脉冲宽度 - 最小脉冲宽度)

脉冲宽度为 500 微秒时，舵机角度为 0 度。

脉冲宽度为 1500 微秒时，舵机角度为 90 度。

脉冲宽度为 2500 微秒时，舵机角度为 180 度。

(180/(Max-Min))*(Compare-Min)

三，创建Keil项目

详细参考：51单片机STC89C52RC——创建Keil项目-CSDN博客

四，代码

完整代码参考《https://gitee.com/oopxiajun/STC89C52》

main.c

#include <REGX52.H>
#include "Timer0.h" 
#include "key.h"
#include "LCD1602.h"
#include "Delay.h"
int Min=5,Max=25;//定义极值时长
unsigned char Counter,//计数器
              KeyNum,//按键值
              Compare=15;//占空比 7.5%
/**
 * 函    数：主函数
 * 参    数：无
 * 返 回 值：无
 */
void main()
{   
	Timer0_Init();	//初始化定时器 
	LCD_Init();			
	while(1)
	{
		LCD_ShowNum(1,1,(180/(Max-Min))*(Compare-Min),3);
		KeyNum=GetKey();
		if(KeyNum==1)
		{
			Compare-=1;
		}
		else if(KeyNum==2)
		{
			Compare+=1;
		}
		if(Compare<Min)Compare=Min;
		if(Compare>Max)Compare=Max;	
	}
}
/**
 * 函    数：定时器0中断函数
 * 参    数：无
 * 返 回 值：无
 */
void Timer0_Routine() interrupt 1
{
	TL0 = 0xB0;				//设置定时初始值  每0.1毫秒中断一次
	TH0 = 0xFF;				//设置定时初始值
	Counter++;
	Counter%=200;			//20ms的脉冲周期
	if(Counter>=Compare)
	{
		P2_0=0;//电机断电
	}
	else {
		P2_0=1;//电机通电
	}
}