2023年01月31日 | 基于51单片机理解SG90舵机原理并用按键控制

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：