一、原理

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SG90舵机是一种常见的旋转电机模块。它能转动的角度主要有三种类型：0到90度的小范围转动，0到180度的半圆转动，以及可以完整旋转360度的全周模式。这种电机常用于需要精准控制转动的场景，例如：

• 智能垃圾桶的自动开盖
• 让智能小车实现灵活转向
• 摄像头支架的多角度调整
• 机械臂的关节运动控制

它的设计简单实用，特别适合需要精确控制角度的自动化项目。

SG90舵机通常通过PWM信号控制角度。它的工作原理很简单：

1. 信号周期：每20毫秒（0.02秒）发送一次控制信号。
2. 高电平时间：在这20毫秒里，给舵机发送高电平的时长决定了转动角度。
3. 占空比公式：占空比 = 高电平时间 ÷ 20毫秒

比如：

• 当高电平持续1毫秒时，舵机转到0度；
• 高电平1.5毫秒时转到中间位置90度；
• 2毫秒时则转到180度。

简单来说，就是通过调整每次信号中高电平的持续时间（1-2毫秒之间），就能精准控制舵机转动的角度。

SG90舵机角度控制说明（信号周期固定为20ms）：

脉冲宽度对应角度关系：

• 0.5ms → 0°
• 1.0ms → 45°
• 1.5ms → 90°
• 2.0ms → 135°
• 2.5ms → 180°

::: （通过调整高电平信号的持续时间，可在20ms周期内控制舵机转向不同角度） :::

二、硬件连接

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SG90舵机的三根线功能如下：

• 棕线：连接电源地（GND）；
• 红线：连接电源（需4.8V到7.2V的电压）；
• 黄线：接收PWM控制信号（用于调整舵机角度）。

泰山派40Pin连接建议：

本实验使用泰山派 40Pin排针的 Pin 33（PWM8_M0 / GPIO3_B1） 连接SG90黄线（PWM信号），棕线接Pin 39（GND），红线接Pin 2（5V）。

SG90舵机	泰山派40Pin	说明
棕线 (GND)	39	地线
红线 (VCC)	2	5V电源
黄线 (PWM)	33	PWM8_M0 信号

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三、实验代码

3.1 检查GPIO占用

目的：确保你要用的GPIO引脚没有被其他功能占用 操作：

1. 查看RK3566芯片手册，确认目标GPIO的复用功能是否已关闭
2. 检查设备树配置，确保该GPIO未被设置为其他设备的信号引脚

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3.2 配置内核驱动

步骤1：修改内核 Makefile

文件路径： /home/book/rk/tspi/kernel/drivers/pwm/Makefile

添加一行：

obj-$(CONFIG_PWM_SG90) += pwm-sg90.o

（这行代码的作用是告诉内核需要编译这个驱动模块）

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步骤2：添加配置选项

文件路径： /home/book/rk/tspi/kernel/drivers/pwm/Kconfig

添加：

config PWM_SG90
    tristate "SG90舵机驱动"
    help
        启用对SG90伺服电机PWM驱动的支持

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步骤3：启用驱动支持

文件路径： 泰山派SDK内核配置文件（通常为 kernel/arch/arm64/configs/rockchip_defconfig，具体文件名根据实际SDK选择）

添加：

CONFIG_PWM_SG90=y

:::

总结操作流程

1. 检查并确认GPIO可用性
2. 在驱动目录修改两个配置文件（Makefile 和 Kconfig）
3. 在内核配置文件中启用该驱动选项 :::

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这样修改后，内核编译时就会包含对SG90伺服电机的PWM控制支持。

3.3、修改设备树

文件路径： /home/book/rk/tspi/kernel/arch/arm64/boot/dts/rockchip/rk3566-tspi.dts

打开设备树文件，在根节点 / {} 内追加 hc_sg90 节点，并启用 pwm8 控制器：

/ {
    // 注意：保留根节点内原有所有内容，仅在末尾追加以下节点

    hc_sg90 {
        compatible = "hc-sg90";
        pwms = <&pwm8 0 20000000 0>;
        status = "okay";
    };
};

&pwm8 {
    pinctrl-names = "active";
    pinctrl-0 = <&pwm8m0_pins>;
    status = "okay";
};

注：本示例使用泰山派40Pin的 Pin 33 (PWM8_M0 / GPIO3_B1) 连接SG90信号线（黄线）。如使用其他PWM引脚（如Pin 35的PWM9），请将 &pwm8 和 pwm8m0_pins 对应修改为 &pwm9 和 pwm9m0_pins，并确认设备树中该pinctrl节点存在。

3.4、驱动代码（pwm-sg90.c）

文件路径： /home/book/rk/tspi/kernel/drivers/pwm/pwm-sg90.c

#include <linux/module.h>
#include <linux/fs.h>
#include <linux/platform_device.h>
#include <linux/of.h>
#include <linux/gpio.h>
#include <linux/uaccess.h>
#include <linux/string.h>
#include <linux/interrupt.h>
#include <linux/irqreturn.h>
#include <linux/of_gpio.h>
#include <linux/slab.h>
#include <linux/device.h>
#include <linux/fs.h>
#include <linux/kernel.h>
#include <linux/wait.h>
#include <linux/sched.h>
#include <linux/timer.h>
#include <linux/gpio/consumer.h>
#include <linux/delay.h>
#include <linux/timekeeping.h>
#include <linux/wait.h>
#include <linux/irqflags.h>
#include <linux/pwm.h>

static int major;
static struct class *class;

static struct pwm_device *pwm_test;

static int sg90_probe(struct platform_device *pdev)
{
	struct device_node *node = pdev->dev.of_node;

    printk("sg90 match success \n");
	if (node) {
		/* 从子节点中获取PWM设备 */
		pwm_test = devm_of_pwm_get(&pdev->dev, node, NULL);
		if (IS_ERR(pwm_test)) {
            printk(KERN_ERR" pwm_test,get pwm  error!!\n");
			return -1;
		}
	} else {
        printk(KERN_ERR" pwm_test of_get_next_child  error!!\n");
		return -1;
	}

	pwm_config(pwm_test, 1500000, 20000000);   /* 配置PWM：1.5ms，90度，周期：20000000ns = 20ms */
	pwm_set_polarity(pwm_test, PWM_POLARITY_NORMAL); /* 设置输出极性：占空比为高电平 */
	pwm_enable(pwm_test);    /* 使能PWM输出 */

	return 0;
}

static int sg90_remove(struct platform_device *dev)
{
	pwm_config(pwm_test, 500000, 20000000);  /* 配置PWM：0.5ms，0度 */
	pwm_free(pwm_test);

	return 0;
}

static const struct of_device_id sg90_of_match[] = {
	{ .compatible = "hc-sg90" },
	{ }
};

static struct platform_driver sg90_platform_driver = {
	.driver = {
		.name       = "my_sg90",
		.of_match_table = sg90_of_match,
	},
	.probe          = sg90_probe,
	.remove         = sg90_remove,
};

static int sg90_open(struct inode *node, struct file *filp)
{
	return 0;
}

// 0.5ms ———— 0度
// 1.0ms ———— 45度
// 1.5ms ———— 90度
// 2.0ms ———— 135度
// 2.5ms ———— 180度
// data[0] ---> 500000
static ssize_t sg90_write(struct file *filp, const char __user *buf, size_t size, loff_t *offset)
{
	int res;
	unsigned char data[1];
	if (size != 1)
		return 1;

	res = copy_from_user(data, buf, size);
	/* 配置PWM：旋转任意角度(单位1度) */
	pwm_config(pwm_test, data[0], 20000000);
	return 1;
}

static int sg90_release(struct inode *node, struct file *filp)
{
	return 0;
}

static struct file_operations sg90_ops = {
	.owner      = THIS_MODULE,
	.open       = sg90_open,
	.write      = sg90_write,
	.release    = sg90_release,
};

static int sg90_init(void)
{
	major = register_chrdev(0, "sg90", &sg90_ops);
	class = class_create(THIS_MODULE, "sg90_class");
	device_create(class, NULL, MKDEV(major, 0), NULL, "sg90");

	platform_driver_register(&sg90_platform_driver);

	return 0;
}

static void sg90_exit(void)
{
	platform_driver_unregister(&sg90_platform_driver);

	device_destroy(class, MKDEV(major, 0));
	class_destroy(class);
	unregister_chrdev(major, "sg90");
}

module_init(sg90_init);
module_exit(sg90_exit);
MODULE_LICENSE("GPL");

3.5、编译与烧录

编译内核与设备树

cd /home/book/rk/tspi/kernel
make ARCH=arm64 CROSS_COMPILE=/home/book/rk/tspi/prebuilts/gcc/linux-x86/aarch64/gcc-linaro-6.3.1-2017.05-x86_64_aarch64-linux-gnu/bin/aarch64-linux-gnu- -j$(nproc)
make ARCH=arm64 CROSS_COMPILE=/home/book/rk/tspi/prebuilts/gcc/linux-x86/aarch64/gcc-linaro-6.3.1-2017.05-x86_64_aarch64-linux-gnu/bin/aarch64-linux-gnu- dtbs

烧录镜像

将编译生成的内核镜像和设备树（arch/arm64/boot/dts/rockchip/rk3566-tspi.dtb）烧录到开发板。

3.6、应用测试

SG90驱动注册后会创建 /dev/sg90 设备节点。

## 查看设备节点是否存在
ls -l /dev/sg90

注意：本驱动示例中 sg90_write() 通过 write() 接收1字节数据直接作为PWM高电平时间（单位：纳秒）。由于1字节范围仅为0-255，无法覆盖舵机所需的500000-2500000纳秒范围，此版本为简化教学演示。如需精确控制角度，建议修改驱动接收字符串形式的纳秒值（如 echo "1500000" > /dev/sg90），或在内核中将传入值做映射转换。