4.8 SG90 舵机
4.8.1 模块来源
采购链接： SG90MG90s 9g 舵机 MG995/996R 直升机固定翼遥控飞机马达航模机器人
资料下载： https://pan.baidu.com/s/1QsTIKnoQsOTCkeYLLTTjTA?pwd=8889 提取码：8889
4.8.2 规格参数
驱动电压：3V~7.2V
驱动电流：
工作扭矩：1.6KG/CM
控制方式：PWM
转动角度：180 度
文件 4.8.2-1 产品数据手册
4.8.3 移植过程
我们的目标是在梁山派 GD32F470 上能够控制舵机旋转的功能。首先要获取资料，查看数据手册应如何实现，再移植至我们的工程。
4.8.3.1 查看资料
在购买时，需要分清楚你的舵机可以转 180 度，还是 360 度。360 度的舵机是无法控制角度的，只可以控制旋转速度。
SG90 的舵机转速不是很快，一般为 0.22/60 度或 0.18/60 度，所以假如你更改角度控制脉冲的宽度太快时，舵机可能反应不过来。如果需要更快速的反应，就需要更高的转速了。
4.8.3.2 引脚选择
| SG90 | 立创·梁山派 |
|---|---|
| 棕色线 | GND |
| 黄色线 | PA5 |
| 红色线 | 5V |
4.8.3.3 移植至工程
移植步骤中的导入.c 和.h 文件与之前相同，只是将.c 和.h 文件更改为 bsp_sg90.c 与 bsp_sg90.h。见 2.2.3.3 移植至工程。这里不再过多讲述。移植完成后面修改相关代码。
在文件 bsp_sg90.c 中，编写如下代码。
c
/********************************************************************************
* 测试硬件：立创·梁山派开发板GD32F470ZGT6 使用主频200Mhz 晶振25Mhz
* 版 本 号: V1.0
* 修改作者: LC
* 修改日期: 2023年06月26日
* 功能介绍:
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*********************************************************************************/
#include "bsp_sg90.h"
#include "systick.h"
unsigned int Servo_Angle = 0;//舵机角度
/******************************************************************
* 函 数 名 称：SG90_Init
* 函 数 说 明：PWM配置
* 函 数 形 参： pre定时器时钟预分频值 per周期
* 函 数 返 回：无
* 作 者：LC
* 备 注：PWM频率=200 000 000 /( (pre+1) * (per+1) )
******************************************************************/
void SG90_Init(void)
{
timer_parameter_struct timere_initpara={0}; // 定义定时器结构体
timer_oc_parameter_struct timer_ocintpara={0}; //定时器比较输出结构体
//定时器时钟
rcu_periph_clock_enable(RCU_SIG_TIMER); // 开启定时器时钟
//引脚时钟
rcu_periph_clock_enable(RCU_SIG);
rcu_timer_clock_prescaler_config(RCU_TIMER_PSC_MUL4); // 配置定时器时钟
/* 配置AIN1*/
gpio_mode_set(PORT_SIG,GPIO_MODE_AF,GPIO_PUPD_NONE,GPIO_SIG);
gpio_output_options_set(PORT_SIG,GPIO_OTYPE_PP,GPIO_OSPEED_50MHZ,GPIO_SIG);
gpio_af_set(PORT_SIG,AF_SIG,GPIO_SIG);
// 复位定时器
timer_deinit(BSP_SIG_TIMER);
/* 配置定时器参数 */
// 频率f =系统时钟 / ( (prescaler+1) * (period+1) )
// 频率f = 200,000,000/ (20000 * 200) = 50hz
// 周期T = 1/f = 50 = 0.02S = 20ms
timere_initpara.prescaler = 20000-1; // 时钟预分频值
timere_initpara.alignedmode = TIMER_COUNTER_EDGE; // 边缘对齐
timere_initpara.counterdirection = TIMER_COUNTER_UP; // 向上计数
timere_initpara.period = 200-1; // 周期
timere_initpara.clockdivision = TIMER_CKDIV_DIV1; // 分频因子
timere_initpara.repetitioncounter = 0; // 重复计数器 0-255
timer_init(BSP_SIG_TIMER,&timere_initpara); // 初始化定时器
/* 配置输出结构体 */
timer_ocintpara.ocpolarity = TIMER_OC_POLARITY_HIGH; // 有效电平的极性
timer_ocintpara.outputstate = TIMER_CCX_ENABLE; // 配置比较输出模式状态 也就是使能PWM输出到端口
timer_ocintpara.ocnpolarity = TIMER_OCN_POLARITY_HIGH; // 通道互补输出极性为高电平
timer_ocintpara.outputnstate = TIMER_CCXN_DISABLE; // 通道互补输出状态失能
timer_ocintpara.ocidlestate = TIMER_OC_IDLE_STATE_LOW; // 信道输出的空闲状态为低
timer_ocintpara.ocnidlestate = TIMER_OCN_IDLE_STATE_LOW;// 信道互补输出的空闲状态为低
/* 配置定时器输出功能 */
timer_channel_output_config(BSP_SIG_TIMER,BSP_SIG_CHANNEL,&timer_ocintpara);
/* 配置占空比 范围 0 ~ (per-1) */
// t = 0.5ms——————-舵机会转动 0 °
// t = 1.0ms——————-舵机会转动 45°
// t = 1.5ms——————-舵机会转动 90°
// t = 2.0ms——————-舵机会转动 135°
// t = 2.5ms——————-舵机会转动180°
// 1.我该如何计算括号里的数，从而实现我想要的功能？
// 此处以90度为例。
// 答：PWM周期为20ms，所以占空比就应该为1.5ms/20ms = 7.5%，
// 所以 TIMx 捕获比较 1 寄存器值就为period-period*7.5% = 200-200*7.5%=185
timer_channel_output_pulse_value_config(BSP_SIG_TIMER,BSP_SIG_CHANNEL,185);
// 配置定时器通道输出比较模式
timer_channel_output_mode_config(BSP_SIG_TIMER,BSP_SIG_CHANNEL,TIMER_OC_MODE_PWM1);
// 配置定时器通道输出影子寄存器
timer_channel_output_shadow_config(BSP_SIG_TIMER,BSP_SIG_CHANNEL,TIMER_OC_SHADOW_DISABLE);
/* 只有高级定时器使用 */
timer_auto_reload_shadow_enable(BSP_SIG_TIMER);
timer_primary_output_config(BSP_SIG_TIMER, ENABLE);
/* 使能定时器 */
timer_enable(BSP_SIG_TIMER);
}
/******************************************************************
* 函 数 名 称：Set_Servo_Angle
* 函 数 说 明：设置角度
* 函 数 形 参：angle=要设置的角度，范围0-180
* 函 数 返 回：无
* 作 者：LC
* 备 注：无
******************************************************************/
void Set_Servo_Angle(unsigned int angle)
{
unsigned int ServoAngle = 0;
//设置的角度超过180度
if( angle > 180 )
{
return ;
}
//保存设置的角度
Servo_Angle = angle;
//换算角度
//高电平时间=0.5ms+（角度/180°）×2ms
ServoAngle = (int)(200*(1-((0.5+angle/90.0)/20.0)));
timer_channel_output_pulse_value_config(BSP_SIG_TIMER,BSP_SIG_CHANNEL,ServoAngle);
}
/******************************************************************
* 函 数 名 称：读取当前角度
* 函 数 说 明：Get_Servo_Angle
* 函 数 形 参：无
* 函 数 返 回：当前角度
* 作 者：LC
* 备 注：使用前必须确保之前使用过
void Set_Servo_Angle(unsigned int angle)
函数设置过角度
******************************************************************/
unsigned int Get_Servo_Angle(void)
{
return Servo_Angle;
}1
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在文件 bsp_sg90.h 中，编写如下代码。
cpp
/********************************************************************************
* 测试硬件：立创·梁山派开发板GD32F470ZGT6 使用主频200Mhz 晶振25Mhz
* 版 本 号: V1.0
* 修改作者: LC
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#ifndef _BSP_SG90_H
#define _BSP_SG90_H
#include "gd32f4xx.h"
#include "systick.h"
#define RCU_SIG RCU_GPIOA
#define PORT_SIG GPIOA
#define GPIO_SIG GPIO_PIN_5
#define AF_SIG GPIO_AF_1
#define RCU_SIG_TIMER RCU_TIMER1
#define BSP_SIG_TIMER TIMER1 // 定时器
#define BSP_SIG_CHANNEL TIMER_CH_0 // 定时器通道
void SG90_Init(void);
void Set_Servo_Angle(unsigned int angle);
unsigned int Get_Servo_Angle(void);
void TIM3_PWM_Init_AllChannel(void);
#endif1
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4.8.4 移植验证
在自己工程中的 main 主函数中，编写如下。
c
/********************************************************************************
* 测试硬件：立创·梁山派开发板GD32F470ZGT6 使用主频200Mhz 晶振25Mhz
* 版 本 号: V1.0
* 修改作者: LC
* 修改日期: 2023年06月26日
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#include "gd32f4xx.h"
#include "systick.h"
#include <stdio.h>
#include "bsp_usart.h"
#include "bsp_sg90.h"
/******************************************************************
* 函 数 名 称：
* 函 数 说 明：
* 函 数 形 参：
* 函 数 返 回：
* 作 者：LC
* 备 注：现象为舵机从0度转到180度后，再从0度重新开始转
******************************************************************/
int main(void)
{
int i = 0;
nvic_priority_group_set(NVIC_PRIGROUP_PRE2_SUB2); // 优先级分组
systick_config(); // 滴答定时器初始化
usart_gpio_config(9600U); // 串口0初始化
SG90_Init();
while(1)
{
//timer_channel_output_pulse_value_config(BSP_SIG_TIMER,BSP_SIG_CHANNEL,185);
Set_Servo_Angle(i++);
if( i >= 180 )
{
i = 0;
}
delay_1ms(10);
}
}1
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移植现象：舵机从 0 度转到 180 度后，再从 0 度重新开始转。
移植成功示例，见文件 4.8.4-1 。
文件 4.8.4-1 移植成功示例
通过网盘分享的文件：立创·梁山派GD32F470ZGT6开发板【模块移植手册代码】
链接: https://pan.baidu.com/s/1pp44yjD1Dhh7U9iZ2a11IA 提取码: LCKF