第十二课：树莓驱动SG90派舵机

2024-02-23 10:30:40

一、PWM简介

脉宽调制(PWM)是指用微处理器的数字输出来对模拟电路进行控制，是一种对模拟信号电平进行数字编码的方法

PWM（Pulse Width Modulation）：脉冲宽度调制

脉冲：方波，频率(freq)

宽度：高电平的宽度，占空比(duty)

周期：CYCLE

占空比：高电平的占比（100&中占百分几）

占空比静态示意图：

占空比动态示意图：

二、树莓派如何输出PWM（主要介绍软件模拟PWM的方法）

wiringPi两种方式产生PWM

第一种：硬件PWM---------->(精确的PWM控制)

第二种：软件模拟PWM

（1）查看开发手册树莓派wiringPi库详释（借鉴）

头文件：#include<softPwm.h>

int softPwmCreate (int pin, int initialValue, int pwmRange)

pin：设置为软件PWM输出引脚

initalValue：引脚输出的初始值

pwmRange：PWM值的范围上限

建议使用100.

返回：0表示成功。

创建一个模拟的PWM输出引脚

void softPwmWrite (int pin, int value)

pin：PWM输出引脚

value：PWM引脚输出的值

输出的PWM值

（2）树莓派呼吸灯代码（软件模拟PWM）

 #include <stdio.h>
 #include <wiringPi.h>
 #include <softPwm.h>

 #define LED 29

 int main(void)
 {
     int i = 0;
     if(wiringPiSetup() == -1)
     {
          printf("gpio error!\n");
          return -1;
     }
     softPwmCreate(LED, 0, 100); //创建一个模拟的PWM输出引脚
     while (1)
     {
           for (i=0; i<100; i++)
           {
                softPwmWrite(LED, i);//输出的PWM值
                delay(20);
           }
           for(i=100;i>0;i--)
           {
                softPwmWrite(LED,i);//输出的PWM值
                delay(20);
           }
     }
     return 0;
 }

(3)编译(注意：链接库-lpthread -lwiringPi)

pi@raspberrypi:~/raspberry/SG90 $ ls
a.out  LED.c
pi@raspberrypi:~/raspberry/SG90 $ gcc LED.c -lpthread -lwiringPi
pi@raspberrypi:~/raspberry/SG90 $

三、树莓派控制舵机旋转角度

（一）舵机SG90介绍

（二）占空比与舵机旋转角度关系示意图

20ms脉冲周期	高电平时间	舵机旋转角度
	0.5ms	0度
	1.0ms	45度
	1.5ms	90度
	2.0ms	135度
	2.5ms	180度

动态示意图

四、树莓派与SG90舵机连接示意图

五、软件代码

根据公式：`PWMfreq = 1 x 10^6 / (100 x range)` ，要得到PWM频率为50Hz，则range为200，即周期分为200步。

#include <wiringPi.h>
#include <softPwm.h>
#include <stdio.h>
#define PWM_PIN     29

int main(void)
{
     if(wiringPiSetup() == -1)
     {
          printf("gpio error!\n");
          return -1;
     }
    pinMode(PWM_PIN, OUTPUT);
    softPwmCreate(PWM_PIN, 0, 200);     
    
    int num ;
    while(1) 
    {
        scanf("%d",&num);
        switch()
        {
            case 45:
                softPwmWrite(PWM_PIN, 20);
            break;
            case 90:
                softPwmWrite(PWM_PIN, 25);
            break;

            defualt:
            break;
        }
    }
    return 0 ;
}

编译(注意：链接库-lpthread -lwiringPi)

pi@raspberrypi:~/raspberry/SG90 $ ls
a.out  
pi@raspberrypi:~/raspberry/SG90 $ gcc LED.c -lpthread -lwiringPi
pi@raspberrypi:~/raspberry/SG90 $

码农公寓