SG90舵机的使用

1.SG90舵机官方数据
尺寸：21.5mmX11.8mmX22.7mm
重量：9克（1kg=1公斤=2斤）
无负载速度：0.12秒/60度(4.8V) 0.002s/度
堵转扭矩：1.2-1.4公斤/厘米(4.8V)
使用温度：-30~~+60摄氏度
死区设定：7us (7MHZ)
工作电压：4.8V-6V
位置等级:1024级
脉冲控制精度为2us

2.舵机的作用
舵机是一种位置（角度）伺服的驱动器，适用于那些需要角度不断变化并可以保持的控制系统。目前，在高档遥控玩具，如飞机、潜艇模型，遥控机器人中已经得到了普遍应用。
主要用于需要输出某一控制角度的场合，舵机可以根据控制信号来输出指定的角度，常见的有0-90°、0-180°、0-360°，这几种舵机除了能够输出最大角度不同之外，价格和性能参数没有任何区别（同一型号而言）。

3.工作原理
舵机主要是由外壳、电路板、驱动马达、减速器与位置检测元件所构成。其工作原理是由接收机发出讯号给舵机，经由电路板上的 IC驱动无核心马达开始转动，透过减速齿轮将动力传至摆臂，同时由位置检测器送回讯号，判断是否已经到达定位。位置检测器其实就是可变电阻，当舵机转动时电阻值也会随之改变，藉由检测电阻值便可知转动的角度。一般的伺服马达是将细铜线缠绕在三极转子上，当电流流经线圈时便会产生磁场，与转子外围的磁铁产生排斥作用，进而产生转动的作用力。依据物理学原理，物体的转动惯量与质量成正比，因此要转动质量愈大的物体，所需的作用力也愈大。舵机为求转速快、耗电小，于是将细铜线缠绕成极薄的中空圆柱体，形成一个重量极轻的无极中空转子，并将磁铁置於圆柱体内，这就是空心杯马达。

下面咱们针对具体型号，比如SG90模拟舵机和MG90S数字舵机，来看看这两者之间的区别。
首先，引脚都是兼容的三根线排列一致，分别是GND(棕色)、VCC(红色)、PWM(黄色)，控制方式也是一样的PWM时序，具体的方法如下：
（1）.采用PWM控制的方式来进行舵机的操纵

（2）.舵机的控制需要MCU产生一个20ms的脉冲信号，以0.5ms到2.5ms的高电平来控制舵机的角度

（3）.数据:

0.5ms-------------0度； 2.5% 对应函数中占空比为250
1.0ms------------45度； 5.0% 对应函数中占空比为500
1.5ms------------90度； 7.5% 对应函数中占空比为750
2.0ms-----------135度； 10.0% 对应函数中占空比为1000
2.5ms-----------180度； 12.5% 对应函数中占空比为1250

4.用到的函数
主要有两个，一个是pwm_init()，用来确定PWM的输出引脚和初始占空比、工作频率等信息，还有一个是pwm_duty()，用于工作时给PWM设置不同的占空比，代码如下：

 pwm_init(PWM1_P11, 50, 0);
    while(1)
	{
   pwm_duty(PWM1_P11, 250);  //0°
		delay_ms(1000);
		pwm_duty(PWM1_P11, 500); //45°
		delay_ms(1000);
		  pwm_duty(PWM1_P11, 750); //90°
		delay_ms(1000);
		pwm_duty(PWM1_P11, 1000); //135°
		delay_ms(1000);
				pwm_duty(PWM1_P11, 1250); //180°
		delay_ms(1000);
    }

由于12C5A60S2的PCA产生PWM波的话输出频率最低只能达到10khz左右，所以采用可以自由调整频率的STC8单片机，就不用自己去用定时器实现了，十分方便，如下是一个关于舵机如何工作的概念图，实际使用应该像代码那样配置(对于自己手上这款舵机而言)。

5.SG90的能耗问题
① 舵机上电，无pwm控制信号
此时舵机不工作，静态电流均为4mA左右，舵机不会自动复位，完全不动作。
② 舵机上电，有pwm控制信号，舵机工作在输出到指定角度的过程中
此时舵机工作，需要消耗大约300mA的工作电流。
③舵机上电，有pwm控制信号，舵机已工作至指定角度
此时，舵机主要工作是维持指定角度，如果无外力抗拒，则消耗电流较小，SG90大约需要5mA，MG90S大约需要8mA左右。当然如果有外力抗拒的话则输出电流增大以抗拒外力。

6.实验结果图示：

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（2）.舵机的控制需要MCU产生一个20ms的脉冲信号，以0.5ms到2.5ms的高电平来控制舵机的角度

（3）.数据:

 pwm_init(PWM1_P11, 50, 0);
    while(1)
	{
   pwm_duty(PWM1_P11, 250);  //0°
		delay_ms(1000);
		pwm_duty(PWM1_P11, 500); //45°
		delay_ms(1000);
		  pwm_duty(PWM1_P11, 750); //90°
		delay_ms(1000);
		pwm_duty(PWM1_P11, 1000); //135°
		delay_ms(1000);
				pwm_duty(PWM1_P11, 1250); //180°
		delay_ms(1000);
    }