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STM32实战指南：SG90舵机控制原理与代码详解_sg90舵机工作原理

网友: 技术文档 2025-07-30 13:43:38

知识点1【SG90的简述】

SG90是一款微型舵机（Micro Servo），由TowerPro等厂商提供，广泛用于机器人，舵机云台，舵机控制教学等项目中。

1、基本参数

2、工作原理

SG90内部有电机，齿轮组，电位器和控制板。通过单根线输入（相对舵机）PWM控制信号

3、外观展示

4、接线说明

线颜色 说明 接法说明 棕色 GND 接单片机的地线 红色 VCC（5V） 建议接外部5V供电 橙色 PWM信号 接 STM32 的 PWM 输出引脚

知识点2【SG90分类】

SG90有180°舵机和360°舵机

  • 需要角度控制 → 选 180° 定位舵机 （Standard SG90）
  • 需要可变速度 → 选 360° 连续旋转舵机 （Continuous‑Rotation SG90）

区别如下图：

特性 180° 定位舵机 360° 连续旋转舵机 控制参数意义 脉宽→角度 脉宽→速度方向 是否定位 是 否 适合应用 定点定位、角度扫描 速度驱动、轮式驱动 代码实现区别 设置脉宽一次，持续输出； 持续输出脉宽做速度控制； 停止方式 断开 PWM 脉冲 脉宽回 1.5 ms 或断开

知识点3【180°舵机原理解析】

控制方式：PWM（脉冲宽度调制）

1、舵机通过PWM控制旋转角度

2、通常使用50Hz（周期20ms）的PWM信号。

3、控制信号的高电平时间（脉宽）决定转角，如下图表：

脉宽（ms） 角度（大约值） 0.5 ms 0° 1.5 ms 90° 2.5 ms 180°

知识点4【360°舵机原理解析】

工作流程：

  1. 接收同样的 50 Hz PWM 脉冲
  2. 驱动电路不再做角度锁定，而是将脉宽映射为“速度与方向”控制
  3. 输出轴持续旋转，直到 PWM 脉冲停止或脉宽回到中立值
脉宽 旋转方向与速度 < 1.5 ms 反向旋转，脉宽越短速度越快 ≈ 1.5 ms 停止（无转矩输出） > 1.5 ms 正向旋转，脉宽越长速度越快

知识点5【注意事项】

1、电源要求

SG90的推荐工作电压时5V，不要直接使用STM32板的3.3V供电，否则容易抖动，或不工作。

2、不要强行转动舵机输出轴

容易破坏内部齿轮或位置反馈电位器。

知识点4【代码演示】

我是用的是STM32F10x系列的，TIM2CH1。

main.c

#include \"stm32f10x.h\"#include \"stm32f10x_conf.h\"#include \"usart.h\"#include \"tim.h\"int main(void){//有限级组的配置NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);TIM2_CH1_Init();TIM2_CH1_GPIO_Init();Usart1_Init(9600);TIM3_Init();while(1){}}

tim.c

#include \"tim.h\"#define MAX_SPEED 60.0fconst u16 period = 1000;u16 pulse = 0;int speed = 0;int state = 30;void TIM2_CH1_Init(void){TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM2_TimeBaseStruct;TIM_OCInitTypeDef TIM2_OCStruct;NVIC_InitTypeDef NVIC_TIM2Struct;RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM2,ENABLE);TIM_TimeBaseStructInit(&TIM2_TimeBaseStruct);TIM2_TimeBaseStruct.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1;TIM2_TimeBaseStruct.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;TIM2_TimeBaseStruct.TIM_Period = period - 1;TIM2_TimeBaseStruct.TIM_Prescaler = 1440 - 1;TIM2_TimeBaseStruct.TIM_RepetitionCounter = 0;TIM_TimeBaseInit(TIM2,&TIM2_TimeBaseStruct);pulse = speed * (2/180) *50 + 25;TIM_OCStructInit(&TIM2_OCStruct);TIM2_OCStruct.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM1;TIM2_OCStruct.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_High;TIM2_OCStruct.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable;TIM2_OCStruct.TIM_Pulse = pulse;TIM_OC1Init(TIM2,&TIM2_OCStruct);TIM_Cmd(TIM2,ENABLE);}void TIM3_Init(void){TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM3_TimeBaseStruct;NVIC_InitTypeDef NVIC_TIM3Struct;RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM3,ENABLE);TIM_TimeBaseStructInit(&TIM3_TimeBaseStruct);TIM3_TimeBaseStruct.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1;TIM3_TimeBaseStruct.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;TIM3_TimeBaseStruct.TIM_Period = 20000 - 1;TIM3_TimeBaseStruct.TIM_Prescaler = 7200 - 1;TIM3_TimeBaseStruct.TIM_RepetitionCounter = 0;TIM_TimeBaseInit(TIM3,&TIM3_TimeBaseStruct);NVIC_TIM3Struct.NVIC_IRQChannel = TIM3_IRQn;NVIC_TIM3Struct.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;NVIC_TIM3Struct.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 1;NVIC_TIM3Struct.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1;NVIC_Init(&NVIC_TIM3Struct);TIM_ITConfig(TIM3,TIM_IT_Update,ENABLE);TIM_Cmd(TIM3,ENABLE);}void TIM2_CH1_GPIO_Init(void){GPIO_InitTypeDef GPIOA_InitStruct;RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA,ENABLE);GPIO_StructInit(&GPIOA_InitStruct);GPIOA_InitStruct.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;GPIOA_InitStruct.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0;GPIOA_InitStruct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;GPIO_Init(GPIOA,&GPIOA_InitStruct);}void TIM3_IRQHandler(void){if(TIM_GetITStatus(TIM3,TIM_IT_Update) == SET){TIM_ClearITPendingBit(TIM3,TIM_IT_Update);speed += state;if(speed >= 60){state = -30;}else if(speed <= -60){state = 30;}//角度处理pulse = (u16)(speed * (1.0f/20) *(period / MAX_SPEED) + 1.5f / 20 * 1000);printf(\"Speed：%d r/s\\\\n\",speed);TIM_SetCompare1(TIM2,pulse);}}

usart.c

//串口1初始化void Usart1_Init(u32 Baud){GPIO_InitTypeDef GPIOB_InitStruct;USART_InitTypeDef USART1_InitStruct;//时钟配置 USART1,TX:PA9,RX:PA10RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USART1,ENABLE);RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA,ENABLE);//端口配置GPIOB_InitStruct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;GPIOB_InitStruct.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9;GPIOB_InitStruct.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;GPIO_Init(GPIOA,&GPIOB_InitStruct);GPIOB_InitStruct.GPIO_Pin = GPIO_Pin_10;GPIOB_InitStruct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;GPIO_Init(GPIOA,&GPIOB_InitStruct);//串口初始化USART1_InitStruct.USART_BaudRate = Baud;USART1_InitStruct.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None;USART1_InitStruct.USART_Mode = USART_Mode_Tx | USART_Mode_Rx;USART1_InitStruct.USART_Parity = USART_Parity_No;USART1_InitStruct.USART_StopBits = USART_StopBits_1;USART1_InitStruct.USART_WordLength = USART_WordLength_8b;USART_Init(USART1,&USART1_InitStruct);//使能串口USART_Cmd(USART1,ENABLE);}//串口1发送数据函数发送数据void USART1_Trans(u8 c){while(USART_GetFlagStatus(USART1,USART_FLAG_TXE) == RESET);USART_SendData(USART1,c);while(USART_GetFlagStatus(USART1,USART_FLAG_TC) == RESET);}int fputc(int c,FILE *stream){USART1_Trans((u8)c);return c;}

 代码运行结果

结束

代码重在练习！

代码重在练习！

代码重在练习！

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