OpenHarmony Neptune開發板PWM驅動SG90伺服舵機

作者：顥穹 2021-09-13 10:03:35

開發前端

本文介紹如何在Neptune開發板上，使用openHarmony IoT硬件子系統的PWM接口驅動SG90 伺服舵機。

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本文介紹如何在Neptune開發板上，使用openHarmony IoT硬件子系統的PWM接口驅動SG90 伺服舵機。

一、環境準備

1.1 開發環境、編譯環境搭建，參考官方文檔，參考鏈接如下：

Neptune開發板的環境搭建及使用

1.2 Neptune開發板 openharmony V1.1.0 LTS 版本獲取：

git clone https://gitee.com/hihopeorg_group/neptune-harmony-os1.1-iot.git

二、材料準備

1、Neptune HarmonyOS物聯網 IOT模組

2、SG90 伺服舵機

3、杜邦線若干

三、接線方法

\color{brown}{棕色線}棕色線===>GND
\color{yellow}{黃色線}黃色線===>PB0
\color{red}{紅色線}紅色線===>5V

4、相關基礎知識介紹

鴻蒙系統IoT硬件子系統提供了一些外設相關的接口，目錄位于：

base/iot_hardware/peripheral/interfaces/kits

PWM相關接口，接口頭文件為iot_pwm.h，其中用PWM輸出方波的API：

unsigned int IoTPwmStart(unsigned int port, unsigned short duty, unsigned int freq);

接口參數介紹：

freq:IoTPwmStart接口中freq參數就是PWM實際輸出的方波頻率\color{red}{頻率范圍0-65535}頻率范圍0−65535;

duty:IoTPwmStart接口的duty參數是控制輸出方波的占空比的參數，占空比是指PWM輸出的方波波形的高電平時間占整個方波周期的比例，具體占空比值是 duty /256的比值,，例如想要輸出占空比50%的方波信號，那么duty填的值就要是128;

五、SG90 伺服舵機驅動原理

舵機的控制一般需要一個20ms的時基脈沖，該脈沖的高電平部分一般為0.5ms~2.5ms范圍內的角度控制脈沖部分

需要產生一個20ms的時基脈沖所需的頻率為50HZ

(f=1/T，二者成反比(其中f為頻率，T為周期)。頻率是單位時間內完成周期性變化的次數，是描述周期運動頻繁程度的量。周期，物體作往復運動或物理量作周而復始的變化時，重復一次所經歷的時間)

占空比 = t / T 相關參數如下：

t = 0.5ms------0 °
t = 1.0ms------45°
t = 1.5ms------90°
t = 2.0ms------135°
t = 2.5ms------180°

PWM占空比是指在一個周期內，信號處于高電平的時間占據整個信號周期的百分比，由于PWM周期為20ms，所以(以舵機會轉動 45°為例)，占空比就應該為1ms/20ms = 5%

六.編寫代碼

有了以上知識，我們就可以編寫代碼了，關鍵代碼如下：

void Servo_Angle_Control(uint32_t angle)//舵機角度控制函數

void Servo_Angle_Control(uint32_t angle)//舵機角度控制函數 
{ 
  float time=0;  
  float dutytime=0; 
  uint16_t duty=0; 
  time=angle/9;                         //計算角度所對應時間 
  dutytime=(time+5)/200;                //公式(angle/90+0.5)/20 
  duty=256*dutytime;                    //計算占空比 
  //printf("angle:%d\n",angle); 
  //printf("duty:%0.1f%%\n",dutytime*100); 
  IoTPwmStart(0,duty,50); 
} 
 
static void PWMTask(void *arg) 
{ 
    osDelay(20); 
    (void)arg; 
    int t=5; 
    while (t--) 
    { 
    Servo_Angle_Control(0); 
    osDelay(200); 
    Servo_Angle_Control(45); 
    osDelay(200); 
    Servo_Angle_Control(90); 
    osDelay(200); 
    Servo_Angle_Control(135); 
    osDelay(200); 
    Servo_Angle_Control(180); 
    osDelay(200);  
    } 
    return NULL; 
}