## 第04课 舵机控制
### （1）项目介绍：
舵机是一种位置伺服的驱动器，主要是由外壳、电路板、无核心马达、齿轮与位置检测器所构成。其工作原理是由接收机或者单片机发出信号给舵机，其内部有一个基准电路，产生周期为20ms，宽度为1.5ms 的基准信号，将获得的直流偏置电压与电位器的电压比较，获得电压差输出。
舵机有很多规格，但所有的舵机都有外接三根线，分别用棕、红、橙三种颜色进行区分，由于舵机品牌不同，颜色也会有所差异，棕色为接地线，红色为电源正极线，橙色为信号线。
舵机的转动的角度是通过调节PWM（脉冲宽度调制）信号的占空比来实现的，标准PWM（脉冲宽度调制）信号的周期固定为20ms（50Hz），理论上脉宽分布应在1ms到2ms 之间，但是，事实上脉宽可由0.5ms 到2.5ms 之间，脉宽和舵机的转角0°～180°相对应。
对应的舵机角度值如下:
### （2）舵机参数：
工作电压：DC 4.8V〜6V
可操作角度范围：大约 About 180°(在 500→2500 μsec)
脉波宽度范围：500→2500 μsec
空载转速：0.12±0.01 sec/60（DC 4.8V） 0.1±0.01 sec/60（DC 6V）
空载电流：200±20mA（DC 4.8V） 220±20mA（DC 6V）
停止扭力：1.3±0.01kg·cm（DC 4.8V） 1.5±0.1kg·cm（DC 6V）
停止电流：≦850mA（DC 4.8V） ≦1000mA（DC 6V）
待机电流：3±1mA（DC 4.8V） 4±1mA（DC 6V）
### （3）项目组件
| Keyes Uno Plus 开发板 红色环保*1 | Keyes brick L298P 电机驱动扩展板 V1*1 | Keyes SG90 9G 舵机*1 |
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| USB线*1 | | 18650双节电池盒*1
（电池 *2自配） |
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### （4）接线图：
接线注意：舵机连接到G（GND）、V（VCC）、10，舵机的棕色线是与Gnd(G)相连，红色线与5v(V)相连，橙色线是与数字10相连的。接舵机的时候必须要外接供电，因为驱动舵机的电流要求比较大，一般峰值的情况下接近1A，开发板的电流远远不够。如果不接外接电源，很有可能烧坏开发板。
### （5）项目代码1：
**示例代码 1（KE0165_4.1.ino）：**
```cpp
/*
keyes 4WD 多功能智能车
课程 4.1
舵机控制
http://www.keyes-robot.com
*/
#define SERVO_PIN 10 // 舵机引脚
int pos; // 舵机角度变量
int pulseWidth; // 舵机脉宽变量
/* 功能：初始化设置 */
void setup() {
pinMode(SERVO_PIN, OUTPUT); // 设置舵机引脚为输出
setServoAngle(0); // 设置舵机角度为0度
}
/* 功能：主循环，舵机从0度转到180度再转回0度 */
void loop() {
for (pos = 0; pos <= 180; pos += 1) { // 从0度转到180度，步进1度
setServoAngle(pos); // 设置舵机角度
delay(15); // 控制舵机转动速度
}
for (pos = 180; pos >= 0; pos -= 1) { // 从180度转回0度，步进1度
setServoAngle(pos); // 设置舵机角度
delay(15); // 控制舵机转动速度
}
}
/* 功能：根据角度设置舵机脉宽信号 */
void setServoAngle(int angle) {
pulseWidth = angle * 11 + 500; // 计算脉宽值，单位微秒
digitalWrite(SERVO_PIN, HIGH); // 发送高电平
delayMicroseconds(pulseWidth); // 高电平持续时间即脉宽
digitalWrite(SERVO_PIN, LOW); // 发送低电平
delay(20 - pulseWidth / 1000); // 低电平持续时间，周期20ms
}
```
在上传代码成功，我们可以看到舵机在0°到180°角度范围来回摆动。
其实我们还可以有一种更简单的方法控制舵机，就是使用Arduino的舵机库文件，可以参考Arduino 官方的使用说明：，
以下是使用了舵机库文件的程序,接线图不变
### （6）项目代码2:
**示例代码 2（KE0165_4.2.ino）：**
```cpp
/*
keyes 4WD 多功能智能车
课程 4.2
舵机控制
http://www.keyes-robot.com
*/
#include
#define SERVO_PIN 10 // 舵机信号引脚
Servo myServo; // 创建舵机对象控制舵机
int pos = 0; // 舵机位置变量
/* 功能：初始化舵机 */
void setup() {
myServo.attach(SERVO_PIN); // 绑定舵机信号引脚
}
/* 功能：循环控制舵机从 0 度转到 180 度再回到 0 度 */
void loop() {
for (pos = 0; pos <= 180; pos += 1) { // 从 0 度转到 180 度，步进 1 度
myServo.write(pos); // 设置舵机位置
delay(15); // 等待舵机到达位置
}
for (pos = 180; pos >= 0; pos -= 1) { // 从 180 度转回 0 度，步进 1 度
myServo.write(pos); // 设置舵机位置
delay(15); // 等待舵机到达位置
}
}
```
### （7）项目结果：
上传代码成功，上电后，舵机也是在0°到180°角度范围来回摆动。这两个项目的效果是一样的 ，通常我们使用库文件来控制的比较多。
### （8）代码说明:
**#include **是Arduino自带的Servo函数及其语句，下面是舵机函数的几个常用语句：
**1、attach（接口）**——设定舵机的接口，只有9或10接口可用。
**2、write（角度）**——用于设定舵机旋转角度的语句，可设定的角度范围是0°到180°。
**3、read（）**——用于读取舵机角度的语句，可理解为读取最后一条write()命令中的值。
**4、attached（）**——判断舵机参数是否已发送到舵机所在接口。
注：以上语句的书写格式均为“舵机变量名.具体语句（）”例如：myservo.attach(9)。