香橙派硬件PWM控制sg90舵机

2024-05-21 15:13 由 ouyanglingle 发表于 #后端开发

本人机械电子专业的大一学生一枚，这是我在博客园的第一篇随笔

2024年4月份我在二手平台花费300大洋入手了香橙派zero3和3B，买回来后一开始是装上ubuntu跑QQ机器人和minecraft服务器的，所以虽然看到了板子上的40pin引脚，但当时并未立即探索其硬件扩展功能。几天后，好奇心驱使我深入了解这些引脚的用途，我开始研究香橙派的GPIO编程。故发表随笔来记录我的折腾之旅。

180度舵机作为一种常见的执行机构，广泛应用于机器人关节控制、摄像头云台调整等场景。要驱动舵机，关键在于理解PWM（脉冲宽度调制）信号的生成与控制。不过在香橙派上使用wiringPi来输出PWM不需要像stm32一样去配置各种寄存器，还算是方便一些。

　　我们需要以下函数来输出硬件PWM波（以香橙派3B为例）

1 pinMode(int pin, int Mode); // 设置引脚为pwm输出，参数Mode为PWM_OUTPUT
2 pwmSetClock(int pin,int divisor); // 参数divisor为div
3 pwmSetRange(int pin,unsigned int range); // 参数range为arr
4 pwmWrite(int pin, int value); // 参数value为ccr

　　硬件PWM的频率是可调的，有适用于香橙派的计算公式

频率 = 24000000 / (arr * div);
占空比 = ccr / arr;

　　下面写一个控制sg90舵机旋转到45度处的代码

1 #include "wiringPi.h"
2 #include <stdio.h>
3 #define PWM_pin 21 
4 //香橙派3B的硬件PWM输出引脚为wpi编号下的2和21号引脚，这里使用21号引脚
5 int main()
6 {
7     int div = 8;
8     int arr = 60000;
9     int ccr = 3000;
10    //频率= 24000000 / (60000 * 8) = 50Hz   sg90舵机要50Hz才能正常驱动
11    if (wiringPiSetup() == -1) {printf("初始化失败惹＞︿＜");}
12    pinMode(PWM_pin, PWM_OUTPUT);
13    while (1)
14    {
15        pwmSetClock(PWM_pin, div);
16        pwmSetRange(PWM_pin, arr);
17        pwmWrite(PWM_pin, ccr);
18        //占空比duty = ccr / arr = 5.0% 对应45度位置   
19    }
20 }

　　保存，命名为main.c

　　我是用vscode远程连接到香橙派3B的，在控制台输入gpio readall就可以看到香橙派3B的引脚定义图。使用cd命令进入代码所在文件夹,输入

orangepi@orangepi3b:my-project/ $ gcc main.c -o test1 -lwiringPi

　　然后再输入

orangepi@orangepi3b:my-project/ $ sudo ./test1

　　按照提示输入密码后就可以看到舵机转到了45度处

　　python的代码和c语言版本大同小异，如下

 1 import wiringpi as pi
 2 from wiringpi import GPIO
 3 
 4 PWM_PIN = 21
 5 div = 8
 6 arr = 60000
 7 ccr = 4500
 8 if pi.wiringPiSetup() == -1:
 9     print("初始化失败惹＞︿＜")
10 pi.pinMode(PWM_PIN,GPIO.PWM_OUTPUT)
11 while True:
12     pi.pwmSetClock(PWM_PIN, div)
13     pi.pwmSetRange(PWM_PIN, arr)
14     pi.pwmWrite(PWM_PIN, ccr) # duty = 7.5% 对应 90度

　　保存为main.py 然后以管理员身份执行

   python3 main.py

　　是可以看到舵机转到了90度位置处

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