香橙派硬件PWM控制sg90舵机
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
