Arduino控制舵机详解 附代码

Arduino使用C/C++编写程序,虽然C++兼容C语言，但不是C语言。C语言是Arduino语言的一种。早期的Arduino核心库使用C语言编写，后来引进了面向对象的思想，目前最新的Arduino核心库采用C与C++混合编写而成。

rduino是一款便捷灵活、方便上手的开源电子原型平台。包含硬件(各种型号的Arduino板)和软件(ArduinoIDE)。由一个欧洲开发团队于2005年冬季开发。其成员包括Massimo Banzi、David Cuartielles、Tom Igoe、Gianluca Martino、David Mellis和Nicholas Zambetti等。

它构建于开放原始码simple I/O介面版，并且具有使用类似Java、C语言的Processing/Wiring开发环境。主要包含两个的部分：硬件部分是可以用来做电路连接的Arduino电路板;另外一个则是Arduino IDE，你的计算机中的程序开发环境。你只要在IDE中编写程序代码，将程序上传到Arduino电路板后，程序便会告诉Arduino电路板要做些什么了。

Arduino能通过各种各样的传感器来感知环境，通过控制灯光、马达和其他的装置来反馈、影响环境。板子上的微控制器可以通过Arduino的编程语言来编写程序，编译成二进制文件，烧录进微控制器。对Arduino的编程是通过 Arduino编程语言 (基于 Wiring)和Arduino开发环境(基于 Processing)来实现的。基于Arduino的项目，可以只包含Arduino，也可以包含Arduino和其他一些在PC上运行的软件，它们之间进行通信 (比如 Flash, Processing, MaxMSP)来实现。

1. 舵机简介

舵机是一种位置（角度）伺服的驱动器。舵机只是一种通俗的叫法，其实质是一个伺服马达。在需要角度不断变化并可以保持的控制系统中应用广泛。如遥控机械人、飞机模型等。

舵机的转动角度为0~180°，其内部结构包括电机，控制电路和机械结构三部分。电机有三根线引出，分别接VCC、GNG和信号线。主要有两种引出线的格式：

• 棕、红、橙（棕色连接GND、红色连接VCC、橙色连接信号);
• 红、黑、黄（红色连接VCC、黑色连接GND、黄色连接信号)。

图1 舵机实物图

2 硬件电路连线

Arduino

3 项目：舵机来回转动

实现功能：舵机0~180°来回转动。

3.1 控制代码

#include <Servo.h>            //加载文件库
int pos = 0;
Servo myservo;
void setup()
{
  myservo.attach(9, 500, 2500);          //修正脉冲宽度
}
void loop()
{
  for (pos = 0; pos <= 180; pos += 1) {       //pos+=1等价于pos=pos+1
    myservo.write(pos);
    delay(15);					
  }
  for (pos = 180; pos >= 0; pos -= 1) {
    myservo.write(pos);
    delay(15); 					
  }
}

3.2 仿真结果

图2 舵机连线及仿真图

4 项目2：光控舵机

实现功能：随着光照强度增加，舵机跟着转动。A0产生的模拟值大于500时，内置的13引脚的可编程LED发光。

4.1硬件电路连线

Arduino

4.2 控制代码

#include <Servo.h>
const int sensorPin = A0;       
int led=13;         
int pos = 0;
Servo myservo;//创建舵机对象
void setup(){
  myservo.attach(9, 500, 2500);
  pinMode(led,OUTPUT);
  Serial.begin(9600);
}
void loop(){
  int val=analogRead(sensorPin);
  if(val>500){
    digitalWrite(led,HIGH);
  }
  else{
    digitalWrite(led,LOW);
  }
  int yp=map(val,0,1023,0,180);
    //数值转换，将[0,1023]产生的模拟值转换成[0,180]中的值
  Serial.println(yp);
  myservo.write(yp);
  delay(10);
}

4.3 仿真结果

图4 光控舵机仿真

5项目3：串口控制舵机和内置LED灯

实现功能如下：

串口输入2，led点亮，同时串口打印“ON”，舵机转动到90°。

串口输入4，led熄灭，同时串口打印“OFF”，舵机转动到180°

 
#include <Servo.h>
int led4=4;       
int led=13;         
Servo myservo;//创建舵机对象
void setup(){
  myservo.attach(9, 500, 2500);
  pinMode(led,OUTPUT);
  pinMode(led4,OUTPUT);
  Serial.begin(9600);
}
void loop(){
  if(Serial.available()>0){
    char c=Serial.read();
    if(c=='2'){
      digitalWrite(led,HIGH);
      digitalWrite(led4,HIGH);
      myservo.write(90);
      Serial.println("ON");
    }
   	else if(c=='4'){
      digitalWrite(led,LOW);
      digitalWrite(led4,LOW);
      myservo.write(180);
      Serial.println("OFF");
    }
  }
}

5.1仿真结果

图4 串口控制舵机仿真

6 用到的函数解释

• Serial.begin()是串口初始化函数，设置传输速率。
• Serial.println()与Serial.print()的区别在于前者具备换行功能，后者不具备。
• Servo.h是舵机库文件，直接在Aruidno IDE中可以加载。
• Servo myservo为创建对象，本质就是一个名称，myservo可自己命名。
• myservo.attach(9)表示控制舵机的引脚。
• myservo.write(45)表示舵机旋转到45°的位置，而不是旋转了45°。
• map()函数的使用率比较高，将某一区间的值转换为另外区间的值。

语法格式为： val =map(value, fromLow, fromHigh, toLow, toHigh);

val，value为同类型变量，fromHigh与fromLow为变量a的最大与最小值，toHigh与toLow为val变量的最大与最小值。map()函数根据范围比例即可将某一区间的值缩放至另外区间的值，并将值赋予val。

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