STM32G474单片机开发入门(二十三)180度SG90舵机详解及实战

SG90舵机目前在航模、遥控机器人中已经使用的比较普遍。本文介绍了180度SG90舵机原理，角度旋转控制，用STM32G474RET6单片机进行舵机180度旋转实验

光子物联

1546人浏览 · 2025-10-23 11:00:30

光子物联 · 2025-10-23 11:00:30 发布

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一.概要

SG90舵机是一种位置(角度)伺服的驱动器，适用于那些需要角度不断变化并可以保持的控制系统。在机器人机电控制系统中，舵机控制效果是性能的重要影响因素。舵机可以在微机电系统和航模中作为基本的输出执行机构，其简单的控制和输出使得单片机系统非常容易驱动起来。

在这里插入图片描述

二.SG90舵机介绍

尺寸：21.5mmX11.8mmX22.7mm
重量：9克（1kg=1公斤=2斤）
无负载速度：0.12秒/60度(4.8V)0.002s/度
堵转扭矩：1.2-1.4公斤/厘米(4.8V)
使用温度：-30~~+60摄氏度
死区设定：7us(7MHZ)
工作电压：4.8V-6V
位置等级:1024级
脉冲控制精度为2us

舵机一般可以在0-180度或0-360度转动任意角度，经常用于小车小船转向控制和机械臂的关节等。舵机的转动角度范围不是固定的，一般我们选用0-180度旋转的舵机，简称180度舵机。

三.SG90舵机的原理

舵机的工作原理主要由电机、电子控制板和位置反馈器三部分组成。当系统通过SG90 PWM信号控制电子控制板，电机内部的电机轴向上旋转或下旋转，以此产生转动机械上的输出轴，输出一定的转角位置。位置反馈器会读取输出轴的角度位置信息，并将该信息反馈给电子控制板，从而实现闭环控制。

四.SG90舵机的的角度控制

SG90舵机，首先，控制引脚都是三根线，分别是GND(棕色)、VCC(红色)、PWM(黄色)，控制方式也是一样的PWM时序，具体的方法如下：

（1）采用PWM控制的方式来进行舵机的旋转
（2）舵机的控制需要MCU产生一个20ms的脉冲信号，以0.5ms到2.5ms的高电平来控制舵机的角度。
（3）高电平时间跟舵机旋转的角度对应关系:
0.5ms-------------0度；对应函数中占空比为2.5%
1.0ms------------45度；对应函数中占空比为5.0%
1.5ms------------90度；对应函数中占空比为7.5%
2.0ms-----------135度；对应函数中占空比为10.0%
2.5ms-----------180度；对应函数中占空比为12.5%

180舵机是根据接收到的PWM波高电平时间进行旋转，到了指定角度就不旋转了，再发同样的PWM波也不会旋转了，除非换高电平时间不同的PWM波。

视频演示

180度SG90舵机不同PWM波高电平时间对应旋转角度

五.STM32G474单片机驱动SG90舵机180度来回旋转实验

1.硬件准备

STLINK接STM32G474RET6开发板，STLINK接电脑USB口，板子接5V USB线供电，用3根杜邦线把开发板5V与舵机红色线，开发板GND与舵机棕色线，开发板PB1脚与舵机黄色线相连。

在这里插入图片描述

2.创建CubeMX工程

如下图所示，打开STM32CubeMX软件，新建工程。
在这里插入图片描述
如下图所示，Part Number处输入STM32G474RE，再双击就创建新的工程。

如下图所示，配置下载口引脚，PA13为SWD的SWDIO脚，PA14为SWD的SWCLK脚。
在这里插入图片描述

如下图所示，单片机PWM输出引脚，PB1引脚为TIM3的通道4输出引脚，周期为20ms。
在这里插入图片描述

如下图所示，配置系统主频170Mhz，使用外部8MHZ晶振。
在这里插入图片描述

在这里插入图片描述

配置工程文件名，保存路径，KEIL5工程输出方式，生成工程。
在这里插入图片描述

如下图所示，工程中添加舵机控制。
在这里插入图片描述
PWM波占空比控制，改变变量值从而控制占空比，Pluse_Time变量的单位是us，如果值为500，就是0.5ms。

主要代码如下

uint16_t Pluse_Time=500;//0.5毫秒脉冲，旋转到0度，MX_TIM3_Init函数里会调用
/* USER CODE END PFP */

/* Private user code ---------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN 0 */

/* USER CODE END 0 */

/**
  * @brief  The application entry point.
  * @retval int
  */
int main(void)
{
  /* USER CODE BEGIN 1 */

  /* USER CODE END 1 */

  /* MCU Configuration--------------------------------------------------------*/

  /* Reset of all peripherals, Initializes the Flash interface and the Systick. */
  HAL_Init();

  /* USER CODE BEGIN Init */

  /* USER CODE END Init */

  /* Configure the system clock */
  SystemClock_Config();//8M外部晶振，170MHZ系统主频

  /* USER CODE BEGIN SysInit */

  /* USER CODE END SysInit */

  /* Initialize all configured peripherals */
  MX_GPIO_Init();
  MX_TIM3_Init();//定时器3初始化，周期20ms,高电平时间0.5ms
  /* USER CODE BEGIN 2 */
  if (HAL_TIM_PWM_Start(&htim3, TIM_CHANNEL_4) != HAL_OK)//PB1脚PWM输出
  {
    /* PWM generation Error */
    while(1);
  }
  /* USER CODE END 2 */
  /* Infinite loop */
  /* USER CODE BEGIN WHILE */
  while (1)
  {
    /* USER CODE END WHILE */
    /* USER CODE BEGIN 3 */
		if(Pluse_Time==500)//如果原先是0.5ms的脉冲，改成2.5ms
			{
				Pluse_Time=2500;//2.5毫秒脉冲，旋转到180度
				HAL_TIM_PWM_Stop(&htim3, TIM_CHANNEL_4);//PWM停止输出
				MX_TIM3_Init();//重新初始化配置PWM波
				if (HAL_TIM_PWM_Start(&htim3, TIM_CHANNEL_4) != HAL_OK)//PB1脚PWM输出
				{
				/* PWM generation Error */
				while(1);
				}
				HAL_Delay(5000);//等待5秒
			}
			if(Pluse_Time==2500)//如果原先是2.5ms的脉冲，改成0.5ms
			{
				Pluse_Time=500;//0.5毫秒脉冲，旋转到0度
				HAL_TIM_PWM_Stop(&htim3, TIM_CHANNEL_4);//PWM停止输出
				MX_TIM3_Init();//重新初始化配置PWM波
				if (HAL_TIM_PWM_Start(&htim3, TIM_CHANNEL_4) != HAL_OK)//PB1脚PWM输出
				{
				/* PWM generation Error */
				while(1);
				}
				HAL_Delay(5000);//等待5秒
			}
  }
  /* USER CODE END 3 */
}