1）舵機的用途

伺服舵機一般也簡稱為舵機，是一種可以精確控制位置的電機系統，它可以通過控制指令輸出指定的旋轉角度。

與普通直流電機的區別主要在：直流電機是一圈圈轉動的，舵機只能在一定角度內轉動，到達指定的位置后就停止；舵機一般有最大旋轉角度，不能360°旋轉。普通直流電機一般是整圈轉動適合做動力用，舵機是控制某物體轉動一定角度用，適合用于控制轉向、姿態、或者用作運動關節。

2）舵機的參數

扭力，由于舵機的動力來自于電機和減速齒輪組，它的輸出扭力比較大，常見的玩具級別的9g舵機也能提供1.5kg/cm~1.8kg/cm的扭力，見下圖：

舵機的另一個重要的參數是速度，就是上圖中的Operating Speed參數，主要表征了舵機最快能轉動的角速率，如上圖中，在6V電壓無負載的情況下，這款舵機0.1s時間能轉過60°角。

3）舵機的工作原理

舵機的內部是由直流電機、減速齒輪組、傳感器和控制電路組成，是一個閉環的控制系統，它的原理框圖如下：

舵機的軸上連接有一個電位器作為位置檢測傳感器，舵軸轉動時，電位器輸出的電壓會變化（也就是可以通過電壓得知舵軸的角度）。外部輸入控制信號時，控制電路會比較控制信號與舵軸位置是否有偏差，如果不同，則會控制馬達驅動舵軸轉到預定的位置，直到控制信號與舵軸位置相同。這個控制系統一般也是由PID實現的。

我們在使用舵機時，可以不用考慮它內部是如何工作的，只需要按規則給出合適的控制信號即可。

舵機對外的接口一般是三根線：

正極、負極用于供電；信號線用于接收控制信號，這個控制信號一般是PWM波，利用PWM波的占空比來控制舵機的輸出角度。

具體控制規則是：PWM波的周期為20ms，脈沖高電平一般為0.5ms~2.5ms。0.5ms時舵機輸出最大負角度，2.5ms時舵機輸出最大正角度，中間的脈寬和角度線性對應，如下圖所示：

了解了上述的驅動規則，就不難理解為什么很多成品的航模遙控裝置，其接收機的各通道輸出，既可以接到電調上，也可以接到舵機上，因為電調和舵機都可以通過PWM波控制的。

4）舵機驅動編程實踐

現在我們就編寫一個程序來實現舵機的驅動，還是使用stm32f103C8t6最小系統板作為硬件。

舵機的負極連GND，正極連5V，信號線連到單片機的PB1引腳上。

在cubemx中建立工程，如下設置，使用定時器3的ch4輸出pwm：

PWM波的參數，配置為20ms周期，初值脈沖寬度為0.5ms，生成keil工程。

然后再keil工程中添加代碼：

Tim.c文件中添加修改PWM脈寬的函數，調用這個函數可以方便地修改定時器3的ch4輸出的pwm的脈寬：

、

Main.c文件中，主函數初始化時添加啟動PWM輸出的函數，并且在主循環中每隔1s鐘修改一次PWM的寬度，以觀察是否能驅動舵機運動：

編譯上述代碼下載到開發板運行，可以看到舵機每隔1s會運動到一個新位置，運動到最大角度后，下一次會回到初始位置。