¶ 增加外设-通过PWM驱动MG90S 360°数字舵机
¶ 概述
本文档介绍如何在CSK6大模型开发套件上驱动MG90S 360°数字舵机。
通过本指南，您将学习如何配置PWM输出、编写舵机控制代码，并实现舵机的精确控制。
本教程为进阶教程，部分代码以及设置本篇不再赘述，请您在学习本例教程前进行增加外设指引的例程学习。
¶ 硬件准备
- CSK6大模型开发套件
- MG90S 360°数字舵机
- 5V/2A独立电源（用于舵机供电）
- 杜邦线若干
¶ 硬件连接
| 舵机线 | 开发板接口 | 说明 |
|---|---|---|
| 红线 | 5V | 电源正极 |
| 棕线 | GND | 电源负极 |
| 橙线 | PA01 | PWM信号线 |
注意：舵机功率较大时，请使用独立电源供电，避免开发板电源不足。
¶ 软件实现步骤
¶ 1. 添加PWM设备树配置
在csk6_duomotai_devkit.overlay文件中添加PWM配置：
&gptchannel1 {
compatible = "listenai,csk-pwm";
status = "okay";
channel_mode = <1>; /* 0: timer; 1:pwm */
clock-prescaler = <128>;
pinctrl-0 = <&pinctrl_pwm1_default>;
pinctrl-names = "default";
};
¶ 2. 配置PWM引脚
在csk6_duomotai_devkit_pinctrl.dtsi中定义引脚：
pinctrl_pwm1_default: pwm1_default {
pinctrls = <GPT_PWM_1_GPIOA_01>; // PA01对应PWM通道1
};
¶ 3. 添加舵机控制代码
在main.c中添加以下代码：
/* MG90S 360°数字舵机控制参数 */
#define SERVO_FREQUENCY 250 // 数字舵机常用频率250Hz
#define SERVO_PERIOD_NS (1000000000 / SERVO_FREQUENCY) // 4ms周期 (250Hz)
// MG90S 360°舵机控制参数
#define SERVO_STOP_PULSE_NS 1500000 // 1.5ms (停止)
#define SERVO_CW_MAX_PULSE_NS 1300000 // 1.3ms (逆时针全速)
#define SERVO_CCW_MAX_PULSE_NS 1700000 // 1.7ms (顺时针全速)
// 获取PWM设备树规格
const struct pwm_dt_spec spec = PWM_DT_SPEC_GET(DT_NODELABEL(inter_pwm));
// 设置舵机速度和方向
void set_servo_speed(int8_t speed) {
// 限制速度范围 (-100 到 +100)
if (speed > 100) speed = 100;
if (speed < -100) speed = -100;
uint32_t pulse_ns;
if (speed == 0) {
// 停止状态
pulse_ns = SERVO_STOP_PULSE_NS;
} else if (speed > 0) {
// 顺时针旋转 (速度0-100)
pulse_ns = SERVO_STOP_PULSE_NS -
(speed * (SERVO_STOP_PULSE_NS - SERVO_CW_MAX_PULSE_NS) / 100);
} else {
// 逆时针旋转 (速度-100-0)
pulse_ns = SERVO_STOP_PULSE_NS +
(-speed * (SERVO_CCW_MAX_PULSE_NS - SERVO_STOP_PULSE_NS) / 100);
}
// 应用PWM配置
if (pwm_set_dt(&spec, SERVO_PERIOD_NS, pulse_ns) == 0) {
printk("舵机速度: %d%%, 脉宽: %.2fms\n",
speed, (float)pulse_ns / 1000000.0);
} else {
printk("舵机控制失败!\n");
}
}
¶ 参数说明
| 参数 | 默认值 | 说明 |
|---|---|---|
SERVO_FREQUENCY |
250Hz | 舵机控制频率 |
SERVO_STOP_PULSE_NS |
1500000ns (1.5ms) | 停止状态脉宽 |
SERVO_CW_MAX_PULSE_NS |
1300000ns (1.3ms) | 逆时针全速脉宽 |
SERVO_CCW_MAX_PULSE_NS |
1700000ns (1.7ms) | 顺时针全速脉宽 |
¶ 4. 添加舵机演示序列
// MG90S 360°舵机运动序列
void mg90s_servo_sequence(void) {
// 确保舵机初始化完成
k_sleep(K_MSEC(100));
printk("开始MG90S 360°舵机运动序列...\n");
// 1. 顺时针旋转90°
printk("顺时针旋转90°...\n");
set_servo_speed(100); // 逆时针全速 (脉宽1.3ms)
k_sleep(K_MSEC(1000)); // 旋转1秒
// 2. 逆时针旋转180°
printk("逆时针旋转180°...\n");
set_servo_speed(-100); // 顺时针全速 (脉宽1.7ms)
k_sleep(K_MSEC(2000)); // 旋转2秒 (180°是90°的2倍时间)
// 3. 精确停止
printk("精确停止舵机...\n");
set_servo_speed(0); // 停止 (脉宽1.5ms)
// 持续发送停止信号
while (1) {
k_sleep(K_MSEC(100)); // 每100ms检查一次
set_servo_speed(0); // 确保持续发送停止信号
}
}
¶ 5. 在main函数中调用
int main(void) {
// ... 其他初始化代码 ...
// PWM初始化与舵机控制
if (!device_is_ready(spec.dev)) {
printk("PWM设备未就绪: %s\n", spec.dev->name);
} else {
printk("PWM设备: %s (通道: %d)\n", spec.dev->name, spec.channel);
printk("MG90S 360°舵机配置: %dHz, 脉宽范围: %.1fms-%.1fms\n",
SERVO_FREQUENCY,
(float)SERVO_CW_MAX_PULSE_NS / 1000000.0,
(float)SERVO_CCW_MAX_PULSE_NS / 1000000.0);
// 执行舵机控制序列
mg90s_servo_sequence();
}
k_sleep(K_FOREVER);
return 0;
}
¶ 配置说明
在项目配置文件prj.conf中添加以下配置：
//启用PWM支持
CONFIG_PWM=y
CONFIG_PWM_CSK6=y
=//日志配置
CONFIG_LOG=y
CONFIG_LOG_DEFAULT_LEVEL=3
¶ 编译
在 SDK 根目(duomotai_ap)下可通过执行以下指令进行对该示例工程的编译：
lisa zep build -b csk6_duomotai_devkit apps\LLM_pic -p
编译完成后，编译产物二进制文件位于 build\zephyr\zephyr.bin
¶ 烧录
使用 Type-C 数据线连接开发套件的DAP_USB接口，选中以下其中一种方式对固件进行烧录：
cskburn desktop是一款聆思推出的桌面烧录工具，在下载并安装 cskburn desktop 烧录工具后，双击
图标运行软件：
1.点击串口下拉框，选择连接开发套件后识别到的串口编号；
2.将编译输出的.bin文件拖拽进烧录区域；
3.点击开始烧录，等待烧录完成。
¶ 验证步骤
- 连接舵机并上电
- 观察舵机按以下序列运动：
- 顺时针旋转1秒
- 逆时针旋转2秒
- 停止
- 使用示波器测量PA01引脚信号：
- 周期应为4ms (250Hz)
- 脉宽应在1.3ms至1.7ms之间变化
¶ 常见问题解决
¶ 1. 舵机不转动
- 检查电源连接是否稳定
- 使用万用表测量PWM信号电压
- 确认设备树配置正确
¶ 2. 舵机转动方向相反
- 交换顺时针和逆时针的脉宽设置：
// 修改前
set_servo_speed(100); // 顺时针
// 修改后
set_servo_speed(-100); // 顺时针
¶ 3. 转动角度不准确
- 调整旋转时间：
// 顺时针旋转90°
set_servo_speed(100);
k_sleep(K_MSEC(1200)); // 增加时间
¶ 4. 舵机抖动
- 在舵机电源端并联100μF电容
- 降低旋转速度：
set_servo_speed(80); // 80%速度
¶ 演示视频
¶ 附件
完整主函数代码（main.c）
main.c
提供打包的文件夹
LLM_pic.zip
提供直接烧录的bin文件
zephyr.bin