：单片机舵机控制与CAN总线：多舵机协同控制，打造智能系统

# 1. 单片机舵机控制基础

舵机是一种可以精确控制角度的电机，在机器人、工业自动化等领域应用广泛。单片机舵机控制是使用单片机对舵机进行控制，实现角度的精确调节。

舵机控制信号一般采用脉宽调制（PWM）方式生成，通过改变PWM信号的占空比，可以控制舵机旋转的角度。单片机通过定时器产生PWM信号，并通过IO口输出给舵机。

舵机控制硬件连接相对简单，一般只需要将舵机的电源、地线和控制信号线连接到单片机上。软件实现上，需要编写程序控制定时器产生PWM信号，并根据需要调整PWM信号的占空比，从而控制舵机的角度。

# 2. 舵机控制的理论与实践

### 2.1 舵机控制原理

#### 2.1.1 舵机的工作原理

舵机是一种由电机驱动的旋转执行器，它可以根据控制信号精确地旋转到特定的角度。舵机内部的工作原理如下：

- **电机：**舵机内部有一个直流电机，负责提供旋转动力。
- **齿轮组：**电机与输出轴之间有一个齿轮组，可以将电机的旋转运动放大到更大的角度。
- **位置传感器：**舵机内部有一个位置传感器，可以检测输出轴的当前角度。
- **控制电路：**控制电路负责接收控制信号并根据当前角度和目标角度计算出所需的旋转方向和角度。
- **反馈控制：**控制电路将计算出的旋转信息发送给电机，电机驱动齿轮组旋转输出轴，直到达到目标角度。

#### 2.1.2 舵机控制信号的生成

舵机控制信号通常使用脉宽调制 (PWM) 信号。PWM 信号是一种脉冲宽度随时间变化的方波信号，它的脉冲宽度与目标角度成正比。

- **脉冲宽度：**PWM 信号的脉冲宽度决定了舵机旋转的角度。脉冲宽度越长，舵机旋转的角度越大。
- **脉冲周期：**PWM 信号的脉冲周期是 PWM 信号的重复时间。脉冲周期通常为 20ms。
- **控制范围：**舵机的控制范围通常为 0° 到 180°。

### 2.2 舵机控制实践

#### 2.2.1 舵机控制硬件连接

舵机控制硬件连接需要以下组件：

- **单片机：**负责生成舵机控制信号。
- **舵机驱动器：**负责放大单片机输出的信号并驱动舵机。
- **舵机：**执行旋转动作。

硬件连接示意图如下：

graph LR
subgraph 单片机 [单片机]
subgraph 舵机驱动器 [舵机驱动器]
subgraph 舵机 [舵机]
单片机 --> 舵机驱动器
舵机驱动器 --> 舵机

#### 2.2.2 舵机控制软件实现

舵机控制软件需要完成以下功能：

- **生成 PWM 信号：**根据目标角度生成相应的 PWM 信号。
- **控制舵机旋转：**通过 PWM 信号控制舵机旋转到目标角度。

以下是一个舵机控制软件的示例：

#include <Arduino.h>

const int servoPin = 9; // 舵机连接的引脚

void setup() {
  pinMode(servoPin, OUTPUT); // 设置舵机引脚为输出
}

void loop() {
  int angle = 90; // 目标角度
  int pulseWidth = map(angle, 0, 180, 500,