Arduino ESP8266控制SG90舵机输出PWM信号

1. 什么是舵机：

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与之接口。

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。目前在高档遥控玩具，如航模，包括飞机模型，潜艇模型；遥控机器人中已经使用得比较普遍。舵机是一种俗称，其实是一种伺服马达。

2. 其工作原理是：

控制信号由接收机的通道进入信号调制芯片，获得直流偏置电压。它内部有一个基准电路，产生周期为20ms，宽度为1.5ms的基准信号，将获得的直流偏置电压与电位器的电压比较，获得电压差输出。最后，电压差的正负输出到电机驱动芯片决定电机的正反转。当电机转速一定时，通过级联减速齿轮带动电位器旋转，使得电压差为0，电机停止转动。当然我们可以不用去了解它的具体工作原理，知道它的控制原理就够了。就象我们使用晶体管一样，知道可以拿它来做开关管或放大管就行了，至于管内的电子具体怎么流动是可以完全不用去考虑的。

3. 舵机的控制：

舵机的控制一般需要一个20ms左右的时基脉冲，该脉冲的高电平部分一般为0.5ms~2.5ms范围内的角度控制脉冲部分。以180度角度伺服为例，那么对应的控制关系是这样的：
0.5ms--------------0度；
1.0ms------------45度；
1.5ms------------90度；
2.0ms-----------135度；
2.5ms-----------180度；
请看下形象描述吧:

这只是一种参考数值，具体的参数，请参见舵机的技术参数。
小型舵机的工作电压一般为4.8V或6V，转速也不是很快，一般为0.22/60度或0.18/60度，所以假如你更改角度控制脉冲的宽度太快时，舵机可能反应不过来。如果需要更快速的反应，就需要更高的转速了。
要精确的控制舵机，其实没有那么容易，很多舵机的位置等级有1024个，那么，如果舵机的有效角度范围为180度的话，其控制的角度精度是可以达到180/1024度约0.18度了，从时间上看其实要求的脉宽控制精度为2000/1024us约2us。如果你拿了个舵机，连控制精度为1度都达不到的话，而且还看到舵机在发抖。在这种情况下，只要舵机的电压没有抖动，那抖动的就是你的控制脉冲了。而这个脉冲为什么会抖动呢？当然和你选用的脉冲发生器有关了。一些前辈喜欢用555来调舵机的驱动脉冲，如果只是控制几个点位置伺服好像是可以这么做的，可以多用几个开关引些电阻出来调占空比，这么做简单吗，应该不会啦，调试应该是非常麻烦而且运行也不一定可靠的。其实主要还是他那个年代，单片机这东西不流行呀，哪里会哟！
使用传统单片机控制舵机的方案也有很多，多是利用定时器和中断的方式来完成控制的，这样的方式控制1个舵机还是相当有效的，但是随着舵机数量的增加，也许控制起来就没有那么方便而且可以达到约2微秒的脉宽控制精度了。听说AVR也有控制32个舵机的试验板，不过精度能不能达到2微秒可能还是要泰克才知道了。其实测试起来很简单，你只需要将其控制信号与示波器连接，然后让试验板输出的舵机控制信号以2微秒的宽度递增。
为什么FPPA就可以很方便地将脉宽的精度精确地控制在2微秒甚至2微秒一下呢。主要还是 delay memory这样的具有创造性的指令发挥了功效。该指令的延时时间为数据单元中的立即数的值加1个指令周期（数据0出外，详情请参见delay指令使用注意事项）因为是8位的数据存储单元，所以memory中的数据为（0～255），记得前面有提过，舵机的角度级数一般为1024级，所以只用一个存储空间来存储延时参数好像还不够用的，所以我们可以采用2个内存单元来存放舵机的角度伺服参数了。所以这样一来，我们可以采用这样的软件结构了：

4.电路连接

这里要提别注意舵机应单独供电或者使用TTL 5V供电,不可使用ESP8266的Micro USB口供电,否则舵机无法正常运行.
舵机接线说明：
棕色：GND
红色：VCC
黄色：PWM信号线

如果舵机使用其他电源进行供电，需要把GND跟单片机的GND接到一起（共地），否则正常无法工作。

5.编写测试代码

myservo=D6引脚
D1,D2,D4可以对应 ESP-12引脚图进行查阅.

直接在Arduino中粘贴以下代码:

#include <Servo.h>  //调用舵机库
   Servo myservo;  // 定义舵机对象
   Servo myservoD4;  // 定义舵机对象
   Servo myservoD1;  // 定义舵机对象
   Servo myservoD2;  // 定义舵机对象
   int pos = 0;    // 定义舵机转动位置
   void setup()
   {
      myservo.attach(12);  // 设置舵机控制针脚接数字12引脚
      myservoD4.attach(D4);  //对应ESP8266IO口D4
      myservoD1.attach(D1);
      myservoD2.attach(D2);
      
           pos=90;
      myservo.write(pos);
      myservoD4.write(60);  
      myservoD1.write(10);
      myservoD2.write(20);
      
   }
   void loop()
  {
      //0到180旋转舵机，每次延时5毫秒
      for(pos = 0; pos < 180; pos += 1)  
     {  
     pos=90;
        myservo.write(pos);  
        delay(5);
      }
       180到0旋转舵机，每次延时15毫秒
      for(pos = 180; pos>=1; pos-=1)
      {                              
        myservo.write(pos);
        delay(5);
      }
      
  }

6.运行结果

便携示波器输出了PWM信号:

连接了4个舵机,所有正极、负极分别连接在一起，PWM信号线接到ESP8266对应IO口就可以了~
电路连线图: