在上一教程中，我们已将步进电机与ARM7-LPC2148连接。在本教程中，我们将使用ARM7-LPC2148控制伺服电机。伺服电机比步进电机具有较低的功耗优势。当到达所需位置时，伺服电机停止其功耗，但步进电机连续消耗功率以将轴锁定在所需位置。伺服电机由于其准确性高且易于处理而被广泛用于机器人项目。
在本教程中，我们将学习有关Servo Motor以及 如何将Servo与ARM7-LPC2148接口。还连接了一个电位计以改变伺服电机轴的位置，并连接一个LCD以显示角度值。
伺服马达
伺服电机是直流电机，位置控制系统和齿轮的组合。伺服电机的旋转是通过向其施加PWM信号来控制的，PWM信号的宽度决定了电机的旋转角度和方向。在这里，我们将 在本教程中使用 SG90伺服电机，它是最受欢迎和最便宜的一种。SG90是180度伺服。因此，使用该伺服器，我们可以将轴定位在0-180度之间：
- 工作电压：+ 5V
- 齿轮类型：塑料
- 旋转角度：0至180度
- 重量：9克
- 扭矩：2.5kg / cm
在开始为伺服电机编程之前，我们应该知道要发送哪种类型的信号来控制伺服电机。我们应该对MCU进行编程，以将PWM信号发送到伺服电机的信号线。伺服电机内部有一个控制电路，可读取PWM信号的占空比并将伺服电机轴定位在相应位置，如下图所示
伺服电机每20毫秒检查一次脉冲。因此，请调整信号的脉冲宽度以旋转电动机的轴。
- 1毫秒（1毫秒）脉冲宽度，用于将伺服器旋转至0度
- 1.5ms脉冲宽度可旋转至90度（空档）
- 2 ms脉冲宽度，用于将伺服旋转至180度。
在 将伺服连接到ARM7-LPC2148之前，您可以借助此伺服电机测试仪电路来测试伺服。还要检查伺服电机如何与其他微控制器连接：
- 使用Arduino的伺服电机控制
- 伺服电机与8051单片机的接口
- 使用MATLAB的伺服电机控制
- Raspberry Pi伺服电机控制
- 将伺服电机与MSP430G2连接
- 伺服电机与STM32F103C8的接口
使用LPC2148 PWM和ADC控制伺服电机
可以通过LPC2148使用PWM控制伺服电机。通过以20ms的周期和50Hz的频率向SERVO的PWM引脚提供PWM信号，我们可以将伺服电机的轴定位在180度左右（-90至+90）。
电位计用于改变PWM信号的占空比并旋转伺服电机的轴，该方法通过使用LPC2148中的ADC模块来实现。因此，我们需要在本教程中同时实现PWM和ADC概念。因此，请参考我们以前的教程，以学习ARM7-LPC2148中的PWM和ADC。
- 如何在ARM7-LPC2148中使用PWM
- 如何在ARM-LPLC2148中使用ADC
ARM7-LPC2148中的PWM和ADC引脚
下图显示了LPC2148中的PWM和ADC引脚。黄色框表示（6）PWM引脚，黑色框表示（14）ADC引脚。
所需组件
硬件
- ARM7-LPC2148
- LCD（16x2）显示模块
- 伺服马达（SG-90）
- 3.3V稳压器
- 10k电位器（2个）
- 面包板
- 连接线
软件
- Keil uVision5
- Flash魔术工具
电路图和连接
下表显示了伺服电机与ARM7-LPC2148之间的连接：
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伺服针 |
ARM7-LPC2148 |
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红色（+ 5V） |
+5伏 |
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棕色（GND） |
地线 |
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橙色（PWM） |
P0.1 |
引脚P0.1是LPC2148的PWM输出。
下表显示了LCD与ARM7-LPC2148之间的电路连接。
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ARM7-LPC2148 |
液晶屏（16x2） |
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P0.4 |
RS（寄存器选择） |
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P0.6 |
E（启用） |
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P0.12 |
D4（数据引脚4） |
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P0.13 |
D5（数据引脚5） |
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P0.14 |
D6（数据引脚6） |
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P0.15 |
D7（数据引脚7） |
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地线 |
VSS，R / W，K |
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+5伏 |
VDD，A |
下表显示了ARM7 LPC2148与带有3.3V稳压器的电位计之间的连接。
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3.3V稳压器IC |
引脚功能 |
ARM-7 LPC2148引脚 |
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1.左销 |
-来自GND的Ve |
GND引脚 |
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2.中心销 |
稳压+ 3.3V输出 |
至电位计输入和电位计的输出至LPC2148的P0.28 |
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3.右销 |
+ Ve从5V 输入 |
+5伏 |
注意事项
1.这里使用3.3V的稳压器为LPC2148的ADC引脚（P0.28）提供模拟输入值。当我们使用5V电源时，我们需要使用3.3V的稳压器来调节电压。
2.电位计用于在（0V至3.3V）之间变化电压，以向LPC2148引脚P0.28提供模拟输入（ADC）
3. LPC2148的引脚P0.1将PWM输出提供给伺服电机，以控制电机的位置。
4.根据模拟输入（ADC）的值，通过LPC2148的P0.1处的PWM输出引脚，伺服电动机的位置从（0到180度）变化。
编程用于伺服电机控制的ARM7-LPC2148
要编程ARM7-LPC2148，我们需要keil uVision和Flash Magic工具。我们正在使用USB电缆通过微型USB端口对ARM7 Stick进行编程。我们使用Keil编写代码并创建一个十六进制文件，然后使用Flash Magic将HEX文件闪存到ARM7 Stick。要了解有关安装keil uVision和Flash Magic以及如何使用它们的更多信息，请单击链接ARM7 LPC2148微控制器入门并使用Keil uVision对其进行编程。
配置用于PWM和ADC的LPC2148以控制伺服电机的步骤
步骤1：-包含必要的头文件以对LPC2148进行编码
#包括
步骤2：-下一步是配置PLL以产生时钟，因为它根据程序员的需要设置LPC2148的系统时钟和外设时钟。LPC2148的最大时钟频率为60Mhz。以下几行用于配置PLL时钟生成。
void initilizePLL （void）//使用PLL生成时钟的功能 { PLL0CON = 0x01; PLL0CFG = 0x24; PLL0FEED = 0xAA; PLL0FEED = 0x55; while（！（PLL0STAT&0x00000400））; PLL0CON = 0x03; PLL0FEED = 0xAA; PLL0FEED = 0x55; VPBDIV = 0x01; }
步骤3：-接下来要做的是使用PINSEL寄存器选择LPC2148的PWM引脚和PWM功能。我们将PINSEL0用作LPC2148的PWM输出的P0.1。
PINSEL0-= 0x00000008; //将LPC2148的引脚P0.1设置为PWM3
步骤4：-接下来，我们需要使用PWMTCR（定时器控制寄存器）将定时器复位。
PWMTCR = 0x02; //重置和禁用PWM计数器
然后接下来设置决定PWM分辨率的预分频值。
PWMPR = 0x1D; //预分频寄存器值
步骤5：-接下来，设置PWMMCR（PWM匹配控制寄存器），因为它设置了诸如复位，PWMMR0和PWMMR3中断之类的操作。
PWMMCR = 0x00000203; //复位并在MR0匹配时中断，在MR3匹配时中断
步骤6：-使用PWMMR0设置PWM通道的最大周期，并将PWM占空比的Ton初始设置为0.65msec
PWMMR0 = 20000; // PWM波的周期，20毫秒 PWMMR3 = 650；// PWM波的音调0.65毫秒
步骤7：-接下来，我们需要使用PWMLER将锁存启用设置为相应的匹配寄存器
PWMLER = 0x09; // PWM3和PWM0的锁存使能
（我们使用PWMMR0和PWMMR3），因此通过在PWMLER中设置1来启用相应的位
步骤8：-要使能PWM输出到引脚，我们需要使用PWMTCR来使能PWM定时器计数器和PWM模式。
PWMPCR = 0x0800; //使能PWM3和PWM 0，单边沿控制PWM PWMTCR = 0x09; //启用PWM和计数器
步骤9：-现在我们需要从ADC引脚P0.28获取用于设置PWM占空比的电位器值。因此，我们在LPC2148中使用ADC模块将电位计的模拟输入（0至3.3V）转换为ADC值（0至1023）。
步骤10：-为了 在LPC2148中选择ADC引脚P0.28， 我们使用
PINSEL1 = 0x01000000; //将P0.28设置为ADC INPUT AD0CR =（（（（14）<< 8）-（1 << 21））; //设置时钟和PDN以进行A / D转换
以下各行 捕获模拟输入（0至3.3V） 并将其转换为数字值（0至1023）。然后将此数字值除以4，将其转换为 （0至255） ，最后作为PWM输出馈入 LPC2148的P0.1引脚。在这里，我们 将其值从0-1023转换为0-255，方法是将其除以4，因为LPC2148的PWM具有8位分辨率（28）。
AD0CR-=（1 << 1）; //在ADC寄存器 delaytime（10）中 选择AD0.1通道 AD0CR-=（1 << 24）; //开始A / D转换 while（（AD0DR1&（1 << 31））== 0）; //检查ADC数据寄存器中的DONE位 adcvalue =（AD0DR1 >> 6）&0x3ff; //从ADC数据寄存器的 dutycycle = adcvalue / 4中 获取结果 //获得（0到255）占空比值的公式：PWMMR1 =占空比；//将占空比值设置为PWM匹配寄存器 PWMLER-=（1 << 1）; //启用占空比值的PWM输出
步骤11：-接下来，我们在LCD（16X2）显示模块中显示这些值。所以我们添加以下几行来初始化LCD显示模块
无效LCD_INITILIZE（void）//准备LCD的功能 { IO0DIR = 0x0000FFF0; //设置引脚P0.12，P0.13，P0.14，P0.15，P0.4，P0.6为OUTPUT delaytime（20）; LCD_SEND（0x02）; //以4位工作模式初始化LCD LCD_SEND（0x28）; // 2行（16X2） LCD_SEND（0x0C）; //在光标旁边显示 LCD_SEND（0x06）; //自动递增光标 LCD_SEND（0x01）; //显示清晰的 LCD_SEND（0x80）; //第一行第一位置 }
当我们将LPC2148以4位模式连接LCD时，我们需要发送值以逐个半字节显示（上半字节和下半字节）。因此，使用以下几行。
void LCD_DISPLAY（char * msg）//打印一一发送的字符的功能 { uint8_t i = 0; while（msg！= 0） { IO0PIN =（（IO0PIN&0xFFFF00FF）-（（（msg&0xF0）<< 8））;; //发送高位半字节 IO0SET = 0x00000050; // RS HIGH&ENABLE HIGH以打印数据 IO0CLR = 0x00000020; // RW LOW写模式 delaytime（2）; IO0CLR = 0x00000040; // EN = 0，RS和RW不变（即RS = 1，RW = 0） delaytime（5）; IO0PIN =（（IO0PIN和0xFFFF00FF）-（（msg&0x0F）<< 12））; //发送低位半字节 IO0SET = 0x00000050; // RS&EN HIGH IO0CLR = 0x00000020; delaytime（2）; IO0CLR = 0x00000040; delaytime（5）; i ++; } }
为了显示这些ADC和PWM值，我们在 int main（） 函数中使用了以下几行 。
LCD_SEND（0x80）; sprintf（displayadc，“ adcvalue =％f”，占空比）; LCD_DISPLAY（displayadc）; //显示ADC值（0至1023） angle =（adcvalue / 5.7）; //将ADC值转换为角度（o到180度）的 公式LCD_SEND（0xC0）; sprintf（anglevalue，“ ANGLE =％。2f deg”，角度）； LCD_DISPLAY（角度值）;
该教程的完整代码和视频描述如下