这是我们使用MPLAB和XC8学习PIC单片机的第11个教程。在本教程中，我们将学习如何使用PIC单片机控制伺服电机。如果您已经使用过伺服电机，则可以跳过本教程的前半部分，但是如果您不熟悉伺服电机本身，请继续阅读。
到目前为止，我们已经涵盖了许多基本教程，例如LED与PIC一起闪烁，PIC中的计时器，LCD与LCD的接口，7段接口与使用PIC的ADC等。如果您是绝对的初学者，请在此处访问PIC教程的完整列表，以及开始学习。
在上一教程中，我们学习了如何使用PIC单片机生成PWM信号，这些信号是根据从电位计读取的值生成的。如果您已理解所有程序，那么恭喜您，您已经为伺服电机编写了代码。是的，伺服电动机响应PWM信号（我们在此处使用计时器创建），我们将在本教程中学习原因和方式。我们将模拟并构建该项目的硬件设置，您可以在本教程末尾找到详细的视频。
什么是伺服电机？
伺服电机是一种执行器（大多数为圆形），可以进行角度控制。伺服电机有很多类型，但是在本教程中，我们将专注于以下所示的业余伺服电机。
业余伺服器很受欢迎，因为它们是运动控制的廉价方法。他们为大多数R / C和机器人爱好者的需求提供了现成的解决方案。它们还消除了为每种应用定制设计控制系统的需要。
大多数业余伺服电机的旋转角度为0- 180°，但是如果您感兴趣的话，也可以使用360°伺服电机。本教程使用0- 180°伺服电机。基于齿轮的伺服电动机有两种，一种是塑料齿轮伺服电动机，另一种是金属齿轮伺服电动机。金属齿轮用于电机易磨损的地方，但价格昂贵。
伺服电机的额定值为kg / cm（千克/厘米），大多数业余伺服电机的额定值为3kg / cm或6kg / cm或12kg / cm。该公斤/厘米告诉您在特定距离下伺服电机可以举起多少重量。例如：如果负载悬吊在距电机轴1cm的位置，则6kg / cm的伺服电机应能够举起6kg，该距离越大，承载能力越小。在此处了解伺服电机的基础知识。
伺服电机与微控制器的接口：
爱好伺服电机与MCU的连接非常简单。伺服系统有三根导线。其中两个将用于电源（正和负），一个将用于从MCU发送的信号。在本教程中，我们将使用MG995金属齿轮伺服电机，该电机最常用于RC车，人形机器人等。MG995的图片如下所示：
伺服电机的颜色编码可能会有所不同，因此请检查各自的数据表。
所有伺服电机都直接在+ 5V电源轨上工作，但是我们必须谨慎考虑电机消耗的电流量，如果您打算使用两个以上的伺服电机，则应设计适当的伺服屏蔽。在本教程中，我们将仅使用一个伺服电动机来演示如何对PIC MCU进行编程以控制电动机。检查以下链接以将伺服电机与其他微控制器接口：
- 伺服电机与8051微控制器的接口
- 使用Arduino进行伺服电机控制
- Raspberry Pi伺服电机教程
- 带AVR单片机的伺服电机
使用PICF877A PIC单片机对伺服电机进行编程：
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
每个伺服电动机都在不同的PWM频率上运行（本教程中使用的最常见频率是50HZ），因此请获取电动机的数据表，以检查伺服电动机在哪个PWM周期上工作。
Tower pro MG995的PWM信号的详细信息如下所示。
由此我们可以得出结论，我们的电机以20ms（50Hz）的PWM周期工作。因此，PWM信号的频率应设置为50Hz。我们在上一教程中设置的PWM频率为5 KHz，使用相同频率对我们无济于事。
但是，我们这里有一个问题。该PIC16F877A不能生成低频的PWM信号使用CCP模块。根据数据表，可以为PWM频率设置的最低可能值为1.2 KHz。因此，我们必须放弃使用CCP模块的想法，找到一种方法来制作自己的PWM信号。
因此，在本教程中，我们将使用计时器模块生成 频率为50Hz的PWM信号，并改变其占空比以控制伺服电机的角度。如果您不熟悉使用PIC的定时器或ADC，请回到本教程，因为由于我们已经在此处进行了介绍，因此我将跳过大多数内容。
我们使用32的预分频器初始化Timer模块，并使其每1us溢出。根据我们的数据表，PWM的周期应仅为20ms。因此，我们的接通时间和断开时间加在一起应该完全等于20ms。
OPTION_REG = 0b00000100; //具有外部频率的Timer0和32作为预分频器TMR0 = 251; //加载1us的时间值delayValue只能在0-256之间，只有TMR0IE = 1; //使能PIE1寄存器GIE = 1的定时器中断位；//启用全局中断PEIE = 1; //启用外围中断
因此，在我们的中断例程功能中，我们将RB0引脚打开指定的时间，然后在扩孔时间内将其关闭（20ms – on_time）。接通时间的值可以通过使用电位计和ADC模块来指定。中断如下所示。
oid interrupt timer_isr（）{if（TMR0IF == 1）//定时器溢出{TMR0 = 252; / *装入计时器值，（注：由于TImer0需要两个指令周期来开始递增TMR0，所以Timervalue是100的101，* / TMR0IF = 0; //清除计时器中断标志count ++;} if（count> = on_time）{ RB0 = 1; //补充LED闪烁的值}如果（count> =（on_time +（200-on_time）））{RB0 = 0; count = 0;}}
在 while 循环内部 ， 我们仅使用ADC模块读取电位计的值，并使用读取的值更新PWM的接通时间。
while（1）{pot_value =（ADC_Read（4））* 0.039; on_time =（170-pot_value）; }
这样，我们创建了一个PWM信号，其周期为20ms，占空比可变，可以使用电位计进行设置。完整的代码已在下面的代码部分中给出。
现在，让我们使用变形仿真来验证输出，然后继续使用我们的硬件。
电路原理图：
如果您已经看过PWM教程，那么本教程的原理图将是相同的，除了我们将添加伺服电机代替LED灯。
仿真和硬件设置：
借助Proteus仿真，我们可以使用示波器验证PWM信号，还可以检查伺服电机的旋转角度。仿真的快照很少，如下所示，其中，根据电位计可以看到伺服电机的旋转角度和PWM占空比发生变化。最后，进一步检查在不同PWM下旋转的完整视频。
如我们所见，伺服旋转角度根据电位计值而改变。现在，让我们继续进行硬件设置。
在硬件设置中，我们刚刚卸下了LED板，并添加了伺服电机，如上图所示。
硬件如下图所示：
以下视频显示了伺服电机如何对电位计的各个位置做出反应。
这就对了！！我们已经将伺服电机与PIC单片机连接了起来，现在您可以发挥自己的创造力并找到相应的应用。有很多使用伺服电机的项目。