Arduino控制舵机旋转实验报告
一、实验目的
掌握舵机基本控制原理
学习PWM信号在舵机控制中的应用
实践Arduino IDE开发环境的使用
实现舵机角度精确控制及连续旋转控制
二、实验器材
设备名称 型号规格 连接方式
Arduino UNO ATmega328P USB连接电脑
舵机 SG90/MG996R 信号线→D9，电源→外接5V
杜邦线 20cm母对母 连接开发板与舵机
面包板 400孔 搭建临时电路
外部电源 5V/2A直流电源 为舵机独立供电（可选）
三、实验原理
舵机工作原理：
通过PWM脉冲宽度调制信号控制转角
标准舵机脉冲周期：20ms（50Hz）
脉冲宽度0.5ms对应0°，2.5ms对应180°
连续旋转舵机通过特殊PWM信号控制转速方向
Arduino控制实现：
使用库简化控制
servo.attach(pin)绑定控制引脚
servo.write(angle)发送角度指令
servo.writeMicroseconds()直接控制脉冲宽度
四、实验步骤
步骤1：硬件连接
舵机信号线→Arduino D9
舵机VCC→外部电源正极（或Arduino 5V）
舵机GND→外部电源负极（或Arduino GND）
步骤2：安装库文件
在Arduino IDE中通过"工具→管理库"安装Servo库
步骤3：基础控制代码
cpp
复制代码
#include
Servo myServo;
void setup() {
myServo.attach(9); // 绑定D9引脚
myServo.write(0); // 初始化位置
delay(1000);
}
void loop() {
// 0-180度扫描
for(int angle=0; angle<=180; angle++){
myServo.write(angle);
delay(15);
}
delay(1000);
// 连续旋转控制（需支持连续旋转的舵机）
myServo.writeMicroseconds(1500); // 停止
delay(1000);
myServo.writeMicroseconds(1700); // 正转
delay(2000);
myServo.writeMicroseconds(1300); // 反转
delay(2000);
}
步骤4：调试优化
观察舵机转动是否平滑
调整delay()参数优化响应速度
测量实际转角与理论值的误差
添加串口输出调试信息
五、实验结果分析
实验条件 理论值 实际测量值 误差分析
0度定位 0° 2° 机械死区，齿轮间隙
180度定位 180° 175° 舵机设计极限保护
连续旋转速度 - 中速 受电源电压和PWM占空比影响
六、结论与扩展
实验结论：
成功实现舵机角度控制和连续旋转
误差在可接受范围内（<5%）
PWM控制参数需根据具体舵机型号调整
扩展建议：
加入电位器实现手动角度控制
结合超声波传感器实现避障转向
研究舵机闭环控制算法（如PID控制）
尝试多舵机协同控制系统
七、注意事项
避免长时间堵转造成舵机损坏
大电流舵机建议单独供电
连续旋转舵机需特殊驱动信号
注意代码中的延时参数对系统响应的影响
该实验报告包含完整的实施流程和关键参数分析，可根据具体实验条件调整测试数据和扩展方案。建议配合示波器观察PWM波形以深入理解控制原理。
