一、概述：
STC8H系列16位高级PWM定时器输出PWM波在上一节有一定的介绍，这里对于控制原理不再作出复述，感兴超的朋友可以回看上一节的内容。
这一节主要目标是应用硬件PWM控制SG90舵机，其重点是通过计算精确输出固定周期（20ms）的脉冲，通过精确的改变一定范围的脉宽（0.5ms-2.5ms）实现舵机不同角度的精确控制，关于精确控制舵机的应用的意义不在本文的探讨范围。
STC8H内置了8个PWM输出通道，理论上不使用其它资源的前提下即可独立去控制8个舵机设备，硬PWM的控制简单，对CPU的资源消耗少，在多舵机控制应用场景下有一定的使用价值，下面的实例讨论PWM，K0每按键一次，舵机反向（逆时针）偏转45度，K1每按一次键一次，舵机正向（顺时针）偏转45度，当计算好PWMA_ARR值后输出固定周期的PWM波，动态改变PWMA_CCR的值即改变不同的脉宽即可实现舵机的控制。
二、知识链接：
1、时基单元：
CK_PSC为时钟源，过分频器后得到CK_CNT用来计数，PWMA_ARR用来控制脉冲的周期，PWMA_CNTR用来计数。
当计数器的值到达PWMA_ARR时，计数器的值清零，又重新开始计数。
关于时钟源CK_PSC的来源有4种来源，通过PWMA_SMCR的SMS位控制，其中ECE为外部时钟使能，当使用外部时钟模式时即必须将ECE置1。
2、PWM模式：
当PWMA_CR寄存器中的DIR=0时，执行向上计数。
当PWMA_CNT< PWMA_CCR1时，PWM输出高电平，否则输出低电平。
3、高级PWM功能脚的切换：
以下的实例开启P1.0与P1.1作为PWMA通道1输出端
4、输出使能端：
开启EON1P位置1（P1.1）与开启EON1N位置1（P1.2）
5、捕获比较使能寄存器：
开启CCINE=1和CC1E=1使能PWMA通道1比较器工作。
6、捕获比较模式寄存器：
选择OC1M=110为PWM模式1，OC1PE=1开启PWM的预装功能：
7、工作原理：
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。
SG90 舵机技术参数：
| 产品名称 |
SG90 9g 塑料齿数字舵机 |
| 产品净重 |
9g |
| 产品尺寸 |
23*12.2*29mm |
| 产品扭矩 |
1.5kg/cm |
| 反应速度 |
0.3sec/60degree |
| 工作电压 |
4.2V-6V |
| 使用温度 |
0-55度 |
| 动作死区 |
10us |
| 齿轮介质 |
塑料 |
| 工作模式 |
模拟 |
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。
舵机的控制信号是PWM信号，利用占空比的变化改变舵机的位置。
8、控制原理：
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:
9、频率计算：
例如：当SYSclk=12M=12000000Hz时，周期为20ms的PWM频率输出，需要得到0.5ms,1.0ms,1.5ms,2.0ms,2.5ms，计算各寄存器的配置能数PWMA_PSCR分频值，PWMA_ARR周期值，和对应的PWMA_CRR的占空比值。
解：
1、单位输出：
PWM输出频率=1s/20ms=1000ms/20ms=50Hz
点空比：0度--->0.5ms/20ms=1/40
45度--->1ms/20ms=1/20
90度--->1.5ms/20ms=3/40
135度--->2.0ms/20ms=1/10
180度--->2.5ms/20ms=1/8
2、求出分频倍数
12000000/50=240000
2、求出组合分频：
(PWMA_PSCR+1)*( PWMA_ARR+1)=(3+1)*(59999+1)
PWMA_PSCR=0x0003
PWMA_ARR=0xEA5F
3、求出占空比的值：
PWMA_CCR点空比值：
0度--->60000*1/40=1500
45度--->60000*1/20=3000
90度--->60000*3/40=4500
135度--->60000*1/10=6000
180度--->60000*1/8=7500
三、实验平台搭建：
1、MCU:STC-打狗棒系列核心实验板 V2.3
2、实验板平台：德飞莱LY-51s
3、硬件连接表：
P10---------->S(橙色)
+5V---------->VCC(红色)
GND---------->GND(棕色)
K0---------->P20(每控一次反向偏转45度)
K1---------->P21(每控一次正向偏转45度)
四、测试源代码：
#include <STC8H.h>
#include "intrins.h"
void Delay1ms(unsigned char x);//当主时钟频率为12M，1ms延时为基准
void init_IO();//初始化IO
void init_PWM();
void main()
{
unsigned int num=1500; //用于改变PWM的占空比增量变量
P_SW2 |= 0x80; //扩展寄存器XFR访问使能
init_IO();
init_PWM();
while(1)
{
//每按一次K0舵机正向转动45度，分别是0度->45度->90度->135度->180度
if(P20==0)
{
Delay1ms(20);
if(P20==0)
{
Delay1ms(20);
while(P20==0);
if(num<7500)
num+=1500;
}
}
//每按一次K1舵机反向转动45度，分别是180度->135度->90度->45度->0度
if(P21==0)
{
Delay1ms(20);
if(P21==0)
{
Delay1ms(20);
while(P21==0);
if(num>1500)
num-=1500;
}
}
PWMA_CCR1H = num>>8; //更新占空比时间
PWMA_CCR1L = num;
}
}
void init_IO()
{
RSTCFG=0x50; //开启RST键进入ISP模式
P0M1 = 0x00; P0M0 = 0x00; //设置P0口为准双向口
P1M1 = 0x00; P1M0 = 0x00; //设置P1口为准双向口
P2M1 = 0x00; P2M0 = 0x00; //设置P1口为准双向口
P5M1 = 0x00; P5M0 = 0x00; //设置P5口为准双向口
}
void init_PWM()
{
PWMA_CCMR1 = 0x68;
PWMA_CCER1 = 0x05;
PWMA_PSCRH=0x00;//设置时钟分频
PWMA_PSCRL=0x03;
PWMA_ARRH = 0xEA; //设置周期时间
PWMA_ARRL = 0x5F;
PWMA_ENO |= 0x01; //使能输出P10
PWMA_PS = 0x00; //高级 PWM 通道输出脚选择位
PWMA_BKR = 0x80; //使能主输出
PWMA_CR1 |= 0x01; //开始计时
PWMA_CCR1H = 0x05; //设置占空比时间0.5ms-----复位0度
PWMA_CCR1L = 0xDC;
}
void Delay1ms(unsigned char x) //@12.000MHz
{
unsigned char i, j;
while(x--)
{
i = 16;
j = 147;
do
{
while (--j);
} while (--i);
}
}