舵机PWM信号介绍！

舵机 PWM 信号介绍

PWM（Pulse Width Modulation，脉冲宽度调制）信号是舵机的核心控制方式，其通过脉冲的宽度变化来精确指令舵机输出轴的旋转角度。以下从信号特性、参数标准、工作机制及应用注意事项等方面详细介绍：

一、舵机 PWM 信号的基本特性

舵机的 PWM 控制信号是一种周期性的数字脉冲信号，具有以下核心特征：

本质属性：通过改变脉冲的 “高电平持续时间”（脉冲宽度）传递控制指令，而非电压或电流的大小（通常信号电压为 3.3V 或 5V，与舵机供电电压无关）。

物理表现：信号波形为 “高电平脉冲 + 低电平间隔” 的周期性重复，类似 “滴答 - 停顿 - 滴答 - 停顿” 的规律信号。

二、关键参数标准

舵机 PWM 信号的参数遵循行业通用标准（不同型号可能略有差异，但核心参数一致），具体如下：

参数	标准范围	作用
脉冲周期	20ms（±1ms）	信号重复的时间间隔，对应频率 50Hz（1/0.02s）。
脉冲宽度	0.5ms - 2.5ms	决定舵机目标角度，与角度呈线性对应关系。
高电平电压	3.3V 或 5V	数字信号的有效电平，需与控制源输出匹配。
低电平电压	0V（接近地电平）	脉冲间隔的无效电平，确保信号识别稳定。

三、脉冲宽度与角度的对应关系

舵机的核心控制逻辑是脉冲宽度决定目标角度，标准对应关系如下（以 180° 舵机为例）：

0.5ms 脉冲宽度：对应输出轴0°（最小角度）。

1.5ms 脉冲宽度：对应输出轴90°（中间基准位置）。

2.5ms 脉冲宽度：对应输出轴180°（最大角度）。

线性关系：角度与脉冲宽度成正比例，计算公式为：
目标角度 = (脉冲宽度 - 0.5ms) / (2.5ms - 0.5ms) × 180°
例如：1.0ms 脉冲对应 45°，2.0ms 脉冲对应 135°。

注意：部分特殊舵机（如 360° 连续旋转舵机）的脉冲宽度对应转速或方向，而非固定角度，需参考具体型号手册。

四、PWM 信号的工作机制

舵机接收 PWM 信号后，通过内部电路完成 “信号解析 - 误差对比 - 驱动调整” 的闭环控制，具体流程：

信号解析：控制电路检测 PWM 信号的周期和脉冲宽度，确定目标角度。

反馈对比：将目标角度与电位器反馈的当前角度进行差值计算。

驱动输出：根据差值方向控制电机正转 / 反转，直至当前角度与目标角度一致（差值为 0）。

五、信号传输与应用注意事项

信号源要求：

需由单片机（如 Arduino、STM32）、舵机控制器或专用 PWM 发生器输出，确保脉冲周期和宽度精度。

避免信号线上的电磁干扰，长距离传输时可增加屏蔽层或信号放大电路。

兼容性问题：

部分舵机支持 “宽范围脉冲”（如 0.4ms-2.6ms），但需以产品手册为准，避免超出范围导致损坏。

360° 舵机的 PWM 信号通常对应转速（如 1.5ms 为停转，0.5ms 为全速正转，2.5ms 为全速反转），与角度舵机逻辑不同。

调试要点：

初次使用时可通过逐步调整脉冲宽度（如从 1.5ms 开始增减）观察舵机转动方向和范围，校准中间位置。

避免长时间让舵机处于 “堵转” 状态（如机械限位时仍输出目标角度信号），否则可能烧毁电机或控制电路。

总结

舵机 PWM 信号的核心是 **“以 20ms 周期为基准，通过 0.5ms-2.5ms 的脉冲宽度线性控制角度”**，其闭环控制机制依赖于脉冲信号的精确解析和实时反馈调整。理解这一信号特性是正确驱动舵机的基础，也是机器人、航模等设备精准控制的关键。

审核编辑 黄宇