[具身智能-608]：PWM 到底是怎么控制直流、步进、舵机、伺服电机的？

先讲底层本质：PWM = 高速开关的方波，高电平 / 低电平时间比例叫占空比，频率固定，只改占空比实现控制。所有电机用 PWM，原理一样、用法不一样。

一、先懂 PWM 基础

• 周期固定，比如 20ms、10kHz、20kHz
• 等效效果：占空比越大，等效平均电压越高，主控只输出 3.3V逻辑 PWM，不直接驱动电机，由驱动器做功率放大。

二、PWM 控制【直流有刷电机】—— 调速

控制逻辑

直流电机转速和两端平均电压成正比。PWM 高速开关供电：

• 占空比 0% → 等效电压 0V → 停转
• 占空比 50% → 半压 → 中速
• 占空比 100% → 满压 → 全速

配合信号

• DIR 普通 IO：控制正反转
• PWM：只负责调转速
• 频率常用：1k～20kHz

一句话：PWM 调平均电压 = 调转速

三、PWM 控制【普通舵机 SG90/MG996】——控角度

舵机不调速，用 PWM 高电平宽度定角度，是定时 PWM。

标准协议

• 固定周期：20ms（50Hz）
• 只改高电平脉冲宽度：
  • 0.5ms 高电平 → 0°
  • 1.5ms 高电平 → 中间 90°
  • 2.5ms 高电平 → 180°

原理：舵机内部检测 PWM高电平时长，和内部位置闭环对比，自动转到对应角度并锁死。

一句话：PWM 脉冲宽度 = 对应转角位置

四、PWM 控制【步进电机】—— 控转速、细分

步进驱动器（A4988/TMC2208/DM542）接口：PUL + DIR + ENA

1. PUL 就是 PWM 方波

• 每1 个 PWM 脉冲 → 电机走 1 步（或 1 微步）
• PWM 频率越高 → 单位时间脉冲越多 → 转速越快
• 改 PWM 频率 = 调步进转速

2. 细分原理

驱动器设置 16 细分、32 细分……PWM 脉冲依旧发，1 个脉冲对应更小转角，运行更顺滑。

3. DIR 普通 IO

只管正反转，和 PWM 无关。

一句话：PWM 脉冲频率 = 步进转速；脉冲个数 = 转动角度 / 距离

五、PWM 控制【工业伺服电机】

工业伺服有两种常用 PWM 控制方式：

方式 1：脉冲 + 方向（同步进）

• PWM 脉冲 = 位置 / 转速指令
• 脉冲数量 → 走多少角度
• 脉冲频率 → 跑多快

方式 2：模拟量调速（老款伺服）

PWM 经过RC 滤波变成0～3.3V 模拟直流电压

• 占空比越大 → 滤波后电压越高 → 伺服转速越高

一句话：要么脉冲发位置，要么 PWM 转电压调速

六、四种电机 PWM 作用总结（一眼看懂）

表格

七、核心一句话总结

1. 直流电机：PWM 占空比调压 → 调速
2. 舵机：PWM 高电平时长 → 定角度
3. 步进 / 伺服：PWM 当脉冲波 → 频率调速、个数定位