大家好，又见面了，我是你们的朋友全栈君。

现象与原因

最近用arduino单片机，机械臂一直在不停的抖动。

通过硬件解决

原文链接：https://blog.csdn.net/zenghuanyu_big/article/details/78515309
首先，需要知道舵机的使用方法，简单来说，就是给一定时间的高电平，舵机能转动在一定的角度。其实，你只需给舵机一次能转动在一定角度的高低电平，之后只需保持上电状态，理论上舵机能保持不动。但这样极易出现波动干扰，所以此时需要一个74HC595芯片。

74HC595具有8位移位寄存器和一个存储器，三态输出功能。 移位寄存器和存储器有相互独立的时钟。简单来说，它可以保存单片机给的周期信号，使舵机不易受到干扰。

之所以出现了这个问题，就是因为arduino语言都是写好的库函数，没有了解底层的应用，导致IO口共用，出现机械臂抖动的问题。所以大家以后还是尽量了解底层的一些东西，可以减少犯错。

通过软件解决

原文链接：https://blog.csdn.net/wzxxtt62267018/article/details/79785690
此方法毕竟有延时，还是建议通过硬件解决。
这几天练习用Arduino通过Servo库控制舵机转动，在中loop中先有几秒让舵机停在0度，然后转到另外一个角度，就在这等待的几秒钟内，舵机不淡定了，不规则地抖动，等到让它转到指定角度时，它也能转过去。我推测这一定是控制程序的问题。在网上查找资料，发现下面的一段话说的靠谱：
在Arduino中，servo是一个库，可以简单的操作舵机。但从servo库的底层代码上来看，它使用了定时器中断，如果你调用了servo库，同时还使用串口通信的功能，那么，恭喜你，对于部分Arduino的板卡来说，一定会抖动。原因很简单，因为串口通信和servo都要使用定时器，所以就不正常了。
就像我一直在教学Arduino的过程中所强调的那样，库是别人写好你来用的，核心的东西你不知道，没准什么时候就有问题就冲突了，要想学好学精，还是要自己通过代码来实现各种功能，不仅性能好，而且还锻炼了你自己的综合能力。
提示你一点关于舵机的知识。驱动舵机，需要产生PWM信号，普通模拟舵机能识别50HZ的PWM信号，其中每个信号周期内，高电平的持续时间代表舵机的驱动角度。500uS为最小舵量，1500为中立舵量，2500为最大舵量，你可以使用micros()这个函数来精确控制高电平的持续时间。
使用Servo.h库方便，但是为什么会跟pwm冲突呢，因为在Arduino里的库封装里，它们都是用了同一个定时器1，T/C1: Pin9(OC1A)和Pin10(OC1B)，所以会导致冲突，如何解决呢，可以在硬件上修改引脚。不费事的办法就是通过修改代码来解决冲突。我们可以换一种方法来实现舵机的控制：
既然这样，那就重写一段好了：

int servopin = 7;    //定义舵机接口数字接口7 也就是舵机的橙色信号线。
void servopulse(int angle)//定义一个脉冲函数
{ 
   
  //发送50个脉冲
  for (int i = 0; i < 50; i++) { 
   
    int pulsewidth = (angle * 11) + 500; //将角度转化为500-2480的脉宽值
    digitalWrite(servoPin, HIGH);   //将舵机接口电平至高
    delayMicroseconds(pulsewidth);  //延时脉宽值的微秒数
    digitalWrite(servoPin, LOW);    //将舵机接口电平至低
    delayMicroseconds(20000 - pulsewidth);
  }
  // delay(20);
}

void setup()
{ 
   
  pinMode(servopin, OUTPUT); //设定舵机接口为输出接口
}

void loop()
{ 
   
  //把值的范围映射到0到165左右

  for ( int angle = 0; angle < 180; angle += 10) { 
   
    servopulse(angle);   //引用脉冲函数
    delay(1000);
  }
}

直接通过延时函数来给舵机脉冲，达到控制的效果，因为Arduino里延时函数delay()用的是定时器0，所以就不会冲突了。
关于舵机的扭矩和角度周期示意图如下：

74HC595 芯片原理和 Arduino 使用实例

原文地址：http://arduino.nxez.com/2016/12/20/74hc595-chip-principle-and-arduino-use-example.html

74HC595 简单说来就是具有8位移位寄存器和一个存储器，以及三态输出功能。 这里我们用它来控制8个LED小灯。我们为什么要用74HC595来控制小灯呢？一定会有很多朋友会问这个问题，我想问的是我们要是单纯的用Arduino控制8个小灯的话要占用多少个I/O呢？答案是8个，但是我们的Arduino 168有几个I/O口呢？加上模拟接口也就20个吧，这8个小灯占用了太多的资源了，我们用74HC595的目的就是减少I/O口的使用数量。用74HC595以后我们可以用3个数字I/O口控制8个LED小灯岂不美哉。

原理说明

先转一段百度百科上74HC595芯片的简介。

74HC595具有8位移位寄存器和一个存储器，三态输出功能。 移位寄存器和存储器有相互独立的时钟。数据在SH_cp（移位寄存器时钟输入）的上升沿输入到移位寄存器中，在ST_cp（存储器时钟输入）的上升沿输入到存储寄存器中去。如果两个时钟连在一起，则移位寄存器总是比存储寄存器早一个脉冲。移位寄存器有一个串行移位输入（Ds），和一个串行输出（Q7’）,和一个异步的低电平复位，存储寄存器有一个并行8位的，具备三态的总线输出，当使能OE时（为低电平），存储寄存器的数据输出到总线。

看不懂吧，没关系，我们先看一下芯片的引脚图：

分别解释一下：

• GND接地，VCC接5V电源，这个就不用说了。
• Q0-Q7这8根引脚是芯片的输出引脚，直接跟数码管的8段引脚相连。对应关系要看你怎么接线和写代码时传送数据的顺序了。
• DS是串行输入引脚，所谓串行就是使数据在一根信号线上按顺序一位一位地传输，就像一串糖葫芦。这个引脚我们接到树莓派任意一个GPIO口上（输出模式）。
• SHCP是移位寄存器的时钟引脚。听上去有点复杂，其实很简单。74HC595内部有一个8位的移位寄存器用来保存从DS引脚输入的数据。那么74HC595怎么知道什么时候该从DS引脚上取数据了呢？正是通过SHCP这个时钟引脚来实现的。只有在SHCP发生一次上升沿的时候，74HC595才会从DS引脚上取得当前的数据（高/低电平）并把取到的这一位数据保存到移位寄存器里。同样的，这个引脚也接到树莓派任意一个GPIO口上。当我们向芯片发送数据时，要先在DS引脚上准备好要传送的数据，然后制造一次SHCP引脚的上升沿（先拉低电平再拉高电平），74HC595会在这个上升沿将DS引脚上的数据存入移位寄存器D0，同时D0原来的数据会顺移到D1，D1的数据位移到D2。。。D6的数据位移到D7。而原先D7的数据已经没有地方储存了，这一位数据会被输出到引脚Q7S上。这个引脚的作用我们下一篇再说，本文暂时用不到这个引脚。（注意这里说的不是输出引脚Q0-Q7，而是指内部的8位移位寄存器里每一个“小房间”，芯片手册上并没有给这些小房间编号，这里为了说明方便进行了编号）
• STCP是芯片内部另外一个8位锁存寄存器的时钟引脚。当移位寄存器的8位数据全部传输完毕后，制造一次锁存器时钟引脚的上升沿（先拉低电平再拉高电平）。74HC595会在这个上升沿将移位寄存器里的8位数据复制到锁存器中（锁存器里原来的数据将被替换）。注意，到这里为止，这8位数据还只是被保存在锁存器里，并没有输出到数码管上。这个引脚同样连接到树莓派任意一个GPIO口上即可。
• OE是输出使能引脚，在其他芯片里也很常见。作用是控制锁存器里的数据是否最终输出到Q0-Q7输出引脚上。低电平时输出，高电平时不输出（既不是高电平，也不是低电平而是高阻态，不通电）。本例为了方便直接接在GND上使其一直保持低电平输出数据。
• MR是用来重置内部寄存器的引脚。低电平时重置内部寄存器(MemoryReset?)。本例为了方便直接连接在Vcc上一直保持高电平。
• Q7S引脚，串行输出引脚，本文不使用，下一篇再解释它的作用。

锁存器

关于锁存器。顾名思义就是将数据保存并锁定。一旦进入了锁存器，除非断电或重置数据（MR口设置为低电平），锁存器的数据不会再改变。好处是，当你需要更新数据时，将数据串行输入移位寄存器的过程中，锁存器里的数据不会有任何影响，也就不会有闪烁了。一直到移位寄存器8位数据准备完毕，再制造一次STCP的上升沿一次性更新锁存器的数据，更新输出。

另外，我做了一个动画帮助你理解整个过程。

arduino示例

下面是我们要准备的元器件。
74HC595 直插芯片1、红色M5 直插LED4、绿色M5 直插LED4、220Ω直插电阻8、面包板1、面包板跳线1 扎。

准备好元件我们就按下面的原理图连接电路。


此电路图看似复杂，我们仔细分析以后再结合参考实物就会发现很简单。
下面是参考源程序：

int latchPin = 5;
int clockPin = 4;
int dataPin = 2; //这里定义了那三个脚
void setup ()
{ 
   
  pinMode(latchPin, OUTPUT);
  pinMode(clockPin, OUTPUT);
  pinMode(dataPin, OUTPUT); //让三个脚都是输出状态
}
void loop()
{ 
   
  for (int a = 0; a < 256; a++) //这个循环的意思是让a这个变量+1一直加到到256，每次循环都进行下面的活动
  { 
   
    digitalWrite(latchPin, LOW); //将ST_CP口上面加低电平让芯片准备好接收数据
    shiftOut(dataPin, clockPin, MSBFIRST, a);
    //这个就是用MSBFIRST参数让0-7个针脚以高电平输出（LSBFIRST 低电平）是dataPin的参数，
    //clockPin的参数是变量a，前面我们说了这个变量会一次从1+1+到256，是个十进制数，
    // 输入到芯片后会产生8个二进制数，达到开关的作用
    digitalWrite(latchPin, HIGH); //将ST_CP这个针脚恢复到高电平
    delay(1000); //暂停1秒钟让你看到效果
  }
}

下载完程序大家就可以看到8 个小灯闪烁的美妙场景了。