Kageki (TD4互換機) でサーボ SG90 を操作してみる

TD4の命令を実行できる自作CPU「Kageki」 でサーボ SG90 を操作してみた。

サーボ SG90

SG90 は、小型サーボであり、電気信号によって回転角度を制御することができる。
例えば秋月電子通商で売られている。(M-08761)

以下のように、20ms間隔で0.5～2.4msのパルスを与えることで制御を行う仕様である。
回転角度はパルスの幅で表現する。

今回の仕様

サーボを制御する用の信号を、出力ポートのビット0から出力する。
入力ポートの値により、パルスの幅を変える。値が大きいほどパルスを長くする。

プログラム

位置 機械語   アセンブリ言語
--------------------------------
0    00100000 FIRST: IN  A
1    10110001        OUT 0001
2    01010001 WAIT1: ADD B, 0001
3    11100010        JNC WAIT1
4    00001111 SIG:   ADD A, 1111
5    11100111        JNC OFF
6    11111000        JMP NOOFF
7    10110000 OFF:   OUT 0000
8    01010001 NOOFF: ADD B, 0001
9    11100100        JNC SIG
A    00110000        MOV A, 0000
B    01010001 WAIT2: ADD B, 0001
C    11101011        JNC WAIT2
D    00000001        ADD A, 0001
E    11101011        JNC WAIT2
F    11110000        JMP FIRST

0番地：入力ポートの値を読む。
1番地：信号をHIGHにする。
2～3番地：固定の時間待つ。
4～9番地：入力ポートの値によって変わるタイミングで信号をLOWにする。
A～E番地：二重ループにより、長めの時間待つ。
F番地：最初に戻る。

実行結果

50kHzのクロックで実行した。

動作の様子

軸の回転により0～Fを切り替え、2進数で出力するスイッチを用いた回路を入力ポートに接続した。
これにより、入力ポートに 0000 ～ 1111 を入力し、それに応じてサーボが回転している。

信号の確認

オシロスコープ FNIRSI-1013D を用い、出力信号を観察した。

パルスの間隔の確認

0000 を入力したとき、パルスの間隔は 13.1ms であった。
仕様の 20ms よりかなり短いが、動いたのでヨシ…？

1111 を入力したときも、パルスの間隔は 13.1ms であった。
パルスの間隔は入力によらないようである。

パルスの幅の確認

0000 を入力したとき、パルスの幅は約 0.7ms であった。

1111 を入力したとき、パルスの幅は約 2.2ms であった。

いずれも、仕様 (0.5～2.4ms) 内に収まっている。