AVR C代码中伺服电机与ADC同步问题排查及解决

项目背景 #

• 单片机：AVR ATmega32A
• MG995伺服电机：通过PWM控制实现0°至90°旋转
• ADC配置：已完成配置，用于读取光电二极管传感器数值
• 硬件连接：伺服电机与光电二极管均连接至单片机

遇到的问题 #

需求是让伺服电机从0°逐步旋转至90°，每转到一个角度后捕获对应ADC值，再进入下一个角度。但实际运行中，伺服电机在所有角度的ADC值传输完成前就完成了90°旋转，并未按预期逐步转动并等待ADC捕获。调整延迟时间后问题仍未解决。

相关简化代码 #

// 串口发送字节函数
void UART_TxChar(char ch) {
    while (! (UCSRA & (1 << UDRE))); /* 等待发送缓冲区为空 */
    UDR = ch;
}

// 串口发送字符串函数
void UART_SendString(char *str) {
    unsigned char j = 0;
    while (str[j] != 0) /* 发送字符串直到结束符 */
    {
        UART_TxChar(str[j]);
        j++;
    }
}
...
// 控制伺服电机转到指定角度的函数
void RotateServo(uint16_t degree) {
    OCR1A = (degree * 125) / 9 + 175; // 计算对应角度的OCR1A值
    _delay_ms(500); // 等待伺服电机到达目标位置
}

int main() {
    ...

    while (1) {
        for (int degree = 0; degree <= 90; degree++) {
            RotateServo(degree);

            // 读取通道0的ADC值（连接光电二极管）
            adc_value = adc_read(0);

            // 将ADC值打印到串口终端
            sprintf(buffer, "Degree: %d, ADC Value: %d\n", degree, adc_value);
            UART_SendString(buffer);

            // 等待一段时间后进入下一个角度
            _delay_ms(1000);
        }

        _delay_ms(2000); // 反转前等待2秒

        for (int degree = 90; degree >= 0; degree--) {
            RotateServo(degree);

            // 读取通道0的ADC值（连接光电二极管）
            adc_value = adc_read(0);

            // 将ADC值打印到串口终端
            sprintf(buffer, "Degree: %d, ADC Value: %d\n", degree, adc_value);
            UART_SendString(buffer);

            // 等待一段时间后进入下一个角度
            _delay_ms(1000);
        }

        _delay_ms(1000); // 循环重启前等待1秒
    }

    return 0;
}

问题 #

1. 如何实现伺服电机旋转与每个角度ADC值捕获的同步？
2. ADC值传输延迟的潜在原因有哪些？
3. 是否需要调整代码或硬件设置以实现同步？

问题解决（编辑补充） #

最终定位到代码错误：

// 控制伺服电机转到指定角度的函数
void RotateServo(uint16_t degree) {
    OCR1A = (degree * 125) / 90 + 175; // 计算对应角度的OCR1A值
    _delay_ms(500); // 等待伺服电机到达目标位置
}

错误点为计算OCR1A时除以9而非90，导致电机转速达到预期的10倍，因此看起来电机快速完成了全角度旋转，而非逐步停留。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Fernando V