舵机控制详解.doc

。本人学习了一段时间的舵机，将自己所遇到的问题与解决方案和大家分享一下，希望对初学者有所帮助！一、 舵机介绍1、 舵机结构舵机简单的说就是集成了直流电机、电机控制器和减速器等，并封装在一个便于安装的 外壳里的伺服单元。 舵机安装了一个电位器（或其它角度传感器）检测输出轴转动角度，控制板根据电位器 的信息能比较精确的控制和保持输出轴的角度。这样的直流电机控制方式叫闭环控制，所以舵机更准确的说是伺服马达，英文 servo。舵机组成：舵盘、减速齿轮、位置反馈电位计、直流电机、控制电路板等。舵盘上壳齿轮组中壳电机控制电路控制线下壳工作原理：控制信号 控制电路板 电机转动 齿轮组减速 舵盘转动 位置反馈电位器 控制电路板反馈简单的工作原理是控制电路接收信号源的控制信号，并驱动电机转动；齿轮组将电 机的速度成大倍数缩小，并将电机的输出扭矩放大响应倍数，然后输出；电位器和齿轮组的 末级一起转动，测量舵机轴转动角度；电路板检测并根据电位器判断舵机转动角度，然后控 制舵机转动到目标角度或保持在目标角度。舵机接线方法：三线接线法：（1）黑线（地线） 红线（电源线）两个标准：4.8V和6V 蓝线/黄线（信号线） （2）棕线（地线） 红线（电源线）两个标准：4.8V和6V 黄线（信号线）2、 舵机PWM信号介绍1、 PWM信号的定义PWM信号为脉宽调制信号，其特点在于他的上升沿与下降沿之间的时间宽度。具体的时间宽窄协议参考下列讲述。我们目前使用的舵机主要依赖于模型行业的标准协议，随着机器人行业的渐渐独立，有些厂商已经推出全新的舵机协议，这些舵机只能应用于机器人行业，已经不能够应用于传统的模型上面了。关于舵机PWM信号的基本样式如下图其PWM格式注意的几个要点：（1） 上升沿最少为0.5mS，为0.5mS-2.5mS之间；（2） 控制舵机的PWM信号周期为20ms；8位AT89C52CPU，其数据分辨率为256，那么经过舵机极限参数实验，得到应该将其划分为250份。那么0.5mS-2.5Ms的宽度为2mS = 2000uS。2000uS250=8uS则：PWM的控制精度为8us我们可以以8uS为单位递增控制舵机转动与定位。舵机可以转动185度，那么185度250=0.74度，则：舵机的控制精度为0.74度2PWM信号控制精度制定 1 DIV = 8uS ; 250DIV=2mS PWM上升沿函数： 0.5mS + NDIV 0uS NDIV 2mS 0.5mS 0.5Ms+NDIV 2.5mS3、舵机位置控制方法 舵机的转角达到185度，由于采用8为CPU控制，所以控制精度最大为256份。目前经过实际测试和规划，分了250份。将0185分为250份，每份0.74度。控制所需的PWM宽度为0.5ms2.5ms，宽度2ms。2ms250=8us；所以得出：PWM信号 = 1度/8us；0.5ms-2.5ms17.5ms-20ms舵机角度= 0.74NPWM = 0.5 + NDIV；（DIV=8us）角度04590135180N03E7DBBFAPWM0.5ms1ms1.5ms2ms2.5ms以上是舵机基本知识的介绍，下面对单片机控制舵机给大家做一介绍。问题一：单片机可以直接驱动舵机吗？ 首先告诉大家的是经过我的尝试不能驱动，就是给舵机单独供电也不能驱动。原因是单片机I/O输出电流比较小。 下面是我做的驱动电路原理图希望给你带来方便。 注意：舵机的正反转问题舵机的转动是点对点的，也就是说，你提供给舵机的PWM如果是高电平时间为2.5ms,则舵机转到180度方向，接下来如果提供给舵机的PWM如果是高电平时间为1ms，则舵机反向转到45度方向（针对转角180度的舵机）。即实现正反转。提供给大家三个程序（1）#includetypedef unsigned int uint;typedef unsigned char uchar;sbit pwm=P10;/输出PWM信号uchar count=0;uint pwm_value=1500;/初值为1.5mssbit key1=P00;sbit key2=P01;uint value=2500,2000;void delay_ms(uint x)uint i;while(x-)for(i=0;i125;i+);void InitTimer(void)TMOD=0x11;/开定时器0,1TH0=(65536-20000)/256;/定时20MS,20MS为一个周期TL0=(65536-20000)%256;TH1=(65536-1500)/256;/定时1.5MS,这时舵机处于0度TL1=(65536-1500)%256;EA=1;/开总断TR0=1;/开定时器0ET0=1;TR1=1;/开定时器1ET1=1;void timer0(void) interrupt 1/定时器0中断函数pwm=1;TH0=(65536-20000)/256;/定时20MS,20MS为一个周期TL0=(65536-20000)%256;TR1=1;count+;void timer1(void) interrupt 3/定时器1中断函数pwm=0;TH1=(65536-pwm_value)/256;TL1=(65536-pwm_value)%256;TR1=0;void main(void)/主函数/uchar i;InitTimer();pwm_value=1500;while(1)if(key1=0)delay_ms(10);if(key1=0)pwm_value=value0;while(key1=0);if(key2=0)delay_ms(10);if(key2=0)pwm_value=value1;while(key2=0);（2）#includetypedef unsigned int uint;typedef unsigned char uchar;sbit pwm=P10;/输出PWM信号uchar count=0;uint pwm_value=1500;/初值为1.5msuint value=1500,1000,1500,2000,1500;void delay_ms(uint x)uint i;while(x-)for(i=0;i125;i+);void InitTimer(void)TMOD=0x11;/开定时器0,1TH0=(65536-20000)/256;/定时20MS,20MS为一个周期TL0=(65536-20000)%256;TH1=(65536-1500)/256;/定时1.5MS,这时舵机处于0度TL1=(65536-1500)%256;EA=1;/开总断TR0=1;/开定时器0ET0=1;TR1=1;/开定时器1ET1=1;void timer0(void) interrupt 1/定时器0中断函数pwm=1;TH0=(65536-20000)/256;/定时20MS,20MS为一个周期TL0=(65536-20000)%256;TR1=1;count+;void timer1(void) interrupt 3/定时器1中断函数pwm=0;TH1=(65536-pwm_value)/256;TL1=(65536-pwm_value)%256;TR1=0;void main(void)/主函数uchar i;InitTimer();pwm_value=1500;while(1)for(i=0;i5;i+)pwm_value=valuei;/通过数组就可以改变舵机的转角度delay_ms(5000);（3）按键控制两路舵机#includetypedef unsigned int uint;typedef unsigned char uchar;sbit jj=P10;/输出PWM信号sbit sj=P11;uint temp0,temp1,temp2,temp3;uchar count=0;uchar s=0;uchar m=0;uint pwm_value=1500;/初值为1.5mssbit key1=P00;sbit key2=P01;uint value=1200,1800,2500,2000;void delay_ms(uint x)uint i;while(x-)for(i=0;i125;i+);void InitTimer(void)TMOD=0x01;/开定时器0,1TH0=(65536-500)/256;/定时20MS,20MS为一个周期TL0=(65536-500)%256;EA=1;/开总断TR0=1;/开定时器0ET0=1;void timer0(void) interrupt 1/定时器0中断函数TH0=(65536-300)/256;/定时20MS,20MS为一个周期TL0=(65536-300)%256;count+;switch(m)case 0:if(count=4)jj=1;sj=0;elsejj=0;sj=0;break;case 1:if(count=8)jj=0;sj=1;elsejj=0;sj=0;break;case 2:if(count=6)jj=1;sj=0;elsejj=0;sj=0;break;case 3:if(count=7)jj=0;sj=1;elsejj=0