舵机工作原理及程序[通俗易懂]

全栈程序员-站长 • 2022年4月28日下午6:00 • 未分类 • 阅读 51

大家好，又见面了，我是你们的朋友全栈君。

舵机可以实时控制角度，广泛应用于航模、云台等等需要控制角度的场合

舵机的工作原理：

由pwm波进入内部电路产生一个偏置电压，触发电机通过减速齿轮带动电位器移动，使电压差为零时，电机停转，从而达到伺服的效果。

舵机PWM的协议都是相同的，但最新出现的舵机可能不一样

协议一般为:

高电平宽度在0.5ms~2.5ms控制舵机转过不同的角度

例如某一型号如下：

舵机工作原理及程序[通俗易懂]

对于不同的型号可以查找相关的舵机文档

分析：

在此以工作频率为50HZ，即周期为20MS的futaba s3003舵机，和51单片机为主控芯片进行详细程序编写分析：

有上图可知：不同宽度的脉冲可以产生不同的角度输出，可以利用定时器和IO口模拟产生PWM波，通过定时控制占空比从而达到角度的控制，理论上计算51可以产生us级别的脉冲，180/2000us=0.09，可以达到0.1左右的精度(实际我也没有试过)

代码：

下面是我写的以9°步进的程序，实际测试时只有16次为有效，估计是程序运行耗时造成的，因为我的定时器是以0.1ms溢出的。

#include <reg52.h>

unsigned char count;      //0.5ms次数标识

sbit pwm =P1^0;          //PWM信号输出

sbit jia =P2^2;           //角度增加按键检测IO口

sbit jan =P2^1;           //角度减少按键检测IO口

unsigned char jd;         //角度标识

void delay(unsigned char i)//延时

{

  unsignedchar j,k;

 for(j=i;j>0;j--)

   for(k=125;k>0;k--);

}

void Time0_Init()          //定时器初始化

{

TMOD = 0x01;           //定时器0工作在方式1  

IE  = 0x82;

TH0 = (65536-92)/256;

TL0 = (65536-92)%256;     //11.0592MZ晶振，0.1ms

   TR0=1;                 //定时器开始

}

void Time0_Int() interrupt 1 //中断程序

{

TH0 = (65536-92)/256;             //重新赋值

TL0 = (65536-92)%256;

   if(count< jd)              //判断0.1ms次数是否小于角度标识

     pwm=1;                  //确实小于，PWM输出高电平

   else

     pwm=0;                  //大于则输出低电平

    count=(count+1);          //0.1ms次数加1

   count=count%200;     //次数始终保持为200 即保持周期为20ms

}

void keyscan()              //按键扫描

{ 

         //P2=0;

  if(jia==0)               //角度增加按键是否按下

  {

   delay(10);              //按下延时，消抖

   if(jia==0)              //确实按下

    {

     jd++;                 //角度标识加1

     count=0;              //按键按下 则20ms周期从新开始

     if(jd==26)

       jd=25;               //已经是180度，则保持

     while(jia==0);        //等待按键放开

    }

  }

         //P2=0;

 if(jan==0)                //角度减小按键是否按下

  {

   delay(10);

   if(jan==0)

    {

     jd--;                 //角度标识减1

     count=0;

     if(jd==4)

       jd=5;               //已经是0度，则保持

     while(jan==0);

    }

  }

         //P0=0;

         //jia=0;

         //jan=0;

}

void main()

{

//jia=0;

         //jan=0;

jd=13;

count=0;

Time0_Init();            

while(1)

{

 keyscan();               //按键扫描

 

}

}

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