PWM信號控制舵機原理

? ? ?現(xiàn)在常用的舵機控制信號主要有 PWM 信號和串口總線信號兩種：其中 PWM 信號控制比較簡單，但是 功能只有一個即控制舵機轉動； 串口總線信號控制則比較復雜，需要控制器有串口輸出功能，但是能實現(xiàn) 較多的功能，除了可以控制舵機轉動外還可以獲取舵機的各種信息以及對舵機進行各種設置，具體需要配 合相應的協(xié)議文件使用。

以下描述怎么使用 PWM 信號控制舵機：

PWM 信號： 一種周期固定脈寬(高電平寬度)可變的連續(xù)電平信號。

PWM 信號產生方式有兩種：

第一種： 由 MCU 的普通 GPIO ?口輸出，分辨率較低， 程序比較復雜， 需要使用到定時器；

第二種：由 MCU 的硬件 PWM 輸出，分辨率較高，可以達到 1us或更小，程序比較簡單，須要 MCU 具備硬件 PWM 功能；

在舵機控制中的 PWM 信號的參數(shù)一般為：周期=20ms，脈寬(高電平寬度)范圍=0.5ms~2.5ms。

舵機的轉動角度由脈寬決定，?例如某個舵機的總轉角為?180°,??PWM?脈寬范圍為?0.5ms~2.5ms?，那么?當舵機接收到不同的脈寬信號時轉到對應的位置：

注：?信號脈寬和舵機角度是成線性關系的。

控制舵機轉動效果：

1?、 舵機鎖舵：

當信號保持不變時，?舵機會保持在當前位置， 并且輸出的扭力會隨著負載大小不同而不同。

2?、 舵機快速轉動：

當信號改變時，?如信號從?1ms?變?yōu)?2ms，舵機會從?45°以最快速度轉到?135°位置，這個速度會根據(jù)?舵機的本身性能以及負載大小有關，?一般會在規(guī)格書上標注有空載時的最大轉速。

3?、 舵機慢速轉動：

當需要讓舵機慢慢轉動時，如舵機從 45°轉到 135°位置需要耗時三秒，只需要計算出信號脈寬的變?化增量，在三秒的時間內從?1ms?勻速增到?2ms?即可，增量越小則轉動的效果越細膩。

程序例子：

一、由?MCU?的普通?GPIO ?口輸出?PWM：

#include ?《reg51.h》

#define?uchar?unsigned char

#define?uint?unsigned?int

sbit?p10=P1^0;

uintaa;

void?delay??（uintz）

{

unsigned?intx?，a;

for（x=z;x>0;x--）

for（a=250;a>0;a--?）;

}

void timer0（）?interrupt?1 //定時器?1?為?0.1ms?一個周期, ?輸出?1.5ms?脈寬信號

{

TH0=（65536-100）/256;

TL0=（65536-100）%256;

aa++;

if（aa>=200）aa=0;

if（aa<=15） //產生周期為?20ms，高電平為?1.5ms，

p10=1;

else

p10=0;

}

void?init()

{

aa=0;

a=0;

p10=0;

TMOD=0x11;

TH0=（65536-100）/256;

TL0=（65536-100）%256;

EA=1;

ET0=1;

}

void main()

{

init（） ;

TR0=1;

p10=1;

while（1）

{

}

}

二、由?MCU?的硬件?PWM 輸出?PWM?信號：

Step1、初始化 PWM 功能，配置 PWM 時鐘為 1us，周期為 20000，占空比為0，信號電平為高電平有效。

Step2、當需要改變信號時，只需要在占空比寄存器中寫入對應的參數(shù)即可，如?0.5ms?則寫入?500，2.5ms?則寫入?2500.A