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(zhuǎn)動； 串口總線信號控制則比較復(fù)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(zhuǎn)動外還可以獲取舵機的各種信息以及對舵機進行各種設(shè)置，具體需要配 合相應(yīng)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(chǎn)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(fù)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(zhuǎn)動角度由脈寬決定，?例如某個舵機的總轉(zhuǎn)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(zhuǎn)到對應(yīng)的位置：

注：?信號脈寬和舵機角度是成線性關(guān)系的。

控制舵機轉(zhuǎn)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(zhuǎn)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(zhuǎn)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(guān)，?一般會在規(guī)格書上標注有空載時的最大轉(zhuǎn)速。

3?、 舵機慢速轉(zhuǎn)動：

當需要讓舵機慢慢轉(zhuǎn)動時，如舵機從 45°轉(zhuǎn)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(nèi)從?1ms?勻速增到?2ms?即可，增量越小則轉(zhuǎn)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(chǎn)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(yīng)的參數(shù)即可，如?0.5ms?則寫入?500，2.5ms?則寫入?2500.A