舵机控制程序Word下载.docx
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脉冲计数可以利用51单片机的内部计数器来实现,但是从软件系统的稳定性和程序结构的合理性看,宜使用外部的计数器,还可以提高CPU的工作效率。
实验后从精度上考虑,对于FUTABA系列的接收机,当采用1MHz的外部晶振时,其控制电压幅值的变化为0.6mV,而且不会出现误差积累,可以满足控制舵机的要求。
最后考虑数字系统的离散误差,经估算误差的范围在±
0.3%内,所以采用单片机和8253、8254这样的计数器芯片的PWM信号产生电路是可靠的。
图3是硬件连接图。
)
(点击放大信号的计数和输出电路图3PWA寄存器一是定义82538253产生PWM信号的程序主要包括三方面内容:
基于所示,具体代的地址,二是控制字的写入,三是数据的写入。
软件流程如图4码如下。
1.//关键程序及注释:
2.//定时器T0中断,向8253发送控制字和数据
3.voidT0Int()interrupt1
4.{
5.TH0=0xB1;
6.TL0=0xE0;
//20ms的时钟基准
7.//先写入控制字,再写入计数值
8.SERVO0=0x30;
//选择计数器0,写入控制字
9.PWM0=BUF0L;
//先写低,后写高
10.PWM0=BUF0H;
11.SERVO1=0x70;
//选择计数器1,写入控制字
12.PWM1=BUF1L;
13.PWM1=BUF1H;
14.SERVO2=0xB0;
//选择计数器2,写入控制字
15.PWM2=BUF2L;
16.PWM2=BUF2H;
}17.
图4基于8253产生PWA信号的软件流程
当系统的主要工作任务就是控制多舵机的工作,并且使用的舵机工作周期均为20ms时,要求硬件产生的多路PWM波的周期也相同。
使用51单片机的内部定时器产生脉冲计数,一般工作正脉冲宽度小于周期的1/8,这样可以在1个周期内分时启动各路PWM波的上升沿,再利用定时器中断T0确定各路PWM波的输出宽度,定时器中断T1控制20ms的基准时间。
第1次定时器中断T0按20ms的1/8设置初值,并设置输出I/O口,第1次T0定时中断响应后,将当前输出I/O口对应的引脚输出置高电平,设置该路输出正脉冲宽度,并启动第2次定时器中断,输出I/O口指向下一个输出口。
第2次定时器定时时间结束后,将当前输出引脚置低电平,设置此中断周期为20ms的1/8减去正脉冲的时间,此路PWM信号在该周期中输出完毕,往复输出。
在每次循环的第16次(2×
8=16)中断实行关定时中断T0的操作,最后就可以实现8路舵机控制信号的输出。
也可以采用外部计数器进行多路舵机的控制,但是因为常见的8253、8254芯片都只有3个计数器,所以当系统需要产生多路PWM信号时,使用上述方法调试时注意到由于程序中脉也可以达到较高的精度。
降低成本,可以减少电路,
冲宽度的调整是靠调整定时器的初值,中断程序也被分成了8个状态周期,并且需要严格的周期循环,而且运行其他中断程序代码的时间需要严格把握。
在实际应用中,采用51单片机简单方便地实现了舵机控制需要的PWM信号。
对机器人舵机控制的测试表明,舵机控制系统工作稳定,PWM占空比
(0.5~2.5ms的正脉冲宽度)和舵机的转角(-90°
~90°
)线性度较好。
如何使用AT89S52编写这样一个程序。
要求,单片机控制舵机,让舵机到中间位置后,左转15度,延迟2ms,右转15度。
(度数不要求精确)。
舵机为0.5~2.5ms。
晶振12M
#include<
reg52.h>
unsignedintpwm;
unsignedcharflag;
sbitp10=P1^0;
voidtimer0()interrupt1
using1
{
p10=!
p10;
pwm=20000-pwm;
TH0=pwm/256;
TL0=pwm%6;
flag++;
if(flag<
10)flag++;
if(flag==10&
&
p10==0){pwm=1250;
flag=11;
}//保证回到90度再左转15;
}
voidtimer1()interrupt3
ET1=0;
//2ms到关闭定时器1
ET0=0;
TR0=0;
pwm=1750;
ET0=1;
TR0=1;
}
voidint0(void)
interrupt0using1
//判断左转到15,通过传感器判断或者其他信号判断,能正好保证刚左转15度,开始延时2ms
TR1=1;
//定时器1开始计数
voidmain(void)
p10=1;
TMOD=0x11;
pwm=1500;
//回90度
TH1=2000/256;
TL1=2000%6;
EA=1;
ET1=1;
while
(1);
舵机控制程序
8路舵机控制器
芯片:
AT89S52
晶振:
12MHz
===================================================================================*/
#include<
REG52.h>
#defineuint8unsignedchar
#defineuint16unsignedint
sbitkey1=P1^4;
sbitkey2=P1^5;
//PWM的输出端口
sbitPWM_OUT0=P0^0;
sbitPWM_OUT1=P0^1;
sbitPWM_OUT2=P0^2;
sbitPWM_OUT3=P0^3;
sbitPWM_OUT4=P0^4;
sbitPWM_OUT5=P0^5;
sbitPWM_OUT6=P0^6;
sbitPWM_OUT7=P0^7;
//PWM的数据值
uint16PWM_Value[8]={1500,1000,1500,1000,1750,2000,2500,2000};
uint8order1;
//定时器扫描序列
/*===================================================================================
定时器T0的中断服务程序
一个循环20MS=8*2.5ms
=====================================================================================*/
voidtimer0(void)interrupt1using1
switch(order1)
{
case1:
PWM_OUT0=1;
TH0=-PWM_Value[0]/256;
TL0=-PWM_Value[0]%6;
break;
case2:
PWM_OUT0=0;
TH0=-(2700-PWM_Value[0])/256;
TL0=-(2700-PWM_Value[0])%6;
case3:
PWM_OUT1=1;
TH0=-PWM_Value[1]/256;
TL0=-PWM_Value[1]%6;
case4:
PWM_OUT1=0;
TH0=-(2700-PWM_Value[1])/256;
TL0=-(2700-PWM_Value[1])%6;
case5:
PWM_OUT2=1;
TH0=-PWM_Value[2]/256;
TL0=-PWM_Value[2]%6;
case6:
PWM_OUT2=0;
TH0=-(2700-PWM_Value[2])/256;
TL0=-(2700-PWM_Value[2])%6;
case7:
PWM_OUT3=1;
TH0=-PWM_Value[3]/256;
TL0=-PWM_Value[3]%6;
case8:
PWM_OUT3=0;
TH0=-(2700-PWM_Value[3])/256;
TL0=-(2700-PWM_Value[3])%6;
case9:
PWM_OUT4=1;
TH0=-PWM_Value[4]/256;
TL0=-PWM_Value[4]%6;
case10:
PWM_OUT4=0;
TH0=-(2700-PWM_Value[4])/256;
TL0=-(2700-PWM_Value[4])%6;
case11:
PWM_OUT5=1;
TH0=-PWM_Value[5]/256;
TL0=-PWM_Value[5]%6;
case12:
PWM_OUT5=0;
TH0=-(2700-PWM_Value[5])/256;
TL0=-(2700-PWM_Value[5])%6;
case13:
PWM_OUT6=1;
TH0=-PWM_Value[6]/256;
TL0=-PWM_Value[6]%6;
case14:
PWM_OUT6=0;
TH0=-(2700-PWM_Value[6])/256;
TL0=-(2700-PWM_Value[6])%6;
case15:
PWM_OUT7=1;
TH0=-PWM_Value[7]/256;
TL0=-PWM_Value[7]%6;
case16:
PWM_OUT7=0;
order1=0;
TH0=-(2700-PWM_Value[7])/256;
TL0=-(2700-PWM_Value[7])%6;
default:
order1++;
初始化中断
voidInitPWM(void)
order1=1;
TMOD|=0x11;
TH0=-1500/256;
TL0=-1500%6;
EX0=0;
PT0=1;
PX0=0;
voiddelay(void)
uint16i=100;
while(i--);
InitPWM();
while
(1)
if(key1==0)
if(PWM_Value[0]<
2500)
PWM_Value[0]++;
if(key2==0)
if(PWM_Value[0]>
500)
PWM_Value[0]--;
delay();
单片机舵机控制程序
#include<
REG51.h>
#defineucharunsignedchar
#defineuintunsignedint
uinta,b,c,d,n;
sbitp12=P1^2;
sbitp13=P1^3;
sbitp37=P3^7;
{p12=!
p12;
c=20000-c;
TH0=-(c/256);
TL0=-(c%6);
if(c>
=500&
c<
=2500)
c=a;
else
c=20000-a;
voiddelay()
uinti;
for(i=0;
i<
200;
i++)
voidinit_serialcomm(void)
SCON=0x50;
//SCON:
serailmode1,8-bitUART,enableucvr
TMOD|=0x21;
//TMOD:
timer1,mode2,8-bitreload
//SMOD=1;
PCON|=0x80;
TH1=0xF4;
//Baud:
4800fosc=11.0592MHz
IE|=0x93;
//EnableSerialInterrupt
TR1=1;
//timer1run
//TI=1;
voidserial()interrupt4using3
if(RI)
RI=0;
b=SBUF;
SBUF=0xff;
while(TI==0);
TI=0;
{//TMOD=0x21;
init_serialcomm();
p12=1;
a=1500;
TH0=-(a/256);
TL0=-(a%6);
TR0=1;
while
(1)
a=b*10;
舵机控制程序(改变a值可控制任意角度)
reg51.h>
math.h>
#defineucharunsignedchar
#defineuintunsignedint
uinta,c;
sbitp11=P1^1;
voidtimer0(void)interrupt1
{p10=!
p11=!
p11;
c=20000-c;
TH0=-(c/256);
TL0=-(c%6);
=2500)c=a;
elsec=20000-a;
voiddelay(longj)
for(j;
j>
0;
j--);
1工作方式TMOD=0x01;
//16位定时器p10=1;
p11=1;
a=2500;
//180//
TL0=-(a%6);
EA=1;
for(a=2500;
a>
=500;
a--)
a=a-10;
c=a;
delay(5000);
基于AT89C2051的多路舵机控制器设计(2007-11-1011:
37)摘要舵机是机器人、机电系统和航模的重要执行机构。
舵机控制器为舵机提供必要的能源和控制信号。
本文提出一种以外部中断计数为基础的PWM波形实现方法。
该方法具有简单方便,成本低,可实现多路独立PWM输出的优点。
关键词AT89(:
205l舵机控制器外部中断PWM
舵机是一种位置伺服的驱动器。
它接收一定的控制信号,输出一定的角度,适用于那些需要角度不断变化并可以保持的控制系统。
在微机电系统和航模中,它是一个基本的输出执行机构。
舵机的工作原理1
以日本FUTABA-S3003型舵机为例,图1是FUFABA-S3003型舵机的内部电路。
舵机的工作原理是:
PWM信号由接收通道进入信号解调电路BA66881。
的12脚进行解调,获得一个直流偏置电压。
该直流偏置电压与电位器的电压比较,获得电压差由BA6688的3脚输出。
该输出送人电机驱动集成电路BA6686,以驱动电机正反转。
当电机转速一定时,通过级联减速齿轮带动电位器R。
,旋转,直到电压差为O,电机停止转动。
舵机的控制信号是PWM信号,利用占空比的变化改变舵机的位置。
2舵机的控制方法
标准的舵机有3条导线,分别是:
电源线、地线、控制线,如图2所示。
电源线和地线用于提供舵机内部的直流电机和控制线路所需的能源.电压通常介于4~6V,一般取5V。
注意,给舵机供电电源应能提供足够的功率。
控制线的输入是一个宽度可调的周期性方波脉冲信号,方波脉冲信号的周期为20ms(即频率为50Hz)。
当方波的脉冲宽度改变时,舵机转轴的角度发生改变,角度变化与脉冲宽度的变化成正比。
某型舵机的输出轴转来表示。
3角与输入信号的脉冲宽度之间的关系可用围.
3舵机控制器的设计
(1)舵机控制器硬件电路设计
从上述舵机转角的控制方法可看出,舵机的控制信号实质是一个可嗣宽度的方波信号(PWM)。
该方波信号可由FPGA、模拟电路或单片机来产生。
采用FPGA成本较高,用模拟电路来实现则电路较复杂,不适合作多路输出。
一般采用单片机作舵机的控制器。
目前采用单片机做舵机控制器的方案比较多,可以利用单片机的定时器中断实现PWM。
该方案将20ms的周期信号分为两次定时中断来完成:
一次定时实现高电平定时Th;
一次定时实现低电平定时T1。
Th、T1的时间值随脉冲宽度的变换而变化,但,Th+T1=20ms。
该方法的优点是,PWM信号完全由单片机内部定时器的中断来实现,不需要添加外围硬件。
缺点是一个周期中的PWM信号要分两次中断来完成,两次中断的定时值计算较麻烦;
为了满足20ms的周期,单片机晶振的频率要降低;
不能实现多路输出。
也可以采用单片机+8253计数器的实现方案。
该方案由单片机产生计数脉冲(或外部电路产生计数脉冲)提供给8253进行计数,由单片机给出8253的计数比较值来改变输出脉宽。
该方案的优点是可以实现多路输出,软件设计较简单;
缺点是要添加l片8253计数器,增加了硬件成本。
本文在综合上述两个单片机舵机控制方案基础上,所示。
4提出了一个新的设计方案,如图
该方案的舵机控制器以AT89C2051单片机为核心,555构成的振荡器作为定时基准,单片机通过对555振荡器产生的脉冲信号进行计数来产生PWM信号。
该控制器中单片机可以产生8个通道的PWM信号,分别由AT89C2051的P1.0~Pl.7(12~19引脚)端口输出。
输出的8路PWM信号通过光耦隔离传送到下一级电路中。
因为信号通过光耦传送过程中进行了反相,因此从光耦出来的信号必须再经过反相器进行反相。
方波信号经过光耦传输后,前沿和后沿会发生畸变,因此反相器采用CD40106施密特反相器对光耦传输过来的信号进行整形,产生标准的PWM方波信号。
笔者在实验过程中发现,舵机在运行过程中要从电源吸纳较大的电流,若舵机与单片机控制器共用一个电源,则舵机会对单片机产生较大的干扰。
因此,舵机与单片机控
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- 舵机 控制程序