51单片机控制舵机

舵机简介

舵机一般由舵盘、减速齿轮组、位置反馈电位计5k、直流电机、控制电路板等。一般情况下舵机的信号线为黄色或白色，电源分4.8V和6V，分别对应不同的转矩标准。

 

PWM控制方法

PWM通过占空比来控制舵机，占空比周期T=20ms,高电平方波持续时间为0.5ms~2.5ms.对应舵机角度为：

 

 

 

对于t = 0.5ms~2.5ms 的产生，写程序时我们可以采用全局变量。让全局变量等于5~25之间，因为舵机的一个计数周期是0.1ms，这样全局变量的5~25正好就是0.5ms~2.5ms

 

PWM波产生思路：将信号管脚线初始化为低电平，然后写一个while循环，在循环中将该管脚置为为高电平，延时，再拉低为低电平，如此循环产生PWM波，以高电平产生时间来控制舵机转动角度。

注意：5mv以上的控制电压的变化就会引起电机的抖动。

 

基于单片机的控制：

 

单片机系统实现对舵机输出转角的控制，必须先完成两个任务：

 

1、产生    PWM周期信号，本设计产生一个20ms的周期信号；

 

2、脉宽的调整，即单片机模拟PWM信号的输出，并调整占空比。

 

当系统中只需要实现一个舵机的控制，采用的控制方式是改变单片机的一个定时器中断的初值，将20ms分为两次中断执行，一次短定时中断和一次长定时中断。这样既节省了硬件电路，也减少了软件开销，控制系统工作效率和控制精度都很高。

 

 具体的设计过程：例如想让舵机转向左极限的角度，它的正脉冲为2ms，则负脉冲为20ms-2ms=18ms，所以开始时在控制口发送高电平，然后设置定时器在2ms后发生中断，中断发生后，在中断程序里将控制口改为低电平，并将中断时间改为18ms，再过18ms进入下一次定时中断，再将控制口改为高电平，并将定时器初值改为2ms，等待下次中断到来，如此往复实现PWM信号输出到舵机。用修改定时器中断初值的方法巧妙形成了脉冲信号，调整时间段的宽度便可使伺服机灵活运动。

 

  为保证软件在定时中断里采集其他信号，并且使发生PWM信号的程序不影响中断程序的运行(如果这些程序所占用时间过长，有可能会发生中断程序还未结束，下次中断又到来的后果)，所以需要将采集信号的函数放在长定时中断过程中执行，也就是说每经过两次中断执行一次这些程序，执行的周期还是20ms。

如果系统中需要控制几个舵机的准确转动，可以用单片机和计数器进行脉冲计数产生PWM信号。

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。

 

#include       

#include 

typedef unsigned char uchar;

typedef unsigned int uint;

sbit  KEY1=P3^4;					//按键1

sbit  KEY2=P3^5;					//按键2

sbit PWM_OUT=P2^7;				//PWM输出口

uint PWM_Value;			//定义pwm值

uchar order=0; 

void Delay(unsigned int s);      //延时函数声明

uchar flag;									//舵机按键标志




/*延时函数*/
void Delay(unsigned int s)

{

unsigned int i;

for(i=0; i=2500)										//如果pwm的值大于2500

PWM_Value = 2500;												//则保持在2500





if(PWM_Value<=500)											//如果pwm的值小于500

PWM_Value=500;													//则保持在500





switch(order)

{

	case 1:PWM_OUT=1;

		   TH0=(65536-PWM_Value)>>8; 

		   TL0=(uchar)(65536-PWM_Value);

		   break;                          

	case 2:PWM_OUT=0;

		   TH0=(65536-(5000-PWM_Value))>>8;    

		   TL0=(uchar)(65536-(5000-PWM_Value));

		   break;                          

	   

	
	case 3:

		   TH0=60536>>8;   

		   TL0=(uchar)60536;

		   break;

	case 4:

		   TH0=60536>>8;   

		   TL0=(uchar)60536;

		   order=0;

		   break;

default: order=0; 

		   break;

}

          order++;

}