舵机PWM,SBUS,PPM信号转模拟电压的方案

PWM,SBUS,PPM信号转模拟电压的方案

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• 案例场景

  有个内部采用电瓶车的驱动器的无线小车，现在需要使用遥控器控制小车的前进后退。也就是说：把之前电瓶车的手动油门把手换成无线控制的。

  遥控器选择目前市面上有好多的品牌：“天地飞，futaba，斯翼等。遥控器分为接收器和发射器：发射器就是控制人手里拿的摇杆那一部分；接收器则是信号接收端。用来给小车的电机驱动器发送信号的。

  但是现在有个问题，接收机的输出信号并不能直接给电机驱动器使用。因为常见遥控接收机的输出信号一般有三种：舵机PWM信号、SBUS、PPM。而电瓶车的电机驱动器的输入信号要求一般是个模拟电压（常见的电瓶车把手其实就是一个旋转电位器，旋转到不同的位置会输出不同的电压值，以此来控制电机驱动器，从而达到调节电机转速的问题。）

  因此，要想使用遥控器，必须解决接收机输出信号转成模拟电压的问题。为此，我们设计了一款信号转换模块。下图为增加转换板之后的系统框架图
  

• 解决方案

  1. 舵机PWM转电压

     舵机PWM，基本上每个接收机都会输出的一种比较常见PWM信号：一般信号频率50HZ，信号高电平变化时间在1ms-2ms之间变化（不同的遥控器会有小幅度的差异）。舵机PWM基础知识请点击：转载于CSDNPinus_x博主。

     转换模块的核心思路就是采集接收机输出的PWM型号，接着分析高电平时间，然后根据高电平时间输出相应的线性变化模拟电压值。

     一般舵机PWM输出的高电平时间为1ms-2ms之间变化，但是实际上我们为了匹配不同的遥控器和留有一定余量，我们设定电平电话的高电平区间为1.1ms-1.9ms之间。也就是说当采集到1.1ms的高电平PWM信号时，模拟电压输出最小值（0V）；当采集到1.9ms的高电平时间PWM信号时，模拟电压输出最大值（5V）。

     本文设计的模块中，一共留出了4路PWM转电压的通道。

  2. SBUS信号转电压

     sbus信号是Futaba公司定制的一种数字传输信号，一共数据包中包含了所有遥控器的通道数值。（天地飞管这路信号叫“Wbus”，本质没有区别）因此，本文设计中为sbus（wbus）设计了一路通道，用来收集带有sbus（wbus）等信号输出的接收机。

     在采集完一帧信号后，只根据摇杆变化的4路信号输出相应的4通道电压值。

  3. PPM信号转电压

     PPM信号其实是一种合成的PWM型号。前面单路的舵机PWM信号每个都单独都占用一个硬件 通道，要想4路变化就要有4路单路的硬件通道，这样就会导致硬件接口过多。PPM信号则是把多路PWM信号合成到一路通道。这样既降低了硬件通道的数量，同时也能传输多路PWM信号。

• 总结

  每个品牌的sbus信号 通道值最大最小值的变化区别也是有区别的，所以为了尽量囊括多种遥控器，模块在程序设计上做了余量考虑。直接反应到每个遥控器的现象就是拨杆最低和最高位置附近会有一段小量程变化，不会引起输出电压值的变化。这并不影响功能的实现（需要说明的是PWM和PPM也做了余量设计）。

  最后，将模块接到接收机和电机控制器的输入端。拨动摇杆，电机转速如期变化。OK,收工。