使用51单片机驱动舵机程序分析

舵机，又称伺服马达，是一种具有闭环控制系统的机电结构。舵机主要是由外 壳、电路板、无核心马达、齿轮与位置检测器所构成。其工作原理是由控制器发出PWM（脉冲宽度调制）信号给舵机，经电路板上的IC处理后计算出转动方向， 再驱动无核心马达转动，透过减速齿轮将动力传至摆臂，同时由位置检测器（电位器）返回位置信号，判断是否已经到达设定位置，一般舵机只能旋转180度。舵机有3根线，棕色为地，红色为电源正，橙色为信号线，但不同牌子的舵机，线的颜色可能不同，需要注意。

舵机的转动位置是靠控制PWM（脉冲宽度调制）信号的占空比来实现的，标准PWM（脉冲宽度调制）信号的周期固定为20ms，占空比0.5～2.5ms 的正脉冲宽度和舵机的转角-90°～90°（即0~180度）相对应。注意，由于舵机牌子不同，其控制器解析出的脉冲宽度也不同，所以对于同一信号，不同牌子的舵机旋转的角度也不同。其原理是：它内部有一个基准电路，产生周期为20ms，宽度为1.5ms的基准信号， 控制信号由接收机的通道进入信号调制芯片，获得直流偏置电压。将获得的直流偏置电压与电位器的电压比较，获得电压差输出。最后，电压差的正负输出到电机驱动芯片决定电机的正反转。当电机转速一定时，通过级联减速齿轮带动电位器旋转，使得电压差为0，电机停止转动。

   0.5ms------------0度；

   1.0ms------------45度；

   1.5ms------------90度；

   2.0ms-----------135度；

   2.5ms-----------180度；

 

采用11.0592MHZ的51单片机驱动舵机转动程序如下：

//上电自动转动

#include 

unsigned char count;      //0.5ms次数标识

sbit pwm =P1^0 ;          //PWM信号输出

sbit jia =P2^4;           //角度增加按键检测IO口

sbit jian =P2^5;           //角度减少按键检测IO口

unsigned char jd;         //角度标识

 

sbit pwm1 =P0^0 ;          //PWM信号输出给示波器，检测PWM波用

void delay(unsigned char i)//延时

{

  unsigned char j,k;

  for(j=i;j>0;j--)

    for(k=125;k>0;k--);

}

void Time0_Init()          //定时器0初始化

{

//定时器0装初值 用示波器检测后，11.0592MHZ晶振 定时0.5ms进入中断 装初值如下

TH0  = (65536-445)/256;

TL0  = (65536-445)%256;

 
TMOD = 0x01;    //定时器0工作在方式1   

IE = 0x82;	//IE=0x82=1000 0010 等价于 EA=1 开总中断  ET0=1 开定时器0中断

  TR0=1;          //开定时器0

}

void Time0_Int() interrupt 1 //中断程序

{

//重装初值

TH0  = (65536-445)/256;

TL0  = (65536-445)%256;

 

    if(count< jd)

{

 pwm=1;                  //确实小于，PWM输出高电平

 pwm1=pwm;              //接示波器用的io口，观测PWM波形用	    }	//判断0.5ms次数是否小于角度标识

 //pwm=1;                  //确实小于，PWM输出高电平

    else

{

 pwm=0;                  //确实小于，PWM输出高电平

 pwm1=pwm;             //接示波器用的io口，观测PWM波形用	}

    //  pwm=0;                  //大于则输出低电平

    count=(count+1);          //0.5ms次数加1

    count=count%40;     //次数始终保持为40 即保持周期为20ms

}

 

//此注销掉部分为通过按键控制舵机转动的程序，功能为通过jia按键控制正转，

//通过jian按键控制反转

/*void keyscan()              //按键扫描

{

   if(jia==0)               //角度增加按键是否按下

  {

    delay(10);              //按下延时，消抖

    if(jia==0)              //确实按下

     {

      jd++;                 //角度标识加1

      count=0;              //按键按下 则20ms周期从新开始

      if(jd==6)

        jd=5;               //已经是180度，则保持

      while(jia==0);        //等待按键放开

     }

  }

  if(jian==0)                //角度减小按键是否按下

  {

    delay(10);

    if(jian==0)

     {

      jd--;                 //角度标识减1

      count=0;

      if(jd==0)

        jd=1;               //已经是0度，则保持

      while(jan==0);

     }

  }

}*/

 
void main()

{

//上电，舵机自动正反转    

//应注意每次步进是延时函数delay参数的设置，此处延时函数参数设置的并不理想    

while(1)

{

  for(jd=1;jd<6;jd++)

{

count=0;

Time0_Init();

delay(50000000);

}

delay(50000000);

for(jd=6;jd>0;jd--)

{

count=0;

Time0_Init();

delay(50000000);

}

}

}