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舵机控制详解
Themanuscriptwasrevisedontheeveningof2021
舵机控制详解
本人学习了一段时间的舵机，将自己所遇到的问题与解决方案和大家分享一下，希望对初学者有所帮助！
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一、舵机介绍
1、舵机结构
舵机简单的说就是集成了直流电机、电机控制器和减速器等，并封装在一个便于安装的外壳里的伺服单元。
舵机安装了一个电位器（或其它角度传感器）检测输出轴转动角度，控制板根据电位器的信息能比较精确的控制和保持输出轴的角度。
这样的直流电机控制方式叫闭环控制，所以舵机更准确的说是伺服马达，英文servo。
舵机组成：
舵盘、减速齿轮、位置反馈电位计、直流电机、控制电路板等。
舵盘
上壳
齿轮组
中壳
电机
控制电路
控制线
下壳
工作原理：
控制信号控制电路板电机转动齿轮组减速舵盘转动位置反馈电位器控制电路板反馈
简单的工作原理是控制电路接收信号源的控制信号，并驱动电机转动；齿轮组将电机的速度成大倍数缩小，并将电机的输出扭矩放大响应倍数，然后输出；电位器和齿轮组的末级一起转动，测量舵机轴转动角度；电路板检测并根据电位器判断舵机转动角度，然后控制舵机转动到目标角度或保持在目标角度。
舵机接线方法：
三线接线法：
（1）黑线（地线）
红线（电源线）两个标准：
和6V
蓝线/黄线（信号线）
（2）棕线（地线）
红线（电源线）两个标准：
和6V
黄线（信号线）
二、舵机PWM信号介绍
1、PWM信号的定义
PWM信号为脉宽调制信号，其特点在于他的上升沿与下降沿之间的时间宽度。
具体的时间宽窄协议参考下列讲述。
我们目前使用的舵机主要依赖于模型行业的标准协议，随着机器人行业的渐渐独立，有些厂商已经推出全新的舵机协议，这些舵机只能应用于机器人行业，已经不能够应用于传统的模型上面了。
关于舵机PWM信号的基本样式如下图
其PWM格式注意的几个要点：
（1）上升沿最少为，为之间；
（2）控制舵机的PWM信号周期为20ms；
2．PWM信号控制精度制定
1DIV=8uS;250DIV=2mS
PWM上升沿函数：
+N×DIV
0uS≤N×DIV≤2mS
≤+N×DIV≤
3、舵机位置控制方法
舵机的转角达到185度，由于采用8为CPU控制，所以控制精度最大为256份。
目
前经过实际测试和规划，分了250份。
将0—185分为250份，每份度。
控制所需的PWM宽度为—，宽度2ms。
2ms÷250=8us；
所以得出：
PWM信号=1度/8us；
舵机角度=×N
PWM=+N×DIV；（DIV=8us）
角度
0
45
90
135
180
N
0
3E
7D
BB
FA
PWM
1ms
2ms
以上是舵机基本知识的介绍，下面对单片机控制舵机给大家做一介绍。
问题一：
单片机可以直接驱动舵机吗？
首先告诉大家的是经过我的尝试不能驱动，就是给舵机单独供电也不能驱动。
原因是单片机I/O输出电流比较小。
下面是我做的驱动电路原理图希望给你带来方便。
注意：
舵机的正反转问题
舵机的转动是点对点的，也就是说，你提供给舵机的PWM如果是高电平时间为,则舵机转到180度方向，接下来如果提供给舵机的PWM如果是高电平时间为1ms，则舵机反向转到45度方向（针对转角180度的舵机）。
即实现正反转。
提供给大家三个程序
（1）
#include<>
typedefunsignedintuint;
typedefunsignedcharuchar;
sbitpwm=P1^0;//输出PWM信号
ucharcount=0;
uintpwm_value=1500;//初值为
sbitkey1=P0^0;
sbitkey2=P0^1;
uintvalue[]={2500,2000};
voiddelay_ms（uintx）
{
uinti;
while（x--）
for（i=0;i<125;i++）;
}
voidInitTimer（void）
{
TMOD=0x11;//开定时器0,1
TH0=（65536-20000）/256;//定时20MS,20MS为一个周期
TL0=（65536-20000）%256;
TH1=（65536-1500）/256;//定时,这时舵机处于0度
TL1=（65536-1500）%256;
EA=1;//开总断
TR0=1;//开定时器0
ET0=1;
TR1=1;//开定时器1
ET1=1;
}
voidtimer0（void）interrupt1//定时器0中断函数
{
pwm=1;
TH0=（65536-20000）/256;//定时20MS,20MS为一个周期
TL0=（65536-20000）%256;
TR1=1;
count++;
}
voidtimer1（void）interrupt3//定时器1中断函数
{
pwm=0;
TH1=（65536-pwm_value）/256;
TL1=（65536-pwm_value）%256;
TR1=0;
}
voidmain（void）//主函数
{
//uchari;
InitTimer（）;
pwm_value=1500;
while
（1）
{
if（key1==0）
{
delay_ms（10）;
if（key1==0）
{
pwm_value=value[0];
while（key1==0）;
}
}
if（key2==0）
{
delay_ms（10）;
if（key2==0）
{
pwm_value=value[1];
while（key2==0）;
}
}
}
}
（2）
#include<>
typedefunsignedintuint;
typedefunsignedcharuchar;
sbitpwm=P1^0;//输出PWM信号
ucharcount=0;
uintpwm_value=1500;//初值为
uintvalue[]={1500,1000,1500,2000,1500};
voiddelay_ms（uintx）
{
uinti;
while（x--）
for（i=0;i<125;i++）;
}
voidInitTimer（void）
{
TMOD=0x11;//开定时器0,1
TH0=（65536-20000）/256;//定时20MS,20MS为一个周期
TL0=（65536-20000）%256;
TH1=（65536-1500）/256;//定时,这时舵机处于0度
TL1=（65536-1500）%256;
EA=1;//开总断
TR0=1;//开定时器0
ET0=1;
TR1=1;//开定时器1
ET1=1;
}
voidtimer0（void）interrupt1//定时器0中断函数
{
pwm=1;
TH0=（65536-20000）/256;//定时20MS,20MS为一个周期
TL0=（65536-20000）%256;
TR1=1;
count++;
}
voidtimer1（void）interrupt3//定时器1中断函数
{
pwm=0;
TH1=（65536-pwm_value）/256;
TL1=（65536-pwm_value）%256;
TR1=0;
}
voidmain（void）//主函数
{
uchari;
InitTimer（）;
pwm_value=1500;
while
（1）
{
for（i=0;i<5;i++）
{
pwm_value=value[i];//通过数组就可以改变舵机的转角度
delay_ms（5000）;
}
}
}
（3）按键控制两路舵机
#include<>
typedefunsignedintuint;
typedefunsignedcharuchar;
sbitjj=P1^0;//输出PWM信号
sbitsj=P1^1;
uinttemp0,temp1,temp2,temp3;
ucharcount=0;
uchars=0;
ucharm=0;
uintpwm_value=1500;//初值为
sbitkey1=P0^0;
sbitkey2=P0^1;
uintvalue[]={1200,1800,2500,2000};
voiddelay_ms（uintx）
{
uinti;
while（x--）
for（i=0;i<125;i++）;
}
voidInitTimer（void）
{
TMOD=0x01;//开定时器0,1
TH0=（65536-500）/256;//定时20MS,20MS为一个周期
TL0=（65536-500）%256;
EA=1;//开总断
TR0=1;//开定时器0
ET0=1;
}
voidtimer0（void）interrupt1//定时器0中断函数
{
TH0=（65536-300）/256;//定时20MS,20MS为一个周期
TL0=（65536-300）%256;
count++;
switch（m）
{
case0:
{
if（count<=4）
{
jj=1;
sj=0;
}
else
{
jj=0;
sj=0;
}
break;
}
case1:
{
if（count<=8）
{
jj=0;
sj=1;
}
else
{
jj=0;
sj=0;
}
break;
}
case2:
{
if（count<=6）
{
jj=1;
sj=0;
}
else
{
jj=0;
sj=0;
}
break;
}
case3:
{
if（count<=7）
{
jj=0;
sj=1;
}
else
{
jj=0;
sj=0;
}
break;
}
default:
break;
}
if（count==70）count=0;
}
voidmain（void）//主函数
{
//uchari;
InitTimer（）;
//pwm_value=1500;
while
（1）
{
if（key1==0）
{
delay_ms（10）;
if（key1==0）
{
m++;
if（m==5）m=0;
while（key1==0）;
}
}
}
}
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