51单片机一个定时器控制多路舵机
关于51单片机控制舵机(减速电机类似)的详解
sfr CCAPM0=0xDA;//PCA 模块 0 的工作模式寄存器
//--------------------------------------//7 1 0 //- ECMn CAPPn CAPNn MATn T0Gn PWMn ECCFn 6 5 4 3 2
//--------------------------------------//ECOMn:使能比较器, 1 时使能比较器 功能 //CAPPn:正捕获,1 时使能上升沿捕 获 //CAPNn:负捕获,1 时使能下降沿捕 获 //MATn:匹配:1 时,PCA 计数器的值与
//---------------------------------------------//ECF:PCA 计数溢出中断使能:1 时, 使能 寄存器 CCON CF 位的中断。0 时禁止该功能。
sfr CL=0xE9;//CL 和 CH 为正在自由递增计数的 16 位 PCA 定时器的值。
sfr CH=0xF9; /***PWM0 相关特殊功能寄存器***/ sfr CCAP0L=0xEA;//PCA 模块 0 的捕捉/比较寄存器低 8 位 sfr CCAP0H=0xFA;//PCA 模块 0 的捕捉/比较寄存器高 8 位
//-------------------------------//CIDL:计数阵列空闲控制,0 时,空闲 模式下 PCA 计数器继续工作;1 时空闲模式 PCA 停止工作。
//--------------------------------------------//CPS2 CPS1 CPS0: PCA 计数脉冲选择 //000:系统时钟,FOSC/12 //001:系统时钟,FOSC/2 //010:定时器 0 的溢出,可实现可调频 率 PWM 输出
舵机简介及其单片机控制方法
1、概述舵机最早出现在航模运动中。
在航空模型中,飞行机的飞行姿态是通过调节发动机和各个控制舵面来实现的。
举个简单的四通飞机来说,飞机上有以下几个地方需要控制:1.发动机进气量,来控制发动机的拉力(或推力);2.副翼舵面(安装在飞机机翼后缘),用来控制飞机的横滚运动;3.水平尾舵面,用来控制飞机的俯仰角;4.垂直尾舵面,用来控制飞机的偏航角;遥控器有四个通道,分别对应四个舵机,而舵机又通过连杆等传动元件带动舵面的转动,从而改变飞机的运动状态。
舵机因此得名:控制舵面的伺服电机。
不仅在航模飞机中,在其他的模型运动中都可以看到它的应用:船模上用来控制尾舵,车模中用来转向等等。
由此可见,凡是需要操作性动作时都可以用舵机来实现。
2、结构和控制一般来讲,舵机主要由以下几个部分组成,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。
工作原理:控制电路板接受来自信号线的控制信号(具体信号待会再讲),控制电机转动,电机带动一系列齿轮组,减速后传动至输出舵盘。
舵机的输出轴和位置反馈电位计是相连的,舵盘转动的同时,带动位置反馈电位计,电位计将输出一个电压信号到控制电路板,进行反馈,然后控制电路板根据所在位置决定电机的转动方向和速度,从而达到目标停止。
舵机的基本结构是这样,但实现起来有很多种。
例如电机就有有刷和无刷之分,齿轮有塑料和金属之分,输出轴有滑动和滚动之分,壳体有塑料和铝合金之分,速度有快速和慢速之分,体积有大中小三种之分等等,组合不同,价格也千差万别。
例如,其中小舵机一般称作微舵,同种材料的条件下是中型的一倍多,金属齿轮是塑料齿轮的一倍多。
需要根据需要选用不同类型。
舵机的输入线共有三条,红色中间,是电源线,一边黑色的是地线,这辆根线给舵机提供最基本的能源保证,主要是电机的转动消耗。
电源有两种规格,一是4.8V,一是6.0V,分别对应不同的转矩标准,即输出力矩不同,6.0V对应的要大一些,具体看应用条件;另外一根线是控制信号线,Futaba的一般为白色,JR的一般为桔黄色。
单片机控制多个舵机
单片机控制多个舵机章节一:引言在现代机器人控制领域中,舵机常被用于控制机器人的运动。
单片机是一种智能控制器,可以用来实现舵机的控制。
本论文将介绍如何利用单片机控制多个舵机,以便在机器人控制系统中实现更复杂的运动。
首先,本文将简要介绍单片机和舵机的工作原理。
随后,将详细介绍使用单片机来控制多个舵机的方法,包括连接电路的设计和程序的编写。
最后,通过实验验证了该方法的可行性和有效性。
本文的目的是为了帮助工程师更好地理解和应用单片机控制多个舵机。
章节二:单片机和舵机的工作原理在本章中,将对单片机和舵机的工作原理进行详细介绍。
单片机是一种集成了处理器、存储器和输入输出接口的微型计算机。
它可以根据预先编写好的程序进行各种任务的控制。
而舵机是一种可以通过电信号控制角度的装置。
它由电机、位置传感器和控制电路组成。
舵机可以根据输入的控制信号转动到指定的角度位置。
章节三:单片机控制多个舵机的方法在本章中,将详细介绍如何使用单片机控制多个舵机。
首先,需要设计合适的连接电路,以便将单片机和多个舵机连接在一起。
连接电路中需要包括适当的电源和信号线连接。
接下来,需要编写相应的程序。
程序可以根据需要生成控制信号,并通过信号线将控制信号发送给舵机。
控制信号的生成需要考虑到舵机的工作特性和运动需求。
在程序编写完成后,通过编译和下载将程序烧录到单片机中。
最后,将舵机安装在机器人的相应位置,运行程序即可控制多个舵机实现复杂运动。
章节四:实验结果和讨论在本章中,将介绍利用单片机控制多个舵机的实验结果。
通过实验验证了该方法的可行性和有效性。
实验结果显示,单片机可以稳定地控制多个舵机,实现复杂的运动。
这对于机器人控制系统来说具有重要的意义,可以实现更灵活多样的机器人运动。
综上所述,本论文介绍了使用单片机控制多个舵机的方法。
通过设计合适的连接电路和编写相应的程序,可以实现稳定而灵活的舵机控制。
本文希望能为工程师们提供一种新的思路和方法,以便更好地应用单片机控制多个舵机。
单片机控制8路舵机
机械臂机械臂主要由手部和运动机构组成。
手部是用来抓持物品的部位,运动机构使手部完成各种转动、移动或复合运动来实现规定的动作。
为了抓取空间中任意位置和方位的物体,采用6个自由度,用六个舵机来控制。
由MCU产生六路占空比可调的PWM信号来控制机械手的运动。
利用上位机与单片机通信,改变占空比从而控制机械臂。
为了使机械手运动时保持一定的连贯性,同时刻到达指定位置,机械手不同部位运动的速度应该不同,转一个小角度时舵机的速度应该慢一些,所以在上位机设计上采用了拉杆及按键控制,从实现对机械臂的柔性控制。
机械臂部分关键器件和基本参数:机械臂参数:1、整臂长464mm;2、臂重(含舵机):1.5Kg;3、机械臂转动范围:180度;4、机械爪最大张角宽度:55mm;5、机械臂夹重:0.5Kg。
伺服电机MG995、MG996具体参数:1、工作扭矩:13Kg/cm;2、工作电流:100mA;3、转动角度;180度;4、反应转速:53-62R/M;5、使用电压3-7.2V。
6、控制精度:3度MCU 控制模块: 1、2、3、4、工作原理说明及计算1、PC机与单片机通信在控制系统中,各种数据的采集和执行机构的控制都是由下位机来完成。
由于单片机具有体积小、价格低廉、可应用于恶劣工业环境的特点,在分布式控制系统中大多采用单片机作为下位机来进行数据采集和现场控制。
在这些应用中,单片机只是直接面向被控对象底层。
而对采集到的数据进行进一步分析和处理的工作是由功能强大的主控PC机来完成的。
因此,PC机和单片机之间就有着大量的数据交换。
通常PC机和单片机之间的通信是通过串行总线RS-232实现的。
但实际需要要求操作系统实现无线控制,因此采用蓝牙串口通讯方式代替有线数据传输。
其原理和方法适用于PC机与不同单片机之间的串行数据通信。
2、舵机的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。
能够利用简单的输入信号比较精确的转动给定角度的电机系统。
基于C51的多路舵机PWM控制原理(有程序)
一、 基本原理介绍二、演示机构采用的是舵机,每个需要一路PWM 波和两路电源输入。
电源输入标准为5V 1-8A ,采用带输入和输出保护的50w 开关电源供电;PWM 波为50Hz ,正脉冲时间为0.5-2.5ms ,对应-90°至90°(实际使用中为了保护机械,为0.7-2.3ms ,舵机旋转范围为-70°至70°)。
由于系统对于输出的频率有5Hz 的限制,因此使用软件延迟来实现最多八路的的PWM 波输出。
PWM 波由MCU 通过软件延时产生,算法概述如下(流程图见附件):1. A 路输出2.5ms 脉冲(输出正脉冲,不足时间由低电平 补至2.5ms ),此时其他五路无输出,相当于输出2.5ms 低电平; 2. B 路输出2.5ms 脉冲(同A 路,不足时间由低电平补齐),此时包括A 路的其他五路无输出,相当于输出2.5ms 低电平;3. 同理,输出C,D,E,F 路4. 此时,1-3步总时间为2.5*6=15ms ,其中每路由一个小于2.5ms 的正脉冲和低电平时间组成。
由于输出周期为20ms ,故应再输出20ms-15ms=5ms 低电平时间,使得各路频率为50Hz 。
重复1-3步,得到输出波形如下图:(仅以4路为例,使用Proteus 仿真示波器,图2.2.2)可以看到,此时各路输出均为50Hz ,正脉冲时间为0.5-2.5ms图 2.2.1 舵机及其控制原理图2.2.2 Proteus仿真此算法在50Hz(20ms)频率的限制下,最多可输出8路PWM波形(8*2.5ms=20ms)三、实际程序程序如下:#include <stdio.h>#include <REG52.h>#define uchar unsigned char#define uint unsigned intsbit Out1=P2^0;sbit Out2=P2^1;sbit Out3=P2^2;sbit Out4=P2^3;sbit Out5=P2^4;void PWM(uint a, uint b,uint c, uint d,uint e) {uchar A,B,C,D,E;uint M=984;A=250-a;B=250-b;C=250-c;D=250-d;E=250-e;do { Out1 = 1; } while(a--);do { Out1 = 0; } while(A--);do { Out2 = 1; } while(b--);do { Out2 = 0; } while(B--);do { Out3 = 1; } while(c--);do { Out3 = 0; } while(C--);do { Out4 = 1; } while(d--);do { Out4 = 0; } while(D--);do { Out5 = 1; } while(e--);do { Out5 = 0; } while(E--);do{ }while(M--);}main()uchar a,b,c,d,e;uint m;a=170;b=149;c=d=e=149;SCON = 0x50; //REN=1允许串行接受状态,串口工作模式1 TMOD = 0x20; //定时器工作方式2PCON = 0x80;//TH1 = 0xFD; //baud*2 /* reload value 19200、数据位8、停止位1。
51单片机 舵机控制程序
51单片机舵机控制程序题目:基于51单片机的舵机控制程序设计与实现第一章:引言1.1 研究背景51单片机是一种广泛应用于嵌入式系统中的微控制器,具有成本低、功耗低、可靠性高等优点。
而舵机是一种能够控制角度的电机装置,广泛应用于机器人、航模和自动化设备等领域。
本章旨在探讨基于51单片机的舵机控制程序设计与实现的意义和必要性。
1.2 研究目的本研究的主要目的在于设计并实现一套稳定、高效的舵机控制程序,为使用51单片机的嵌入式系统提供角度控制功能。
通过本研究,可以提高舵机控制的精度和稳定性,拓展舵机的应用领域。
第二章:51单片机舵机控制程序的设计2.1 硬件设计根据舵机的控制特点,我们需要通过PWM信号控制舵机转动的角度。
在硬件设计上,我们需要使用51单片机的定时器功能产生PWM信号,并通过IO口输出给舵机。
具体的设计方案包括选择合适的定时器、设置定时器的工作模式和频率等。
2.2 软件设计在软件设计上,我们需要通过编写51单片机的控制程序实现舵机的控制。
具体的设计流程包括:(1)初始化:设置定时器的工作模式和频率,配置IO口的输出模式。
(2)角度控制:根据舵机的角度范围和控制精度,将目标角度转换为占空比,并通过PWM信号控制舵机转动到目标角度。
(3)稳定性优化:通过对定时器周期和占空比的调整,优化舵机的稳定性,减小舵机的误差。
第三章:51单片机舵机控制程序的实现3.1 硬件搭建在实现阶段,我们需要根据硬件设计方案选购相应的硬件元件,并将其搭建成一个完整的舵机控制系统。
具体的搭建过程包括:(1)选购舵机和51单片机等硬件元件,并连接相关的信号线。
(2)按照硬件设计方案,搭建并调试舵机控制系统。
3.2 软件编写在软件实现阶段,我们需要使用51单片机的编程语言(如C语言或汇编语言)编写舵机控制程序,并通过编译和烧录等步骤将程序下载到51单片机中。
具体的编写过程包括:(1)按照软件设计方案,编写舵机控制程序的相关函数和逻辑。
基于51单片机的舵机控制
基于51单片机的舵机控制2010-05-2319:48基于单片机的舵机控制方法具有简单、精度高、成本低、体积小的特点,并可根据不同的舵机数量加以灵活应用在机器人机电控制系统中,舵机控制效果是性能的重要影响因素・舵机可以在微机电系统和航模中作为基本的输出执行机构,其简单的控制和输出使得单片机系统非常容易与之接口舵机是一种位置伺服的驱动器,适用于那些需要角度不断变化并可以保持的控制系统•其工作原理是: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・它内部有一个基准电路,产生周期为20m6宽度为1.5ms的基准信号,将获得的直流偏置电压与电位器的电压比较,获得电压差输出口最后,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*舵机的控制信号是PWM1号,利用占空比的变化改变舵机的位置・一般舵机的控制要求如图1所示力腌8脉维=2ins图1舵机的控制要求单片机实现舵机转角控制可以使用FPGA模拟电路、单片机来产生舵机的控制信号,但FPG腋本高且电路复杂・对于脉宽调制信号的脉宽变换,常用的一种方法是采用调制信号获取有源滤波后的直流电压,但是需要50Hz(周期是20ms)的信号,这对运放器件的选择有较高要求,从电路体积和功耗考虑也不易采用口5mV以上的控制电压的变化就会引起舵机的抖动,对于机载的测控系统而言,电源和其他器件的信号噪声都远大于5mV所以滤波电路的精度难以达到舵机的控制精度要求也可以用单片机作为舵机的控制单元,使PWM&号的脉冲宽度实现微秒级的变化,从而提高舵机的转角精度・单片机完成控制算法,再将计算结果转化为PWM1号输出到舵机,由于单片机系统是一个数字系统,其控制信号的变化完全依靠硬件计数,所以受外界干扰较小,整个系统工作可靠单片机系统实现对舵机输出转角的控制,必须首先完成两个任务:首先是产生基本的PW惆期信号,本设计是产生20ms的周期信号;其次是脉宽的调整,即单片机模拟PWM1号的输出,并且调整占空比・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2m§等待下次中断到来,如此往复实现PWM1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PWM1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软件流程如图2所示*开足附中断改变定时时间中断程序(中断返图2产生PWMf号的软件流程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PWM1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适性看,宜使用外部的计数器,还可以提高CPU勺工作效率・实验后从精度上考虑,对于FUTAB麻列的接收机,当采用1MHz勺外部晶振时,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PWM1号产生电路是可靠的•图3是硬件连接图图3PWA信号的计数和输出电路(点击放大)基于8253产生PWM1号的程序主要包括三方面内容:一是定义8253寄存器的地址,二是控制字的写入,三是数据的写入•软件流程如图4所示,具体代码如下・//关键程序及注释://定时器T0中断,向8253发送控制字和数据voidT0Int()interrupt1(TH0=0xB1;TL0=0xE0;//20ms的时钟基准//先写入控制字,再写入计数值SERVO0=0x30;//选择计数器0,写入控制字PWM0=BUF0L;〃先写低,后写高PWM0=BUF0H;SERVO1=0x70;//选择计数器1,写入控制字PWM1=BUF1L;PWM1=BUF1H;SERVO2=0xB0;//选择计数器2,写入控制字PWM2=BUF2L;PWM2=BUF2H;}定义8253寄存器地址图4基于8253产生PWAS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PW械的周期也相同・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PW瞰的上升沿,再利J用定时器中断T0确定各路PW瞰的输出宽度,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言号在该周期中输出完毕,往复输出•在每次循环的第16次(2X8=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PWM1号时,使用上述方法可以减少电路,降低成本,也可以达到较高的精度•调试时注意到由于程序中脉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PWMF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■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.。
单片机控制舵机的C51程序
单片机控制舵机的C51程序用stc89c51 单片机来控制舵机的程序,测试成功,仅供大家参考.#include “reg52.h”unsigned char count; //0.5ms 次数标识sbit pwm =P3 ; //PWM 信号输出sbit jia =P3;//角度增加按键检测IO 口sbit jan=P3;//角度减少按键检测IO 口unsigned char jd; //角度标识void delay(unsigned char i)//延时{unsigned char j,k;for(j=i;j0;j--) for(k=125;k0;k--);}void Time0_Init() //定时器初始化{TMOD = 0x01;//定时器0 工作在方式1 IE = 0x82;TH0 = 0xfe;TL0 = 0x33;//11.0592MZ 晶振,0.5msTR0=1; //定时器开始}void Time0_Int() interrupt 1 //中断程序{TH0 = 0xfe; //重新赋值TL0= 0x33;if(count jd) //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elsepwm=0; //大于则输出低电平count=(count+1); //0.5ms 次数加1count=count%40; //次数始终保持为40 即保持周期为20ms}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1count=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(jan==0) //角度减小按键是否按下{delay(10);if(jan==0){jd--; //角度标识减1count=0;if(jd==0)jd=1;//已经是0 度,则保持while(jan==0);}}}void main(){jd=1;count=0; Time0_Init(); while(1){keyscan(); //按键扫描}}tips:感谢大家的阅读,本文由我司收集整编。
51单片机控制多路舵机
51单片机控制多路舵机第一章:引言(200-250字)51单片机是一种常用的微型控制器,广泛应用于各种电子控制系统中。
而舵机作为一种常见的执行器,被广泛应用于机器人、航模等领域。
本论文旨在探讨如何使用51单片机实现多路舵机控制,并介绍其应用。
第二章:多路舵机控制的原理与方法(300-350字)2.1 舵机的工作原理舵机是一种能够实现角度精确控制的电机。
其核心部件是一个内置了电机、减速装置和角度反馈装置的封装,通过输入PWM信号来控制舵机的转动角度。
2.2 51单片机实现PWM信号输出51单片机通过定时器和PWM相关寄存器可以产生需要的PWM信号。
通过改变占空比来控制舵机的角度,实现舵机的转动。
2.3 多路舵机的控制通过引出多个PWM输出引脚,可以实现多路舵机的控制。
通过对每个舵机的PWM信号进行编码和解码,可以实现对多路舵机的独立控制。
第三章:实验与结果(300-350字)3.1 实验原理在实验中,我们使用了一款51单片机开发板和多路舵机,通过编写相应的程序,控制51单片机输出多路PWM信号,从而实现对多路舵机的控制。
3.2 实验步骤首先,将多路舵机连接到51单片机的相应IO口,并连接电源。
然后,编写相应的51单片机程序,配置定时器和PWM输出引脚。
接着,通过改变相应PWM引脚的占空比,控制舵机的转动角度。
3.3 实验结果我们成功地控制了多路舵机的转动。
通过改变不同舵机对应的PWM引脚的占空比,实现了舵机的不同角度转动。
实验结果表明,我们所设计的多路舵机控制系统是可行的。
第四章:结论与展望(150-200字)在本论文中,我们研究了51单片机控制多路舵机的原理和方法,并进行了相应的实验验证。
实验结果表明,我们所设计的方案可以有效地控制多路舵机的转动。
通过本论文的研究,我们可以发现,使用51单片机控制多路舵机具有一定的优势,比如成本低、可编程性强等。
然而,本研究还有一些局限性。
例如,目前我们只控制了少量的舵机,没有涉及到大规模的控制。
51控制多路舵机
51控制多路舵机章节一:引言(约250字)近年来,随着机器人技术的迅速发展,多路舵机控制系统的研究成为了热点领域之一。
多路舵机控制系统可以实现机器人各个部件的精确控制,为机器人动作的灵活性与多样性带来了巨大的提升。
本文将介绍一种基于51单片机的多路舵机控制方法,其具有简单、稳定、高效的特点。
章节二:设计与实现(约250字)本文中,我们设计了一个基于51单片机的多路舵机控制系统。
系统由一个主控制板和多个舵机组成,其中主控制板负责接收外部输入信号,通过PWM信号驱动各个舵机实现精确控制。
为了提高控制的稳定性,我们使用了PID控制算法来对舵机的角度进行调整和修正。
为了提高系统的可拓展性,我们还设计了扩展接口,可以根据需要连接更多的舵机。
章节三:系统性能测试与分析(约250字)为了验证本文所设计的多路舵机控制系统的性能,我们进行了一系列的实验。
在实验中,我们测试了系统的控制精度、动作反应速度以及稳定性。
实验结果表明,本文所设计的多路舵机控制系统具有较高的控制精度和动作反应速度,在稳定性方面表现出色。
章节四:结论(约250字)本文提出了一种基于51单片机的多路舵机控制系统的设计方案。
通过采用PID控制算法和PWM信号驱动技术,系统可以实现对多个舵机的精确控制。
实验结果证明了系统的稳定性和可靠性。
然而,本文所设计的多路舵机控制系统仍然存在一些局限性,如可拓展性不够强、算法复杂度较高等。
在未来的研究中,可以进一步改进系统设计,提高其性能和可拓展性,以满足不同领域的需求。
章节二:设计与实现(续)(约250字)在设计与实现的过程中,我们首先确定了舵机的数量和位置,根据需求选择了适当的舵机型号。
接下来,我们设计了主控制板的电路图和PCB布局,并进行了制造和组装。
主控制板上集成了51单片机、PWM模块和扩展接口等功能模块,以实现对舵机的精确控制和扩展能力。
在软件方面,我们使用C语言编写了控制程序。
首先,我们编写了舵机驱动模块,实现了PWM信号的发生和舵机角度的控制。
51单片机控制多路舵机
/**********************************************************************该实验例程是实现8个舵机在两个角度之间摆动。
0度和90度通过该例程,读者要学会分时复用定时器,用1个定时器来产生多路PWM的思想。
***********************************************************************/#include <12c5a.H> //STC12C5A系列单片机void delay(uint16 time); //软件延时函数void Timer_init(); //定时器初始化函数void Timer0(uint32 us); //定时器0定时函数uint16 pos[2][9]={ //上一节中控制一个舵机这里只需要两个数。
{1500,1500,1500,1500,1500,1500,1500,1500,1500}, //此节扩展成8个舵机,则此处变为两个数组。
{500,500,500,500,500,500,500,500,500} //数组中的1~8成员代表每一个舵机的两个位置。
};uint16 pwm[9]={1500,1500,1500,1500,1500,1500,1500,1500,1500}; //定时器取定时值从这里取sbit pwm16=P5^3;sbit pwm15=P1^5;sbit pwm14=P1^6;sbit pwm13=P1^7;sbit pwm12=P4^3;sbit pwm11=P3^2;sbit pwm10=P3^3;sbit pwm9=P3^4;sbit pwm8=P0^5;sbit pwm7=P0^6;sbit pwm6=P0^7;sbit pwm5=P4^6;sbit pwm4=P4^1;sbit pwm3=P4^5;sbit pwm2=P4^4;sbit pwm1=P2^7;/**************************************************************************************************函数名:main()功能:入口函数备注:/****************************************************************************** *********************/void main(){uint8 i=0;P0M1=0; //设置P口为强推免输出模式,下同P0M0=0XFF;P1M1=0;P1M0=0XFF;P2M1=0;P2M0=0XFF;P3M1=0;P3M0=0XFF;P4M1=0;P4M0=0XFF;P5M1=0;P5M0=0XFF;P4SW|=0X70;Timer_init(); //定时器初始化Timer0(31); //通过一个定时值进入定时循环while(1){for(i=1;i<9;i++) //pos[0]位置pwm[i]=pos[0][i];delay(1000);for(i=1;i<9;i++) // pos[1]位置pwm[i]=pos[1][i];delay(1000); //舵机在两个角度之间摆动。
51单片机控制舵机程序
#include 〈reg52。
h〉#define Stop 0 //宏定义,停止#define Left 1 //宏定义,左转#define Right 2 //宏定义,右转sbit ControlPort = P2^0;//舵机信号端口sbit KeyLeft = P1^0;//左转按键端口sbit KeyRight = P1^1;//右转按键端口sbit KeyStop = P1^2; //归位按键端口unsigned char TimeOutCounter = 0,LeftOrRight = 0;//TimeOutCounter:定时器溢出计数LeftOrRight:舵机左右旋转标志void InitialTimer (void ){TMOD=0x10;//定时/计数器1工作于方式1TH1 = (65535 - 500 ) / 256; //0。
25msTL1 = ( 65535 — 500 )%256;EA=1;//开总中断ET1=1; //允许定时/计数器1 中断TR1=1; //启动定时/计数器1 中断}void ControlLeftOrRight ( void )//控制舵机函数{if(KeyStop == 0 ){//while ( !KeyStop );//使标志等于Stop(0),在中断函数中将用到LeftOrRight = Stop;}if(KeyLeft == 0 ){//while (!KeyLeft ); //使标志等于Left(1),在中断函数中将用到LeftOrRight = Left;}if(KeyRight == 0 ){//while ( !KeyRight );//使标志等于Right(2),在中断函数中将用到LeftOrRight = Right;}}void main (void )//主函数{InitialTimer();for(;;){ControlLeftOrRight();}}void Timer1 (void )interrupt 3 //定时器中断函数{TH1 = ( 65535 - 500 )/ 256;TL1 = ( 65535 — 500 )% 256;TimeOutCounter ++;switch (LeftOrRight ){case 0 ://为0时,舵机归位,脉宽1。
舵机的控制程序51单片机写的
舵机的控制程序51单片机写的//请根据自己马达的控制来改变程序#include<reg52.h>#include<math.h>#include<intrins.h>#define uchar unsigned char#define uint unsigned intuchar Buffer =0; //从串口接收的数据uint URTAReceivedCount=0,n=1;uchar data Tempdatatable[5],CommandDatatable[5];//数据包uchar serVal[2];//uint pwm[]={1120,1190,1382,1382,1382,1382,1382,1382}; //初始90度,(实际是1382.4,取整得1382)//uchar pwm_flag=0;uint code ms0_5Con=461; //0.5ms计数(实际是460.8,取整得461)uint code ms2_5Con=2304; //2.5ms计数bit key_stime_ok;void Delay_1ms(uint i)//1ms延时{uchar x,j;for(j=0;jfor(x=0;x<=148;x++);}void Send_Data(uchar type,uchar cmd,uchar dat){uchar data Buffer[5];//构建数据包uchar *p;uint Send_Count=0;p = Buffer;Buffer[0]=0XFF;Buffer[1]=type;Buffer[2]=cmd;Buffer[3]=dat;Buffer[4]=0XFF;while(1){if(*p==0XFF){Send_Count++; //0XFF标志统计位}SBUF = *p; //发送while(!TI) //如果发送完毕,硬件会置位TI,等待发送完毕{_nop_();}p++;TI = 0;if(Send_Count == 2) //当统计到两次出现0XFF,则认为一个数据包发送完毕,跳出循环{TI = 0;break;}}}void Com_Int(void) interrupt 4{uchar temp;ES=0; //关串口中断RI=0; //软件清除接收中断temp=SBUF;if(temp==0XFF && URTAReceivedCount<3) {Tempdatatable[0]==0XFF; //包头URTAReceivedCount++;}else{Tempdatatable[n]=temp;n++;if(URTAReceivedCount==0&&n==2)n=1;}if(URTAReceivedCount==2)//包尾{Tempdatatable[0]=0XFF;Tempdatatable[4]=0XFF;n=1;URTAReceivedCount=0; //组包完毕temp=" ";//Send_Data(Tempdatatable[1],Tempdatatable[2],Tempdatatable[3 ]); //发送组成的数据包回去}CommandDatatable[0]=Tempdatatable[0];CommandDatatable[1]=Tempdatatable[1];CommandDatatable[2]=Tempdatatable[2];CommandDatatable[3]=Tempdatatable[3];CommandDatatable[4]=Tempdatatable[4];ES=1;//开串口中断}void Com_Init(void){TMOD = 0x21;PCON = 0x00;SCON = 0x50;TH1 = 0xFd; //设置波特率 9600TL1 = 0xFd;TR1 = 1; //启动定时器1ES = 1; //开串口中断EA = 1; //开总中断IT0=0;EX0=1;}void main(){Delay_1ms(200);Com_Init();//串口初始化Timer0Init();//舵机PWM中断初始化while(1){if(CommandDatatable[0]==0XFF && CommandDatatable[4]==0XFF){switch (CommandDatatable[1]) //根据键值不同,执行不同的内容{case 0X00: //类型位0X00,表明是控制数据包,进入控制数据caseswitch(CommandDatatable[2]) //根据数据位的值来进行选择执行不同的动作{case 0X00:Moto_Stop();break;case 0X01:Moto_Forward();break;case 0X02:Moto_Backward();break;case 0X03:Moto_TurnLeft();break;case 0X04:Moto_TurnRight();break;case 0X05:Moto_ForLeft();break;case 0X06:Moto_ForRight();break;case 0X07:Moto_BackLeft();break;case 0X08:Moto_BackRight();break;default : break;}break;default : break;}}}}。
基于51单片机控制多路舵机的方法
基于51单片机控制多路舵机的方法作者:昝鹭鸶张晗冀向阳来源:《科学与财富》2017年第25期摘要:在现在的时代下,机电一体化是发展的必然趋势。
现在很多的项目已经不再是纯机械结构了,要求要有电控。
加上电控的设备可以节省人力,让机器自己运行起来。
就连现在简单的加工机床都要求要有一定的自动化。
随着这科技的发展,电控的方式越来越多。
在做机电一体化设备的时候,谈起电控部分,首先进入眼帘的就是使用单片机配上传感器做成一个开环或是闭环控制系统。
单片机在传感器的感知下,驱动着动力源元件运转,进而带动整个机器运动,完成预期的动作。
这里面的动力源元件一般有步进电机,伺服电机,舵机,直流减速电机等,舵机是最常用的元件之一。
对于一个复杂的工程项目,例如仿生机械臂,仿生机器人等项目一般需要多个舵机。
那么对于主控板是51板的电控系统,为了节省资源,常常用一片51单片机控制多个舵机运动。
关键词:51单片机;多路舵机;正文:对于用一片51单片机来控制多路舵机运动,往往是一个让程序员头疼的问提。
因为舵机可以转动一个相对精准的角度,要是想让舵机转动的非常灵敏,那么就会带来一系列的问题、用51单片机控制舵机转动的原理是利用定时器中断产生一个周期为20ms的PWM波。
我们通过控制这个PWM波中高电平所占的时间长短使舵机转动相应的角度。
理论上讲,允许高电平时间变化的越精细就会使舵机转动的越精准。
一般想到的方法就是让定时器产生中断的时间越短,通过在定时器中断中产生PWM波来驱动舵机转动。
这样的想法在一些简单的工程中应用时可以的。
这里面提到的简单的工程是指舵机的数目少,一般为一路或两路舵机。
但是这样也不能使舵机转动的角度非常灵敏。
倘若使用这个想法使舵机转动的非常精准,就要使定时器的定时非常短,也就是说51单片机会频繁的响应定时器中断,这样会带来很多的问题。
问题一就是倘若这个工程要求要有串口通讯,那么平凡的响应定时器中断会影响在串口通信中所设定的波特率,(这个与pwm波与波特率所用的定时器中断的优先级有关,如果pwm波采用定时器0中断,波特率采用定时器1中断,因为在51单片机的中断源中,定时器0中断比定时器1中断的优先级高,当51单片机频繁响应定时器0中断时,会影响波特率的值,这样串口通讯就会产生一些错误,如在串口通讯中接收到的数据和发送的数据不一致,那么就会导致串口通讯失去作用。
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#ifndef __interrupt0_H__
#define __interrupt0_H__
void interrupt0() //STM中断服务子程序
{
_t2af = 0 ;
switch (cnt)
{
case 0:
PWMOUT_2 = PWMOUT_3 = PWMOUT_4 = PWMOUT_5 = PWMOUT_6 = 0;
PWMOUTbuf_1 = (PWMbuf - PWMOUTbuf_1);
_tm2al = PWMOUTbuf_1 & 0x00ff;
_tm2ah = PWMOUTbuf_1 >>8 ; //重新定义计数初值
if( PWMOUTbuf_1 >= PWMOUTbufmin1 && PWMOUTbuf_1 <= PWMOUTbufmax1)
{PWMOUTbuf_1 = PWMOUTcnt_1; PWMOUT_1 = 1;}
else
{PWMOUTbuf_1 = PWMbuf-PWMOUTcnt_1; PWMOUT_1 = 0 ; cnt = 1;} //判断脉宽是否在正常范围之内
break;
case 1:
PWMOUT_1 = PWMOUT_3 = PWMOUT_4 = PWMOUT_5 = PWMOUT_6 = 0;
PWMOUTbuf_2 = (PWMbuf - PWMOUTbuf_2);
_tm2al = PWMOUTbuf_2 & 0x00ff; //重新定义计数初值
_tm2ah = PWMOUTbuf_2 >> 8;
if(PWMOUTbuf_2 >= PWMOUTbufmin1 && PWMOUTbuf_2 <= PWMOUTbufmax1)
{PWMOUTbuf_2 = PWMOUTcnt_2; PWMOUT_2 = 1;}
else
{PWMOUTbuf_2 = PWMbuf-PWMOUTcnt_2;PWMOUT_2 = 0;cnt = 2;} //判断脉宽是否在正常范围之内
break;
case 2:
PWMOUT_1 = PWMOUT_2 = PWMOUT_4 = PWMOUT_5 = PWMOUT_6 = 0;
PWMOUTbuf_3 = (PWMbuf - PWMOUTbuf_3);
_tm2al = PWMOUTbuf_3 & 0x00ff; //重新定义计数初值
_tm2ah = PWMOUTbuf_3 >> 8;
if(PWMOUTbuf_3 >= PWMOUTbufmin1 && PWMOUTbuf_3 <= PWMOUTbufmax1)
{PWMOUTbuf_3 = PWMOUTcnt_3; PWMOUT_3 = 1;}
else
{PWMOUTbuf_3 = PWMbuf-PWMOUTcnt_3;PWMOUT_3 = 0;cnt = 3;} //判断脉宽是否在正常范围之内
break;
case 3:
PWMOUT_1 = PWMOUT_2 = PWMOUT_3 = PWMOUT_5 = PWMOUT_6 = 0;
PWMOUTbuf_4 = (PWMbuf - PWMOUTbuf_4);
_tm2al = PWMOUTbuf_4 & 0x00ff;
_tm2ah = PWMOUTbuf_4 >>8 ; //重新定义计数初值
if( PWMOUTbuf_4 >= PWMOUTbufmin1 && PWMOUTbuf_4 <= PWMOUTbufmax1)
{PWMOUTbuf_4 = PWMOUTcnt_4; PWMOUT_4 = 1;}
else
{PWMOUTbuf_4 = PWMbuf-PWMOUTcnt_4; PWMOUT_4 = 0;cnt = 4;} //判断脉宽是否在正常范围之内
break;
case 4:
PWMOUT_1 = PWMOUT_2 = PWMOUT_3 = PWMOUT_4 = PWMOUT_6 = 0;
PWMOUTbuf_5 = (PWMbuf - PWMOUTbuf_5);
_tm2al = PWMOUTbuf_5 & 0x00ff; //重新定义计数初值
_tm2ah = PWMOUTbuf_5 >> 8;
if(PWMOUTbuf_5 >= PWMOUTbufmin1 && PWMOUTbuf_5 <= PWMOUTbufmax1)
{PWMOUTbuf_5 = PWMOUTcnt_5; PWMOUT_5 = 1;}
else
{PWMOUTbuf_5 = PWMbuf-PWMOUTcnt_5;PWMOUT_5 = 0;cnt = 5;} //判断脉宽是否在正常范围之内
break;
case 5:
PWMOUT_1 = PWMOUT_2 = PWMOUT_3 = PWMOUT_4 = PWMOUT_5 = 0;
PWMOUTbuf_6 = (PWMbuf - PWMOUTbuf_6);
_tm2al = PWMOUTbuf_6 & 0x00ff; //重新定义计数初值
_tm2ah = PWMOUTbuf_6 >> 8;
if(PWMOUTbuf_6 >= PWMOUTbufmin1 && PWMOUTbuf_6 <= PWMOUTbufmax1)
{PWMOUTbuf_6 = PWMOUTcnt_6; PWMOUT_6 = 1;}
else
{PWMOUTbuf_6 = PWMbuf-PWMOUTcnt_6;PWMOUT_6 = 0;cnt = 0;} //判断脉宽是否在正常范围之内
break;
default: break;
}
}
#endif。