51单片机 PWM电位器控制舵机
电位器控制舵机

电位器控制舵机章节一:引言电位器是一种可以调整电阻值的电子元件,而舵机是一种常用于控制机械臂、车辆舵轮等运动装置的电机。
本文旨在研究如何利用电位器来控制舵机的运动方向与角度。
首先,通过分析舵机的工作原理和电位器的特性,可以了解它们之间的关联性。
其次,本文将探讨如何设计电路以及调整电位器的参数,以实现对舵机的精确控制。
最后,我们将通过实验验证本文提出的方法的有效性和可行性。
章节二:舵机和电位器的工作原理和特性舵机是一种可以实现精确角度控制的电机。
它通常由电机、减速齿轮、角度传感器和控制电路组成。
其中,控制电路通过接收输入的控制信号,将电机旋转到目标角度。
角度传感器可以用编码器或者霍尔传感器实现角度的反馈,从而确保舵机的精准控制。
电位器是一种调整电阻值的元件。
它由一个固定的导电材料和一个滑动片组成。
当滑动片在导电材料上移动时,电阻值会随之改变。
电位器的特性是有一个固定的阻值范围和一个可调节的滑动范围。
章节三:电位器控制舵机的设计与实现为了实现电位器对舵机的控制,我们需要设计一个电路来接收电位器的输出信号并将其转化为舵机的控制信号。
一种常用的电路设计是使用运放作为信号放大器,通过调节运放的增益来实现对舵机角度的精确控制。
实际实现时,我们需要根据舵机的输入信号范围和滑动片的位置范围来调整电位器的阻值范围。
这样可以确保电位器的输出信号在合适的范围内,可以被电路正确解读。
另外,还需要根据具体的应用场景来调整电位器的滑动范围,以确保舵机的运动角度符合要求。
章节四:实验验证与结果分析在本章中,我们将通过实验来验证电位器对舵机的控制效果。
首先,我们将搭建一个电路实验平台,包括电位器、运放和舵机。
接下来,我们将通过调节电位器的滑动片位置,观察舵机的运动情况。
最后,我们将分析实验结果,并与理论设计进行比较。
实验结果显示,我们设计的电路可以有效地将电位器的输出信号转换为舵机的控制信号,并实现舵机的精确控制。
在不同的滑动片位置下,舵机可以准确地转动到相应的角度。
51系列单片机输出PWM的两种方法
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51系列单片机输出PWM的两种方法PWM(Pulse Width Modulation,脉宽调制)是一种常用的调制技术,通过改变信号的脉宽来控制输出电平的占空比。
在51系列的单片机中,常用的PWM输出方式有基于定时/计数器和软件实现两种方法。
一、基于定时/计数器的PWM输出方法:在51系列单片机中,内部有多个定时/计数器可用于实现PWM输出。
这些定时/计数器包括可编程定时/计数器T0、T1、T2和看门狗定时器。
1.T0定时/计数器:T0定时/计数器是最简单和最常用的PWM输出方式之一、通过配置T0定时/计数器的工作模式和重装值来实现PWM输出。
具体步骤如下:(1)选择T0的工作模式:将定时/计数器T0设置为工作在16位定时器模式,并使能PWM输出。
(2)设置T0的重装值:通过设定T0的装载值来定义PWM输出的周期。
(3)设置T0的计数初值:通过设定T0的计数初值来定义PWM输出的脉宽。
(4)启动T0定时/计数器:开启T0定时/计数器的时钟源,使其开始计数。
2.T1定时/计数器:T1定时/计数器相对于T0定时/计数器来说更加灵活,它具有更多的工作模式和功能,可以实现更复杂的PWM输出。
与T0定时/计数器类似,通过配置T1的工作模式、装载值和计数初值来实现PWM输出。
3.T2定时/计数器:T2定时/计数器在51系列单片机中的应用较少,但也可以用于实现PWM输出。
与T0和T1不同,T2定时/计数器没有独立的PWM输出功能,需要结合外部中断请求(INT)来实现PWM输出。
二、软件实现PWM输出方法:在51系列单片机中,除了利用定时/计数器来实现PWM输出外,还可以通过软件来实现PWM输出。
软件实现PWM的核心思想是利用延时控制来生成不同占空比的方波信号。
软件实现PWM输出的步骤如下:(1)设置IO口:选择一个适合的IO口,将其设置为输出模式。
(2)生成PWM信号:根据要求的PWM占空比,通过控制IO口的高低电平和延时的时间来生成PWM方波信号。
基于单片机89C51产生PWM信号来控制直流电机调速程序

基于单片机89C51产生PWM信号来控制直流电机调速程序利用2051的T0产生双路PWM信号,推动L293D或L298N为直流电机调速,程序已通过调试。
/* =======直流电机的PWM速度控制程序======== */ /* 晶振采用11.0592M,产生的PWM的频率约为91Hz */#include#include#define uchar unsigned char#define uint unsigned intsbit en1=P1^0; /* L298的Enable A */sbit en2=P1^1; /* L298的Enable B */sbit s1=P1^2; /* L298的Input 1 */sbit s2=P1^3; /* L298的Input 2 */sbit s3=P1^4; /* L298的Input 3 */sbit s4=P1^5; /* L298的Input 4 */uchar t=0; /* 中断计数器 */uchar m1=0; /* 电机1速度值 */uchar m2=0; /* 电机2速度值 */uchar tmp1,tmp2; /* 电机当前速度值 *//* 电机控制函数 index-电机号(1,2); speed-电机速度(-100~100) */void motor(uchar index, char speed){if(speed>=-100 && speed<=100){if(index==1) /* 电机1的处理 */{m1=abs(speed); /* 取速度的绝对值 */if(speed<0) /* 速度值为负则反转 */{s1=0;s2=1;}else /* 不为负数则正转 */{s1=1;s2=0;}}if(index==2) /* 电机2的处理 */{m2=abs(speed); /* 电机2的速度控制 */ if(speed<0) /* 电机2的方向控制 */ {s3=0;s4=1;}else{s3=1;s4=0;}}}}void delay(uint j) /* 延时函数 */{for(j;j>0;j--);}void main(){uchar i;TMOD=0x02; /* 设定T0的工作模式为2 */ TH0=0x9B; /* 装入定时器的初值 */TL0=0x9B;EA=1; /* 开中断 */ET0=1; /* 定时器0允许中断 */TR0=1; /* 启动定时器0 */while(1) /* 电机实际控制演示 */{for(i=0;i<=100;i++) /* 正转加速 */{motor(1,i);motor(2,i);delay(5000);}for(i=100;i>0;i--) /* 正转减速 */{motor(1,i);motor(2,i);delay(5000);}for(i=0;i<=100;i++) /* 反转加速 */{motor(1,-i);motor(2,-i);delay(5000);}for(i=100;i>0;i--) /* 反转减速 */{motor(1,-i);motor(2,-i);delay(5000);}}}void timer0() interrupt 1 /* T0中断服务程序 */{if(t==0) /* 1个PWM周期完成后才会接受新数值 */ {tmp1=m1;tmp2=m2;}if(tif(tt++;if(t>=100) t=0; /* 1个PWM信号由100次中断产生 */ }。
51单片机控制直流电机PWM调速

51单片机控制直流电机PWM调速
实验目的
1.掌握脉宽调制(PWM) 的方法。
2.用程序实现脉宽调制,并对直流电机进行调速控制。
实验设备
PC 机一台,单片机最小系统,驱动板、直流电机,连接导线等
实验原理
1.PWM (Pulse Width Modulation) 简称脉宽调制。
即,通过改变输出脉冲
的占空比,实现对直流电机进行调压调速控制。
2.实验线路图:
实验内容:
1. 利用实验室提供的单片机应用系统及直流电机驱动电路板,编制控制程序,实现直流电机PWM调速控制。
实验思考题
本实验中是通过改变脉冲的占空比,周期T 不变的方法来改变电机转速的,还有什么办法能改变电机的转速,应该怎么实现?
附件:
L298简介:
L298N 为SGS-THOMSON Microelectronics 所出产的双全桥步进电机专用驱动芯片( Dual Full-Bridge Driver ) ,内部包含4信道逻辑驱动电路,是一种二相和四相步进电机的专用驱动器,可同时驱动2个二相或1个四相步进电机,内含二个H-Bridge 的高电压、大电流双全桥式驱动器,接收标准TTL逻辑准位信号,可驱动46V、2A以下的步进电机,且可以直接透过电源来调节输出电压;此芯片可直接由单片机的IO端口来提供模拟时序信号。
pwm舵机控制
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pwm舵机控制第一章:引言随着自动化技术的不断发展,舵机成为机器人、无人机、智能家居等领域中重要的执行器之一。
舵机控制的准确性和稳定性对于这些应用来说至关重要。
PWM(脉宽调制)技术已被广泛应用于舵机控制中,它通过控制舵机电源的脉冲宽度来实现舵机的位置控制。
本论文将重点研究PWM舵机控制方法,并进行相关性能分析和实验验证。
第二章:PWM舵机控制原理2.1 PWM技术概述脉宽调制技术是一种通过改变控制信号的脉冲宽度来控制设备的平均功率输出的方法。
在舵机控制中,PWM技术被用于控制电源脉冲信号的宽度,进而控制舵机的角度或位置。
通常,PWM信号的高电平代表一个角度,而低电平则代表另一个角度。
2.2 PWM舵机控制原理PWM舵机控制分为两个阶段:位置检测和角度控制。
在位置检测阶段,舵机读取输入信号的脉宽,通过内部电路将其转化为相应的角度。
而在角度控制阶段,PWM信号控制舵机的转动。
具体来说,当PWM信号的脉冲宽度大于一个阈值时,舵机向一个方向转动;当脉冲宽度小于该阈值时,舵机向另一个方向转动。
第三章:PWM舵机控制方法3.1 基于PID控制算法的PWM舵机控制PID控制算法是一种常用的控制算法,可以根据目标值与实际值的误差来调整控制信号,进而实现对舵机位置的控制。
在PWM舵机控制中,可以使用PID控制算法来计算控制信号的脉冲宽度,使舵机保持在目标角度附近。
3.2 基于反馈机制的PWM舵机控制在PWM舵机控制中,可以通过添加反馈机制来提高舵机的姿态控制精度。
反馈机制可以通过使用角度传感器或加速度传感器等设备来获取舵机的实际位置信息,并将其与目标位置进行比较。
通过不断调整控制信号的脉冲宽度,可以使舵机快速准确地达到目标姿态。
第四章:实验与结果分析本章将进行一系列实验来验证PWM舵机控制方法的性能。
实验中将计算不同PWM信号脉冲宽度对舵机位置和角度的影响,并进行比较分析。
通过实验结果的对比和分析,可以评估不同的舵机控制方法的优缺点,为实际应用提供指导。
基于C51单片机的直流电机PWM调速控制(包含原理图及C源代码)
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基于C51单片机的直流电机PWM调速控制--SQ这是最近一阶段自己学习所获,现分享与大家。
这里采用A T89C52单片机做主控制芯片,实现两路直流电机的PWM调速控制,另外还可以实现转向、显示运行时间、显示档位等注:考虑小直流电机自身因素,调速范围仅设有四级电路原理图:C语言程序源代码:/******************** 硬件资源分配*********************/数码管:显示电机状态(启停、正反、速度)、运行时间、是否转弯按键:K4 启动/暂停K3 正反转/转弯允许K2 加速/左转/运行时间清零K1 减速/右转/停止定时器:T0 数码管动态显示,输出PWMT1 运行时间记录********************************************************//*******主程序文件PWM.c******/#include <reg52.h>#include "Afx.h"#include "Config.c"#define CIRCLE 5 //脉冲周期//按键定义uchar key,key_tmp=0, _key_tmp=0;//显示定义uchar LedState=0xF0; //LED显示标志,0xF0不显示,Ox00显示uchar code LED_code_d[4]={0xe0,0xd0,0xb0,0x70}; //分别选通1、2、3、4位uchar dispbuf[4]={0,0,0,0}; //待显示数组uchar dispbitcnt=0; //选通、显示的位uchar mstcnt=0;uchar Centi_s=0,Sec=0,Min=0; //分、秒、1%秒//程序运行状态标志bit MotState=0; //电机启停标志bit DirState=0; //方向标志0前,1后uchar State1=-1;uchar State2=-1;uchar State3=0;uchar State4=-1;uchar LSpeed=0;uchar RSpeed=0;//其他uint RunTime=0;uint RTime_cnt=0;uint LWidth;uint RWidth; //脉宽uint Widcnt=1;uint Dispcnt;//函数声明void key_scan(void);void DisBuf(void);void K4(void);void K3(void);void K2(void);void K1(void);void disp( uchar H, uchar n );void main(void){P1|=0xF0;EA=1;ET0=1;ET1=1;TMOD=0x11;TH0=0xFC;TL0=0x66; //T0,1ms定时初值TH1=0xDB;TL1=0xFF; //T1,10ms定时初值TR0=1;Widcnt=1;while(1){key_scan();switch(key){case 0x80: K1(); break;case 0x40: K2(); break;case 0x20: K3(); break;case 0x10: K4(); break;default:break;}key=0;DisBuf();LWidth=LSpeed;RWidth=RSpeed;}}//按键扫描**模拟触发器防抖void key_scan(void){key_tmp=(~P3)&0xf0;if(key_tmp&&!_key_tmp) //有键按下{key=(~P3)&0xf0;}_key_tmp=key_tmp ;}//按键功能处理/逻辑控制void K4(void){if(State4==-1){State4=1;TR1=1;dispbuf[3]=1;LedState=0x00; //打开LEDMotState=1; //打开电机LSpeed=1;RSpeed=1; //初速设为1}else if(State4==1){State4=0;TR1=0;MotState=0; //关闭电机}else if(State4==0){MotState=1;if(State3==0){State4=1;TR1=1;}else if(State3==1){LSpeed=2;RSpeed=2;}}}void K3(void){if(State4==1)DirState=!DirState;if(State4==0){if(State3==0){State3=1; //可以转向标志1可以,0不可以TR1=1;dispbuf[3]=9;MotState=1;LSpeed=2;RSpeed=2;}else if(State3==1){State3=0;TR1=0;dispbuf[3]=0;MotState=0;}}}void K2(void){if(State4==1&&LSpeed<4&&RSpeed<4){LSpeed++;RSpeed++;}else if(State4==0){if(State3==0){//State4=-1;//LedState=0xF0;MotState=0;Sec=0;Min=0;}else if(State3==1&&LSpeed<4&&RSpeed<4){//TurnState=0;LSpeed=2;RSpeed++;}}}void K1(void){if(State4==1&&LSpeed>1&&RSpeed>1){LSpeed--;RSpeed--;}else if(State4==0){if(State3==0){State4=-1;LedState=0xF0;MotState=0;}else if(State3==1&&LSpeed<4&&RSpeed<4){//TurnState=1;LSpeed++;RSpeed=2;}}}//显示预处理void DisBuf(void){if(RTime_cnt==100){Sec++;RTime_cnt=0;}if(Sec==60){Min++;Sec=0;}if(State4==1){dispbuf[0]=Sec%10;dispbuf[1]=Sec/10;dispbuf[2]=Min;if(!DirState) //正转dispbuf[3]=LSpeed;if(DirState) //反转dispbuf[3]=LSpeed+4;}if(State4==0){if(State3==0){dispbuf[0]=Sec%10;dispbuf[1]=Sec/10;dispbuf[2]=Min;dispbuf[3]=0;}if(State3==1){dispbuf[0]=RSpeed;dispbuf[1]=LSpeed;dispbuf[2]=Min;dispbuf[3]=9;}}}//LED驱动void disp( uchar H, uchar n ){P1=n;P1|=LedState ;P1|=LED_code_d[H];}//T0中断**显示/方波输出void Time_0() interrupt 1{TH0=0xFC;TL0=0x66;Widcnt++;Dispcnt++;//电机驱动/方波输出if(Widcnt>CIRCLE){Widcnt=1;}if(Widcnt<=LWidth)LMot_P=!DirState&&MotState;elseLMot_P=DirState&&MotState;LMot_M=DirState&&MotState;if(Widcnt<=RWidth)RMot_P=!DirState&&MotState;elseRMot_P=DirState&&MotState;RMot_M=DirState&&MotState;//显示if(Dispcnt==5){disp(dispbitcnt,dispbuf[dispbitcnt]);dispbitcnt++;if(dispbitcnt==4){dispbitcnt=0;}Dispcnt=0;}}//T1中断**运行时间void Time_1() interrupt 3{TH1=0xDB;TL1=0xFF;RTime_cnt++;}/******配置文件Afx.h******/#ifndef _AFX_#define _AFX_typedef unsigned char uchar;typedef unsigned int uint;typedef unsigned long ulong;#endif/******IO配置文件Config.c******/#ifndef _Config_#define _Config_#include "Afx.h"#include <reg52.h>//显示定义sbit led=P3^2;//电机引脚定义sbit LMot_P=P2^2; sbit LMot_M=P2^3; sbit RMot_P=P2^0; sbit RMot_M=P2^1;#endif。
PWM电机调速原理及51单片机PWM程序经典
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PWM电机调速原理及51单片机PWM程序经典pwm电机调速原理对于电机的转速调整,我们是采用脉宽调制(pwm)办法,控制电机的时候,电源并非连续地向电机供电,而是在一个特定的频率下以方波脉冲的形式提供电能。
不同占空比的方波信号能对电机起到调速作用,这是因为电机实际上是一个大电感,它有阻碍输入电流和电压突变的能力,因此脉冲输入信号被平均分配到作用时间上,这样,改变在始能端pe2和pd5上输入方波的占空比就能改变加在电机两端的电压大小,从而改变了转速。
此电路中用微处理机去同时实现脉宽调制,通常的方法存有两种:(1)用软件方式来实现,即通过执行软件延时循环程序交替改变端口某个二进制位输出逻辑状态去产生脉宽调制信号,设置相同的延时时间获得相同的充电电流。
(2)硬件实验自动产生pwm信号,不挤占cpu处置的时间。
这就要用到atmega8515l的在pwm模式下的计数器1,具体内容可参考相关书籍。
51单片机pwm程序产生两个pwm,要求两个pwm波形占空都为80/256,两个波形之间要错开,不能同时为高电平!高电平之间相差48/256,pwm这个功能在pic单片机上就存有,但是如果你就要用51单片机的话,也就是可以的,但是比较的麻烦.可以用定时器t0去掌控频率,定时器t1去掌控充电电流:大致的的编程思路就是这样的:t0定时器中断就是使一个i0口输入高电平,在这个定时器t0的中断当中再生制动定时器t1,而这个t1就是使io口输入低电平,这样发生改变定时器t0的初值就可以发生改变频率,发生改变定时器t1的初值就可以发生改变充电电流。
*程序思路说明:****关于频率和占空比的确定,对于12m晶振,假定pwm输出频率为1khz,这样定时中断次数**预设为c=10,即0.01ms中断一次,则th0=ff,tl0=f6;由于预设中断时间为0.01ms,这样**可以设定占空比可从1-100变化。
即0.01ms*100=1ms******************************************************************************* /#include#defineucharunsignedchar/******************************************************************************th0和tl0是计数器0的高8位和低8位计数器,计算办法:tl0=(65536-c)%6;**th0=(65536-c)/256,其中c为所要计数的次数即为多长时间产生一次中断;tmod就是计数器**工作模式挑选,0x01则表示采用模式1,它存有16十一位计数器,最小计数脉冲为65536,最久时**间为1ms*65536=65.536ms******************************************************************************* /#definev_th00xff#definev_tl00xf6#definev_tmod0x01voidinit_sys(void);/*系统初始化函数*/voiddelay5ms(void);unsignedcharzkb1,zkb2;voidmain(void){init_sys();zkb1=40;/*占空比初始值设定*/zkb2=70;/*占空比初始值设定*/while(1){if(!p1_1)//如果按了+键,减少充电电流{delay5ms();if(!p1_1){zkb1++;zkb2=100-zkb1;}}if(!p1_2)//如果按了-键,增加充电电流{delay5ms();if(!p1_2){zkb1--;zkb2=100-zkb1;/*对占空比值限定范围*/if(zkb1>99)zkb1=1;if(zkb1<1)zkb1=99;}}/*******************************************************函数功能:对系统进行初始化,包括定时器初始化和变量初始化*/voidinit_sys(void)/*系统初始化函数*/{/*定时器初始化*/tmod=\th0=v_th0;tl0=v_tl0;tr0=1;et0=1;ea=\}//延时voiddelay5ms(void){unsignedinttempcyc=1000;while(tempcyc--);}/*中断函数*/voidtimer0(void)interrupt1using2{staticucharclick=\/*中断次数计数器变量*/th0=v_th0;/*恢复定时器初始值*/tl0=v_tl0;++click;if(click>=100)click=\if(click<=zkb1)/*当小于占空比值时输出低电平,高于时是高电平,从而实现占空比的调整*/p1_3=0;elsep1_3=1;if(click<=zkb2)p1_4=0;elsep1_4=1;}<1.下面就是avr的程序,51产生pwm波麻烦,可以用avr。
51单片机 舵机控制程序
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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。
舵机控制pwm
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舵机控制pwm第一章:引言(200字左右)舵机是一种常见的电子设备,它被广泛应用于工业自动化、机器人技术、航空航天等领域。
舵机的核心是PWM(脉宽调制)信号控制技术,通过调节PWM信号的占空比来控制舵机的角度位置。
本论文将重点介绍舵机控制中的PWM信号生成原理和控制算法,并深入分析其应用领域和优势。
第二章:PWM信号生成原理(300字左右)PWM信号是指固定频率和变化占空比的方波信号,它的占空比决定了舵机的角度位置。
PWM信号的生成基于定时器的工作原理,通过不断计数和比较产生特定占空比的脉冲信号。
定时器的计数周期固定,根据所设定的比较值来确定高电平的持续时间,从而控制舵机的旋转角度。
Pulse Width Modulation技术的优势在于能够精确控制舵机位置,并具有速度快、响应高、功耗低等特点。
第三章:舵机控制算法(300字左右)舵机控制算法主要分为位置控制和速度控制两种。
位置控制通过设定目标位置和当前位置的误差,利用PID(比例、积分、微分)控制算法来调节PWM信号的占空比,使舵机迅速达到目标位置并保持稳定。
速度控制则通过设定目标速度和当前速度之间的误差,根据系统的动态特性利用传统PID或者自适应控制算法来调节PWM信号的占空比,实现舵机的平滑运动。
这些控制算法需要根据具体应用需求进行优化和调整,以达到最佳控制效果。
第四章:舵机控制应用与未来发展方向(200字左右)舵机控制技术广泛应用于机器人、工业自动化、航空航天等领域。
在机器人领域,舵机可用于机器人臂、腿部关节的控制,实现多自由度的运动。
在工业自动化应用中,舵机可用于控制机械臂的旋转和伸缩操作。
航空航天领域也常用舵机来控制飞行器的舵和尾翼等部件。
未来,随着自动化技术的不断发展,舵机控制将更加智能化和精确化,并可能融合更多新的技术,如人工智能、机器学习等,进一步拓展舵机在各个领域的应用范围。
第四章:舵机控制应用与未来发展方向(续)(1000字左右)4.1 机器人应用舵机在机器人领域有着广泛的应用,机器人的各个关节可以通过舵机控制实现灵活的运动。
51系列单片机输出PWM的两种方法

51系列单片机输出PWM的两种方法51系列单片机(如STC89C52、AT89C51等)是一种常用的8位微处理器,具有较高的性价比和广泛的应用领域。
PWM(Pulse Width Modulation)是一种常用的模拟信号生成技术,在很多领域中都有广泛应用,比如电机控制、LED调光等。
在51系列单片机中,有两种常用的方法可以实现PWM输出,分别是软件实现PWM和硬件实现PWM。
下面将详细介绍这两种方法及其实现方式。
1.软件实现PWM软件实现PWM是通过定时器和IO口的相互配合来产生PWM信号。
具体实现的步骤如下:步骤1:设置定时器的工作模式和计数器初值。
选择一个合适的定时器,比如定时器0,然后设置定时器工作模式和计数器初值。
定时器的工作模式选择“模式1”或“模式2”,并根据需求设置计数器初值。
步骤2:设置IO口的工作模式。
选择一个合适的IO口,比如PWM输出口(如P1.2),然后将该IO口设置为输出模式。
步骤3:编写软件控制代码。
在主循环中,通过改变IO口的电平状态来实现PWM输出。
根据定时器的计数值,可以确定PWM信号的占空比大小。
当定时器计数值小于一些阈值时,将IO口置高电平;当定时器计数值大于该阈值时,将IO口置低电平。
通过改变该阈值,可以实现不同的PWM占空比。
通过上述步骤,就可以实现软件控制的PWM输出。
需要注意的是,软件实现PWM的精度较低,同时也会占用较多的处理器时间。
2.硬件实现PWM硬件实现PWM是通过专门的PWM模块或专用的计时电路来实现PWM输出。
具体实现的步骤如下:步骤1:选择一个合适的PWM模块或计时电路。
可以选择专门的PWM模块(如PCA模块)或计时电路(如555计时芯片),根据需求选择合适的硬件模块。
步骤2:设置PWM模块或计时电路的相关参数。
根据需求设置PWM频率、占空比等参数。
步骤3:连接并配置IO口。
将PWM模块或计时电路的输出引脚连接到需要输出PWM信号的IO口,然后将该IO口设置为输出模式。
PWM波控制舵机原理

舵机的控制信号是 PWM 信号,利用占空比的变化,改变舵机的位置。
有个很有趣的技术话题可以稍微提一下,就是 BA6688 是有 EMF 控制的,主要用途是控制在高速时候电机最大转速。
原理是这样的:收到 1 个脉冲以后,BA6688 内部也产生 1 个以 5K 电位器实际电压为基准的脉冲,2 个脉冲比较以后展宽,输出给驱动使用。
当输出足够时候,马达就开始加速,马达就能产生 EMF,这个和转速成正比的。
因为取的是中心电压,所以正常不能检测到的,但是运行以后就电平发生倾斜,就能检测出来。
超过 EMF判断电压时候就减小展宽,甚至关闭,让马达减速或者停车。
这样的好处是可以避免过冲现象(就是到了定位点还继续走,然后回头,再靠近)。
一些国产便宜舵机用的便宜的芯片,就没有 EMF 控制,马达、齿轮的机械惯性就容易发生过冲现象,产生抖舵电源线和地线用于提供舵机内部的直流电机和控制线路所需的能源.电压通常介于 4~6V,一般取 5V。
注意,给舵机供电电源应能提供足够的功率。
控制线的输入是一个宽度可调的周期性方波脉冲信号,方波脉冲信号的周期为 20 ms(即频率为 50 Hz)。
当方波的脉冲宽度改变时,舵机转轴的角度发生改变,角度变化与脉冲宽度的变化成正比。
某型舵机的输出轴转角与输入信号的脉冲宽度之间的关系可用图 3 来表示。
标准的微型伺服马达有三条控制线,分别为:电源、地及控制。
电源线与地线用于提供内部的直流马达及控制线路所需的能源,电压通常介于 4V-6V 之间,该电源应尽可能与处理系统的电源隔离(因为伺服马达会产生噪音)。
甚至小伺服马达在重负载时也会拉低放大器的电压,所以整个系统的电源供应的比例必须合理。
控制线输入一个周期性的正向脉冲信号,这个周期性脉冲信号的高电平时间通常在 1ms-2ms 之间。
而低电平时间应在 5ms 到 20ms 间,并不很严格。
下表表示出一个典型的 20ms 周期性脉冲的正脉冲宽度与微型伺服马达的输出臂位置的关系:舵机工作原理1、概述舵机最早出现在航模运动中。
PWM控制舵机 C程序

#include "reg52.h"sbit control_signal=P0^0;sbit turn_left=P3^0;sbit turn_right=P3^1;unsigned char PWM_ON=15 ;//定义高电平时间/******************************************************************//* 延时函数 *//******************************************************************/ void delay(unsigned int cnt){while(--cnt);}void display(){if(PWM_ON>=5&&PWM_ON<=7) P1=0xFD; //1灯亮,舵机接近或到达右转极限位置if(PWM_ON>7&&PWM_ON<=10) P1=0xFB; //2灯亮if(PWM_ON>10&&PWM_ON<=13) P1=0xF7; //3灯亮if(PWM_ON>13&&PWM_ON<=16) P1=0xEF; //4灯亮,舵机到达中间位置if(PWM_ON>16&&PWM_ON<=19) P1=0xDF; //5灯亮if(PWM_ON>19&&PWM_ON<=22) P1=0xBF; //6灯亮if(PWM_ON>22&&PWM_ON<=25) P1=0x7F; //7灯亮,舵机接近或到达左转极限位置}/******************************************************************//* 主函数 *//******************************************************************/ void main(){//bit Flag;TMOD |=0x01; //定时器设置 0.1ms in 11.0592M crystal TH0=(65536-78)/256;TL0=(65536-78)%256; //定时0.1mSET0=1;//定时器中断打开EA=1;//总中断//IE= 0x82; //打开中断TR0=1;// PWM_ON=15 //的取值范围是6-25while(1){if(turn_left==0){delay(1000);if(turn_left==0){while(!turn_left){}PWM_ON+=1;if(PWM_ON>25)PWM_ON=25;}}if(turn_right==0){delay(1000);if(turn_right==0){while(!turn_right){}PWM_ON-=1;if(PWM_ON<6)PWM_ON=6;}}display();}}/******************************************************************/ /* 定时器中断函数 */ /******************************************************************/ void tim(void) interrupt 1 using 1{static unsigned char count;TH0=(65536-78)/256;TL0=(65536-78)%256; //定时0.1mS,经过示波器的测量if (count<PWM_ON){control_signal = 1; //给高电平}else{control_signal=0 ;}count++;if(count == 200){count=0; //20ms一个周期}}。
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。
MG996R舵机控制

M G996R舵机控制方法红:+5v,棕:GND,黄:信号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20ms,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。
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。
?图1?舵机的控制要求? 舵机的控制信号是PWM信号,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。
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FPGA成本高且电路复杂。
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。
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信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PWM信号输出到舵机,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PWM周期信号,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PWM信号的输出,并且调整占空比。
利用PWM信号控制舵机
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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20ms,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。
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PWM信号,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。
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FPGA成本高且电路复杂。
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。
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信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PWM信号输出到舵机,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PWM周期信号,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PWM信号的输出,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。
STC增强型51单片机利用PWM脉冲控制4个57步进电机的编程方法

IAP15W4K58S4单片机利用PWM脉冲控制4个步进电机的编程方法最近购入一块IAP15W4K58S4(图1)的STC单片机的最小系统,然后用它控制步进电机,步进电机驱动器为基于TB6600的MicroStep Driver(图2)驱动器。
为了能控制该驱动器,利用现有的单片机系统控制驱动器。
连接电路原理图如图3所示,图中Vcc=5V.图1 IAP15W4K58S4单片机最小系统图2 步进电机驱动器使IAP15W4K58S4单片机能够控制步进电机,首先需要产生PWM脉冲,本例子产生频率为1KHz,占空比为50%的脉冲,P2.1、P2.2、P2.3、P3.7口输出4路PWM脉冲。
生产PWM脉冲,单片机涉及到的寄存器(不考虑PWM中断)有P_SW2(端口配置寄存器)、PWMCFG(PWM配置寄存器,初始电平高低)、PWMCKS(PWM时钟选择寄存器)、由PWMCH(高7位)和PWMCL(低8位)组成的15位PWM计数器、由PWM n T1H、PWM n T1L和PWM n T2H、PWM n T2L组成的PWM脉冲翻转计数器(其中PWM n T1H、PWM n T1L组成第一次翻转15位计数器,其中PWM n T2H、PWM n T2L组成第二次翻转15位计数器,n取值范围为2、3、4、5、6、7)、PWM n CR(PWM n的控制寄存器,设置输出管脚选择和中断使能控制,n取值范围为2、3、4、5、6、7)和PWMCR(PWM控制寄存器,用于开启各个端口和PWM模块开关,该寄存器最后设置)。
由于生成PWM,需将I/O 口配置为准双向口或强推挽模式,所以还需配置P m M0和P m M1寄存器,m取值范围为0~3。
以上寄存器各个位配置可参考该单片机的数据手册,本项目的例程参考STC官方例程基础进行修改,如后文所述。
IAP15W4K58S4单片机的特殊功能寄存器区中要使用扩展的特殊功能寄存器需要配置P_SW2的bit7位,将其(bit7)置1。
舵机工作原理

舵机工作原理乘胜三模商城/2009-04-18标准的舵机有3条导线,分别是:电源线、地线、控制线,如图2所示。
以日本FUTABA-S3003型舵机为例,图1是FUFABA-S3003型舵机的内部电路。
3003舵机的工作原理是:PWM信号由接收通道进入信号解调电路BA6688的12脚进行解调,获得一个直流偏置电压。
该直流偏置电压与电位器的电压比较,获得电压差由BA6688的3脚输出。
该输出送入电机驱动集成电路BAL6686,以驱动电机正反转。
当电机转动时,通过级联减速齿轮带动电位器Rw1旋转,直到电压差为O,电机停止转动。
舵机的控制信号是PWM信号,利用占空比的变化,改变舵机的位置。
有个很有趣的技术话题可以稍微提一下,就是BA6688是有EMF控制的,主要用途是控制在高速时候电机最大转速。
原理是这样的:收到1个脉冲以后,BA6688内部也产生1个以5K电位器实际电压为基准的脉冲,2个脉冲比较以后展宽,输出给驱动使用。
当输出足够时候,马达就开始加速,马达就能产生EMF,这个和转速成正比的。
因为取的是中心电压,所以正常不能检测到的,但是运行以后就电平发生倾斜,就能检测出来。
超过EMF 判断电压时候就减小展宽,甚至关闭,让马达减速或者停车。
这样的好处是可以避免过冲现象(就是到了定位点还继续走,然后回头,再靠近)一些国产便宜舵机用的便宜的芯片,就没有EMF控制,马达、齿轮的机械惯性就容易发生过冲现象,产生抖舵电源线和地线用于提供舵机内部的直流电机和控制线路所需的能源.电压通常介于4~6V,一般取5V。
注意,给舵机供电电源应能提供足够的功率。
控制线的输入是一个宽度可调的周期性方波脉冲信号,方波脉冲信号的周期为20ms(即频率为50Hz)。
当方波的脉冲宽度改变时,舵机转轴的角度发生改变,角度变化与脉冲宽度的变化成正比。
某型舵机的输出轴转角与输入信号的脉冲宽度之间的关系可用图3来表示。
可变脉宽输出试验(舵机控制)原创:xidongs整理:armok/2004-12-05/内容简介:舵机:英文叫Servo,台湾及香港中文称伺服机。
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/*-----------------------------------------------名称:IIC协议 PCF8591ADDA转换内容:此程序通过IIC协议对DAAD芯片操作,读取电位器的电压,并输出模拟量,用LED亮度渐变指示,晶体选用12MHz------------------------------------------------*/#include"reg52.h"#include <intrins.h> //包含NOP空指令函数_nop_();#define AddWr 0x90 //写数据地址#define AddRd 0x91 //读数据地址sbit Sda=P1^2; //定义总线连接端口sbit Scl=P1^1;sbit control_signal=P1^5;data unsigned int Display[8];//定义临时存放数码管数值unsigned char code Datatab[]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f};//7段数共阴码管段码表unsigned int ADtemp; //定义全局变量unsigned int high,low;static unsigned int count1;/*------------------------------------------------延时程序------------------------------------------------*/void mDelay(unsigned char j){unsigned int i;for(;j>0;j--){for(i=0;i<125;i++){;}}}/*------------------------------------------------初始化定时器0------------------------------------------------*/void Init_Timer0(void){TMOD |=0x01; //定时器设置 0.1ms in 11.0592M crystal TH0=(65536-78)/256;TL0=(65536-78)%256; //定时0.1mSET0=1;//定时器中断打开EA=1;//总中断TR0=1; //启动定时器0}/*------------------------------------------------启动IIC总线------------------------------------------------*/void Start(void)Sda=1;_nop_();Scl=1;_nop_();Sda=0;_nop_();Scl=0;}/*------------------------------------------------停止IIC总线------------------------------------------------*/ void Stop(void){Sda=0;_nop_();Scl=1;_nop_();Sda=1;_nop_();Scl=0;}/*------------------------------------------------应答IIC总线------------------------------------------------*/ void Ack(void){Sda=0;_nop_();Scl=1;_nop_();Scl=0;_nop_();}/*------------------------------------------------非应答IIC总线------------------------------------------------*/ void NoAck(void){Sda=1;_nop_();Scl=1;_nop_();Scl=0;_nop_();}/*------------------------------------------------发送一个字节------------------------------------------------*/ void Send(unsigned char Data){unsigned char BitCounter=8;unsigned char temp;do{temp=Data;Scl=0;_nop_();if((temp&0x80)==0x80)Sda=1;elseSda=0;Scl=1;temp=Data<<1;Data=temp;BitCounter--;}while(BitCounter);Scl=0;}/*------------------------------------------------读入一个字节并返回------------------------------------------------*/ unsigned char Read(void){unsigned char temp=0;unsigned char temp1=0;unsigned char BitCounter=8;Sda=1;do{Scl=0;_nop_();Scl=1;_nop_();if(Sda)temp=temp|0x01;elsetemp=temp&0xfe;if(BitCounter-1){temp1=temp<<1;temp=temp1;}BitCounter--;}while(BitCounter);return(temp);}/*------------------------------------------------读取AD模数转换的值,有返回值------------------------------------------------*/unsigned int ReadADC(unsigned char Chl){unsigned int Data;Start(); //启始信号Send(AddWr);//0x90Ack();Send(0x40|Chl);//写入选择的通道,本程序只用单端输入,差分部分需要自行添加 //Chl的值分别为0、1、2、3,分别代表1-4通道Ack();Start();Send(AddRd); //读入地址Ack();Data=Read(); //读数据Scl=0;NoAck();Stop();return Data; //返回值}/******************************************************************//* 主程序 *//******************************************************************/void main(){Init_Timer0();while(1){unsigned int angle;ADtemp=ReadADC(0); //ADtemp的取值范围是0-255,定时的时间范围是0.5-2.5ms high=65075-7.2*ADtemp; //( high=65035-7.8*ADtemp;12MHz)(65535-(460+7.2*ADtemp 11.0592MHz) low=47563+7.2*ADtemp; // ( low=46035+7.8*ADtemp; )( 65535-(17972-7.2*ADtemp 11.0592MHz )angle=ADtemp*0.7;Display[0]=Datatab[angle/100];//处理0通道电压显示Display[1]=Datatab[(angle%100)/10];Display[2]=Datatab[angle%10];while(1){P0=Display[count1];//用于动态扫描数码管P2=count1;mDelay(1);count1++;if(count1==3) //表示扫描8个数码管{count1=0;break;}}}}/******************************************************************//* 定时器中断函数,需要更改/******************************************************************/void tim(void) interrupt 1 using 1{static unsigned char count;if (!count){control_signal = 1; //给高电平TH0=high/256;TL0=high%256; //定时0.05mS,经过示波器的测量}else{control_signal=0 ;TH0=low/256;TL0=low%256; //定时0.05mS,经过示波器的测量}count=~count;}。