利用单片机PWM信号进行舵机控制
舵机的单片机控制
舵机的单片机控制第一章：引言舵机是一种常见的机械驱动器件，广泛应用于模型航空、机器人、自动化设备以及家用电器等领域。
其具备精准控制旋转角度的能力，可以根据输入的信号控制输出轴的位置，使其按照预定的角度旋转。
单片机技术作为现代控制系统中重要的组成部分，被广泛应用于舵机控制中，本文将以单片机控制舵机为研究对象，探讨其工作原理和控制方法。
第二章：舵机原理舵机由电机和返回电路组成，输入控制信号后，通过电机驱动轴实现角度调节。
其内部包含了一个减速装置以及一个位置反馈装置（旋转电位器或磁编码器）。
通过控制电机的转速和方向，从而实现舵机输出轴的位置调整。
值得注意的是，舵机的控制信号通常为PWM信号。
第三章：单片机控制舵机3.1 舵机控制信号的生成单片机通过PWM信号控制舵机的角度。
PWM信号可以通过计时器/计数器来生成，并通过定时器的频率和占空比来控制输出信号的特性。
其中，舵机的控制信号通常具有20ms的周期，占空比在0.5ms到2.5ms之间可以实现0°到180°的转动范围。
因此，单片机需要根据需要设定合适的定时器参数。
3.2 单片机舵机控制电路单片机与舵机之间需要一个适配电路，将单片机输出的PWM信号转化为舵机可以接受的信号。
适配电路通常由操作放大器、电阻和电容组成。
其作用是将较低电平的单片机信号放大到舵机所需要的电平范围，以便舵机可以接收到正确的控制信号。
3.3 程序设计程序设计是单片机控制舵机的关键。
根据舵机的控制信号特性，通过适当的算法和参数设置，可以实现精确的舵机控制。
程序设计需要考虑到舵机控制的实时性和精确性，采用中断方式和定时器中断来实现。
第四章：舵机控制实验为验证单片机控制舵机的效果，进行了一系列实验。
实验中通过改变PWM信号的占空比以及角度范围，观测舵机输出的转动情况。
实验结果表明，单片机可以精确控制舵机的转动角度，并具备实时性能。
第五章：结论单片机控制舵机是一种成熟且常见的应用。
利用单片机PWM信号进行舵机控制
利用单片机PWM信号进行舵机控制
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。
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。
单片机舵机角度控制
单片机舵机角度控制章节一：绪论近年来，随着科技的发展和应用领域的不断扩大，单片机成为了现代电子技术领域中不可或缺的一部分。
单片机舵机角度控制作为其中一个重要的应用，广泛应用于机器人、航模等领域。
本文旨在探讨单片机舵机角度控制的原理和实现方法，以及相关的优化方案。
章节二：单片机舵机角度控制的原理2.1 舵机的基本原理舵机是一种用来控制角度的驱动器件，它内部包含电机、减速机构和位置反馈装置。
其工作原理是通过控制电机的旋转方向和速度来调整舵机的输出角度。
2.2 单片机舵机控制的原理单片机作为舵机控制的核心部件，可以通过PWM信号来控制舵机的转动角度。
通过控制PWM信号的占空比，可以控制电机的转速，从而实现对舵机角度的精确控制。
章节三：单片机舵机角度控制的实现方法3.1 硬件设计舵机角度控制的硬件设计包括舵机的连接方式和电源电路的设计。
选择合适的舵机连接方式可以减少电源负载和电源干扰，提高舵机的响应速度和精度。
3.2 软件设计单片机舵机角度控制的软件设计包括舵机控制程序的编写和舵机角度的校正算法。
舵机控制程序主要负责控制PWM信号的产生，并根据需要调整舵机的角度；舵机角度的校正算法则是为了保证舵机能够精确控制到指定的角度。
章节四：单片机舵机角度控制的优化方案4.1 控制算法优化针对舵机在转动过程中的非线性特性和稳定性问题，可以采用PID控制算法进行优化。
PID控制算法通过对误差、偏差和积分项的综合计算，实现对舵机角度控制的精确调整和快速响应。
4.2 硬件优化通过选用高精度的舵机和高性能的电源电路，可以提高舵机的控制精度和响应速度。
另外，合理设计电路板布局和降低信号干扰也是硬件优化的关键。
总结：本文首先介绍了单片机舵机角度控制的原理，包括舵机的基本原理和单片机控制舵机的原理。
然后详细讨论了单片机舵机角度控制的实现方法，包括硬件设计和软件设计。
最后，针对单片机舵机角度控制存在的问题和局限性，提出了优化方案，包括控制算法优化和硬件优化。
51单片机 PWM电位器控制舵机
/*-----------------------------------------------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;}。
如何用单片机控制舵机
如何用单片机控制舵机章节一：引言（约200字）舵机是一种常用于机器人、飞机模型等设备中的装置，能够控制装置在水平或垂直方向上旋转。
本论文将介绍使用单片机来控制舵机的基本原理和步骤。
随着科技的发展，单片机已成为电子控制中普遍使用的一种控制器，其具有成本低、易于编程以及可嵌入各种电子设备等优势。
本论文将分为四个章节，分别介绍舵机的基本原理、单片机的工作原理、控制舵机的硬件电路设计以及编写单片机控制舵机的程序。
章节二：舵机的基本原理（约300字）舵机是一种伺服系统，其由直流电机、减速装置和反馈装置组成。
控制信号的输入使得舵机能够转动到预定位置，而反馈装置可以将舵机转动的实际位置反馈给控制系统，以便调整控制信号。
舵机通常采用PWM（脉宽调制）信号进行控制，脉宽的长短决定舵机转动的角度。
当脉宽为1.5ms时，舵机处于中立位置；小于1.5ms时，舵机逆时针旋转；大于1.5ms时，舵机顺时针旋转。
在单片机控制舵机时，需要通过输出PWM信号来控制舵机的转动。
章节三：单片机的工作原理（约300字）单片机是一种高度集成的微处理器芯片，具有输入输出接口、存储器和中央处理器等功能。
通过程序编写，在单片机中设置输出引脚，将输出引脚与舵机的控制信号引脚相连，可实现对舵机转动的控制。
单片机中的定时器可以产生PWM信号，通过改变PWM信号的占空比来实现对舵机转动角度的调整。
单片机还可以通过接收外部传感器的反馈信号来实现对舵机位置的闭环控制。
单片机的工作原理为我们控制舵机提供了可靠的基础。
章节四：控制舵机的硬件电路设计与编程（约200字）为了实现对舵机的控制，我们需要设计相应的硬件电路和编写单片机的程序。
硬件电路包括单片机与舵机的连接-将单片机的输出引脚与舵机的控制信号引脚相连，并通过合适的电路设计保证信号的稳定传输。
通过编程，我们可以设置单片机定时器产生PWM波，通过改变占空比来控制舵机转动。
同时，我们可以根据实际需求设置单片机的输入输出接口和传感器，以实现舵机控制的自动化和精确性。
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舵机驱动原理
pwm舵机驱动原理
PWM舵机驱动原理是通过改变PWM（脉宽调制）信号的脉宽来控制舵机输出轴的角度。
具体来说，舵机的控制电路中有一个脉宽比较器，它会比较输入的PWM信号的脉宽与设定的脉宽值，从而计算出舵机输出轴应该保持的角度。
在PWM调舵机中，控制舵机角度的不是占空比，而是脉宽的绝对时长。
通常，PWM信号的脉宽范围在0.5-2.5ms之间，对应舵机输出轴的角度从0度到180度。
例如，当脉宽为0.5ms时，舵机输出轴转角为0度；当脉宽为1ms 时，转角为45度；当脉宽为1.5ms时，转角为90度；当脉宽为2ms时，转角为135度；当脉宽为2.5ms时，转角为180度。
如果脉宽小于0.5ms或大于2.5ms，舵机将处于死区，即输出轴的角度保持不变。
此外，舵机内部还包含一个基准电路，产生周期为20ms、宽度为1.5ms的基准信号。
当控制信号由接收机的通道进入信号调制芯片时，获得直流偏置电压。
接着，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。
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。
单片机pwm控制舵机
单片机pwm控制舵机第一章：引言（大约200字）随着科技的不断发展，单片机技术在现代工业和自动化领域中的应用越来越广泛。
在这些应用中，控制舵机是非常常见的需求之一。
舵机通过调节输入的脉冲宽度来改变输出角度，因此使用脉冲宽度调制（PWM）信号来控制舵机的运动是一种常见的方法。
本论文将探讨如何使用单片机实现PWM控制舵机的方法和技术。
第二章：PWM控制舵机的原理与设计（大约300字）本章将介绍PWM控制舵机的原理和设计。
首先，将详细介绍PWM的概念和工作原理，以及舵机的工作原理。
然后，将讨论如何使用单片机生成PWM信号，并通过改变脉冲宽度来控制舵机的角度。
接下来，将介绍舵机控制电路的基本组成部分和连接方式。
最后，将给出一个具体的PWM控制舵机的电路设计示例。
第三章：单片机编程实现PWM控制舵机（大约300字）本章将介绍如何使用单片机进行编程，实现PWM控制舵机。
首先，将介绍使用哪种编程语言来编写单片机的程序，例如C 语言或汇编语言。
然后，将详细介绍如何编写程序来生成PWM信号，并通过改变脉冲宽度来控制舵机的角度。
此外，还将讨论如何根据实际需求调整PWM信号的频率和占空比。
最后，将给出一个具体的单片机编程实现PWM控制舵机的示例代码。
第四章：实验结果与讨论（大约200字）本章将介绍使用本论文中所提到的方法和技术实现PWM控制舵机的实验结果和讨论。
首先，将介绍所采用的实验平台和测试设备。
然后，将详细介绍实验过程和实验结果。
对于实验结果的讨论，将分析PWM信号的频率和占空比对舵机控制精度的影响。
最后，将讨论实验中可能遇到的问题和改进的方向。
结论（大约100字）通过本论文的研究，我们可以得出结论：使用单片机实现PWM控制舵机是一种可行且有效的方法。
通过调整PWM信号的脉冲宽度，可以精确控制舵机的角度。
同时，通过单片机编程实现PWM控制舵机也是相对简单的。
通过进一步的研究和实践，可以不断改进这一方法并应用于更广泛的应用领域中。
单片机PWM舵机控制原理
单片机PWM舵机控制原理舵机的控制一般需要一个20ms 的时基脉冲，该脉冲的高电平部分一般为0.5ms~2.5ms 范围内的角度控制脉冲部分。
以180 度角度舵机为例，那么对应的控制关系是这样的：0.5ms--------------0 度；1.0ms------------45 度；1.5ms------- -----90 度；2.0ms-----------135 度；2.5ms-----------180 度；如下图可形象地表示脉冲与角度关系#includeunsigned char count; //0.5ms 次数标识sbit pwm=P1; //信号输出sbit jia=P1;//角度增加按键sbit jan=P1 ; //角度减小按键char jd; //角度标识void delay(unsigned int i){unsigned int j,k;for(j=i;j>0;j--)for(k=125;k>0;k--);}void Time0_init() //定时器初始化{TMOD=0x01;IE=0x82;TH0=0xff;TL0=0x19; //12 晶振，0.25msTR0=1; //定时器开始}void Time0_int() interrupt 1 //中断程序{TH0=0xff;TL0=0x19;if(count pwm=1;elsepwm=0; //其余输出低电平count++;count=count%40; //时钟保持40 个count 即20ms }void keyscan() //按键扫描{if(jia==0) //角度增加键是否按下{delay(50); //按下延时，消抖if(jia==0){jd++; //角度标识加1count=0; //按键按下，则20ms 周期重新开始if(jd==50)jd=9; //已经是180°则保持while(jia==0); //等待按键放开}}if(jan==0) //角度减小键是否按下{delay(10);if(jd==0);{jd--; //角度标识减1count=0;if(jd==0)jd=1;while(jan==0);}}}void main(){jd=1;count=0;Time0_init();while(1){keyscan();// display();}}tips:感谢大家的阅读，本文由我司收集整编。
pwm 舵机控制
pwm 舵机控制题目：PWM 舵机控制技术论文摘要：本论文主要探讨了PWM（脉宽调制）技术在舵机控制中的应用。
首先介绍了舵机的基本原理和分类，接着详细阐述了PWM技术的原理和特点。
然后，通过PWM信号的生成和控制电路的设计，实现了对舵机旋转角度的精确控制。
最后，对PWM舵机控制技术的优势和应用前景进行了分析和总结。
第一章引言1.1 研究背景近年来，舵机作为一种常用的位置控制元件，在机器人技术、航空航天等领域得到广泛应用。
为了实现对舵机旋转角度的精确控制，PWM技术被广泛采用。
1.2 研究目的本论文旨在探讨PWM舵机控制技术的原理和应用，为相关领域的研究和实践提供参考。
第二章舵机工作原理和分类2.1 舵机工作原理舵机是一种将电信号转化为机械运动的装置。
其基本工作原理是通过接收控制信号，控制电机旋转至特定角度。
2.2 舵机分类根据控制方式和结构形式，舵机可以分为开环舵机和闭环舵机、模拟舵机和数字舵机等多种类型。
第三章 PWM技术原理和特点3.1 PWM技术原理PWM技术是通过改变信号的占空比，将模拟信号转化为脉冲信号的一种技术。
其基本原理是在一个时间周期内，通过改变脉冲高电平的持续时间，来控制输出信号的幅度。
3.2 PWM技术特点PWM技术具有精确性高、可靠性好、成本低等优点，适用于对舵机旋转角度要求较高的应用场景。
第四章 PWM舵机控制的设计与应用4.1 PWM信号的生成通过使用单片机或专用PWM控制芯片，可以生成具有不同占空比的PWM信号，用于控制舵机旋转角度。
4.2 控制电路的设计根据舵机的控制电压和信号输入要求，设计相应的电路，将PWM信号转化为舵机的控制信号。
4.3 实验结果与分析通过实验验证了PWM舵机控制的可行性，数据分析表明，PWM舵机控制技术在精确控制舵机旋转角度方面具有较高的准确性和稳定性。
结论本文详细介绍了PWM舵机控制技术的原理和应用，并通过实验验证了其可行性。
PWM舵机控制技术具有精确性高、可靠性好的优点，可以广泛应用于机器人技术、航空航天等领域。
pwm信号控制舵机的简单原理
pwm信号控制舵机的简单原理一、引言舵机是一种能够控制转动角度的电机，通常用于模型控制、机器人控制等领域。
而pwm信号则是一种宽度可变的脉冲信号，可以通过改变脉冲宽度来控制舵机的转动角度。
本文将介绍pwm信号控制舵机的简单原理。
二、基础知识1. 舵机舵机是一种能够精确控制转动角度的电机。
它通常由电机、减速器、位置反馈装置和驱动电路组成。
其中，位置反馈装置可以检测舵盘的实际位置，并将其反馈给驱动电路，使得舵盘能够精确地转到指定位置。
2. PWM信号PWM（Pulse Width Modulation）信号是一种宽度可变的脉冲信号。
它通常由一个固定频率的方波和一个可变占空比的矩形波组成。
其中，方波的周期为T，矩形波的高电平时间为t1，低电平时间为t2，则矩形波的占空比d=t1/T。
3. 控制原理当PWM信号被输入到舵机驱动电路中时，驱动电路会根据信号的占空比来控制舵机的转动角度。
通常情况下，舵机转动角度与PWM信号的占空比成正比。
例如，当PWM信号的占空比为50%时，舵机将会转到其可转动范围内的中间位置。
三、控制方法1. 单个舵机控制单个舵机可以通过一个PWM信号进行控制。
具体操作步骤如下：（1）将PWM信号输入到舵机驱动电路中。
（2）根据需要设定PWM信号的占空比，以控制舵机的转动角度。
（3）驱动电路将PWM信号转换为适合舵机使用的电压信号，并输出到舵机上。
（4）舵机接收到电压信号后，根据其大小和方向来控制自身转动到指定位置。
2. 多个舵机控制多个舵机可以通过多个PWM信号进行独立控制。
具体操作步骤如下：（1）将多个PWM信号输入到一个微控制器或单片机中。
（2）编写程序来分别处理每个PWM信号，并将其输出到对应的舵机驱动电路中。
（3）驱动电路将PWM信号转换为适合各自对应的舵机使用的电压信号，并分别输出到各个舵机上。
（4）各个舵机接收到电压信号后，根据其大小和方向来独立控制自身转动到指定位置。
四、注意事项1. PWM信号的频率应该在50Hz至500Hz之间，通常使用的频率为50Hz或100Hz。
基于STM32的舵机控制系统
摘要随着越来越多的高科技产品逐渐融入了日常生活中，舵机的控制系统发生了巨大的变化。
单片机、C语言等前沿学科的技术的日趋成熟与实用化，使得舵机的控制系统有了新的的研究方向与意义。
本文描述了一个由STM32微处理器、舵机、LCD 显示器、键盘等模块构成的，提供基于STM32的PWM信号舵机的控制系统。
该系统采用STM32微处理器为核心，在MDK的环境下进行编程，根据键盘的输入，使STM32产生周期性PWM信号，用此信号对舵机的速度及转角进行控制，并且通过LCD显示出数据。
结果表明该系统具有结构简单、工作可靠、精度高等特点.关键词：STM32微处理器；舵机系统；LCD显示；PWM信号AbstractAs well as the high-tech products gradually integrated into the daily life,servo control system has undergone tremendous changes.SCM and C language of the frontier disciplines such mature technology and practical，Make steering control system is a new research direction and meaning.This paper describes a STM32 microprocessors, steering, LCD display and keyboard, etc.Based on the STM32 servo control system of PWM signal，This system uses STM32 microprocessor as the core, MDK in the environment, according to the keyboard input programming, STM32 produce periodic PWM signal, with this signal to the velocity and Angle of steering gear control, and through the LCD display data. The features of the simple hardware, stable operation and high precision are incarnated in the proposed system.Keywords:STM32 microprocessors; Steering system; LCD display；pulse width modulation signal目录第1章绪论 (1)1.1 课题背景 (1)1.2 课题的研究展望 (2)课题任务及要求 (2)1.3 课题内容及安排 (3)第2章硬件设计 (4)2.1 STM32微处理单元 (4)2.2 舵机 (8)2.3 LCD显示器 (9)2.4 时钟电路的制作 (10)第3章软件设计 (12)3.1 STM32固件库简介 (12)3.2 软件的总体设计 (13)3.3 时钟初始化子程序 (14)3.4 I/O口初始化子程序 (16)3.5 PWM信号子程序 (17)3.6 A/D转换初始化子程序 (18)3.7 LCD显示子程序 (19)第4章系统调试 (21)4.1 调试方案 (21)4.1.1 硬件调试方案 (21)4.1.2 软件调试方案 (21)4.2 故障调试及解决方法 (22)4.3 联调结果 (22)结论 (26)社会经济效益分析 (27)参考文献 (28)致谢 (29)附录I 电路原理图 (30)附录Ⅱ程序清单 (35)第1章绪论舵机（servo motor）,又名伺服电机,主要是由外壳、电路板、马达、减速齿轮和电位器构成。
51控制舵机程序
51控制舵机程序章节一：引言（约200字）舵机是一种广泛应用于机器人、航空模型、无人机等控制系统中的关键部件。
其通过控制电流使舵盘旋转，从而实现控制机械臂、舵面等部件的运动。
51单片机作为一种常用的微控制器，具备处理速度快、成本低、易编程等优点，被广泛应用于舵机控制。
本文旨在介绍利用51单片机控制舵机的主要方法和步骤，并通过实验验证舵机控制效果。
章节二：51单片机舵机控制原理（约300字）51单片机通过PWM（脉冲宽度调制）技术来控制舵机。
PWM波形的占空比决定了舵机的位置。
当占空比为0%时，舵机处于最左转位置；当占空比为100%时，舵机处于最右转位置；当占空比为50%时，舵机处于中间位置。
通过改变占空比大小可以控制舵机的角度。
章节三：51单片机舵机控制程序设计（约300字）首先，需要通过51单片机的GPIO口与舵机连接，将舵机的控制线连接到51单片机的PWM输出口。
接下来，在主程序中初始化PWM相关参数，例如PWM的频率、占空比等。
然后，在主循环中，通过改变PWM占空比的值，实现对舵机位置的控制。
可以通过控制PWM值的增减来控制舵机的角度。
章节四：实验验证与结果分析（约200字）实验中，我们使用51单片机和舵机进行舵机控制实验。
通过改变PWM占空比大小，我们可以观察到舵机位置的变化。
实验结果显示，随着PWM占空比的增加，舵机的角度逐渐增加，反之亦然。
通过实验验证，说明了51单片机可以有效地控制舵机的运动。
综上所述，本文介绍了51单片机控制舵机的原理、程序设计步骤，并通过实验证明了其控制效果。
通过本文的研究，可以为舵机控制的相关研究提供参考和借鉴。
章节一：引言（约200字）舵机是一种广泛应用于机器人、航空模型、无人机等控制系统中的关键部件。
其通过控制电流使舵盘旋转，从而实现控制机械臂、舵面等部件的运动。
51单片机作为一种常用的微控制器，具备处理速度快、成本低、易编程等优点，被广泛应用于舵机控制。
单片机指令的舵机控制与步进电机驱动
单片机指令的舵机控制与步进电机驱动单片机作为一种微型计算机芯片，广泛应用于各种智能控制系统中。
其中，控制舵机和驱动步进电机是单片机应用中常见的任务之一。
本文将详细介绍单片机指令在舵机控制和步进电机驱动中的应用。
一、舵机控制舵机是一种常用的电机控制元件，适用于需要精确定位和角度调整的应用场合。
下面介绍舵机控制所需的单片机指令及其应用。
1. PWM控制脉冲宽度调制（PWM）是一种常用的舵机控制方法。
单片机通过产生不同占空比的PWM信号，控制舵机的角度。
具体实现步骤如下：a) 设置IO口为输出模式，并连接舵机的控制信号线到该IO口。
b) 初始化定时/计数器，设置PWM周期和频率。
c) 在主程序中使用捕捉比较中断等方式，通过改变定时器的计数值，产生不同占空比的PWM信号。
d) 根据舵机的规格表，计算对应的脉宽值，并将其赋给定时器的计数寄存器。
e) 单片机通过改变PWM信号的占空比，实现舵机的旋转和角度调整。
2. 串口通信控制除了PWM控制方式之外，单片机也可以通过串口通信与外部设备进行舵机控制。
具体实现步骤如下：a) 初始化串口，设置波特率等参数。
b) 通过串口发送指令，使舵机按照指令进行相应的动作。
c) 单片机接收到指令后，解析指令内容并进行相应的操作。
d) 使用PWM输出信号控制舵机的转动。
通过串口通信控制舵机，可以实现更加复杂的舵机动作，例如连续旋转、多舵机联动等。
二、步进电机驱动步进电机是一种以脉冲信号驱动的电机，具有定位准确、转速可控等特点。
下面介绍步进电机驱动所需的单片机指令及其应用。
1. 单路驱动方式单片机驱动步进电机的常用方法是使用单路驱动方式。
具体实现步骤如下：a) 将单片机的IO口连接到驱动模块的脉冲输入端。
b) 设置IO口为输出模式，并赋予输出信号控制步进电机的运动。
c) 通过单片机输出高低电平改变步进电机的状态，从而使其转动。
2. 双路驱动方式双路驱动方式是一种常用的步进电机驱动方式，通过相位差驱动两个驱动模块，能够提供更大的电机转动力矩。
51单片机控制输出pwm信号控制舵机
if(c>=470&&c=2300)c=a;
else c=18432-a; /*判断脉宽是否在正常范围之内*/
}
/*定时器2，控制舵机2，输出引脚为P13，可自定义*/
void timer1(void) interrupt 3 using 1
sbit p15=P1^5;
sbit p17=P1^7;
void delay(void);
/*以下两个函数为定时器中断函数*/
/*定时器1，控制舵机1，输出引脚为P12，可自定义*/
void timer0(void) interrupt 1 using 1
{p12=!p12; /*输出取反*/
c=18432-c; /*20000代表20 ms，为一个周期的时间*/
for(uidata=1;uidata=500;uidata++);
}
TH1=-(b/256); TL1=-(b%256); /*设定定时器初始计数值*/
EA=1;
ET0=1; TR0=1;EX0=1;EX1=1;
ET1=1; TR1=1;
PX0=0;PX1=0;PT1=1;PT0=1;/*设定中断优先级*/
for(;;)
{
keyscan();
}
}
/*在这个for循环中，可以输
出时间，从而控制舵机*/
void keyscan(void)
{
if(p16==0)
{
delay();
if(p16==0)
{
if(500=a&&a=2100)a+=50;
单片机 舵机
单片机舵机舵机（Servo）是一种特殊的电机，可以控制电机的角度，它接收一定范围内的电信号，根据电信号的不同而转动到不同的角度。
目前舵机技术广泛应用于航空航天、机器人、汽车等行业。
二、舵机接口舵机接口有分为三种，RC接口、TTL接口以及I2C接口。
1、RC接口：RC接口是最常用的接口，常用于模拟电路中，通过PWM控制舵机的旋转角度。
2、TTL接口：TTL接口也是比较常用的接口，利用GPIO口，用来控制舵机的旋转，旋转角度不是很准确。
3、I2C接口：I2C接口是最精准的接口，支持多个设备通信，一般用来控制舵机的转动角度，旋转角度精度更高。
三、控制原理舵机的控制原理是利用PWM信号控制电机的旋转方向和角度。
PWM（Pulse Width Modulation）即脉宽调制，通过时间上调节占空比来控制电机的转动。
要控制舵机的转动，需要占空比在一个一定的范围内变化。
舵机一般可以旋转0°~180°，如果占空比在0~400之间，则可以控制舵机旋转到不同的角度。
四、单片机控制1、单片机输出PWM：大部分单片机均有PWM模块，可以通过设置定时器的值来控制PWM的占空比，从而控制舵机的旋转角度。
2、舵机驱动：舵机驱动是由一个MOS管或BJT管以及一个半桥驱动构成，它可以将单片机控制的PWM信号转化为舵机需要的电压信号，从而控制舵机的旋转角度。
五、调试调试舵机也很简单，首先，确定需要控制的角度；其次，计算出PWM频率以及占空比；然后，用编程的方式将PWM信号送入舵机驱动模块，最后，根据舵机的转动情况，调整舵机的旋转角度，来达到目的效果。
六、总结舵机是一种特殊的电机，根据电信号的不同而转动到不同的角度，目前舵机技术广泛应用于航空航天、机器人、汽车等行业。
1-实验一 PWM控制电机舵机
实验一 PWM控制电机舵机1.实验目的●掌握使用Flash Loader下载程序到单片机的方法。
●掌握STM32配置PWM的方法。
●掌握PWM控制电机舵机的工作原理2.实验内容了解定时器的基本概念和使用方法。
通过阅读STM32数据手册，熟悉STM32定时器的相关寄存器功能和配置。
编程实现定时器输出PWM波形功能。
学会适应Flash Loader来下载编译好的二进制可执行文件。
3. 预备知识●使用MDK4.14集成开发环境，编译和调试程序的基本过程。
● STM32应用程序的框架结构。
●定时器产生PWM的基本概念。
4. 实验设备及工具●硬件：博创智能车套件，PC机，USB转TTL串口线●软件：MDK4.14集成开发环境，USB转串口线驱动5. 实验原理及说明5.1 TIMER输出PWM基本概念脉冲宽度调制(PWM)，是英文“Pulse Width Modulation”的缩写，简称脉宽调制，是利用微处理器的数字输出来对模拟电路进行控制的一种非常有效的技术。
简单一点，就是对脉冲宽度的控制。
一般用来控制步进电机的速度等等。
STM32的定时器除了TIM6和TIM7之外，其他的定时器都可以用来产生PWM输出，其中高级定时器TIM1和TIM8可以同时产生7路的PWM输出，而通用定时器也能同时产生4路的PWM输出。
5.1.1 PWM输出模式STM32的PWM输出有两种模式，模式1和模式2，由TIMx_CCMRx寄存器中的OCxM 位确定的（“110”为模式1，“111”为模式2）。
模式1和模式2的区别如下：110：PWM模式1－在向上计数时，一旦TIMx_CNT<TIMx_CCR1时通道1为有效电平，否则为无效电平；在向下计数时，一旦TIMx_CNT>TIMx_CCR1时通道1为无效电平(OC1REF=0)，否则为有效电平(OC1REF=1)。
111：PWM模式2－在向上计数时，一旦TIMx_CNT<TIMx_CCR1时通道1为无效电平，否则为有效电平；在向下计数时，一旦TIMx_CNT>TIMx_CCR1时通道1为有效电平，否则为无效电平。
基于STC15F单片机双路PWM信号控制舵机的设计
基于STC15F单片机双路PWM信号控制舵机的设计摘要本文阐述了STC15F系列单片机产生双路可调占空比的PWM信号同时控制两只舵机的设计原理，同时详解了水平方位及垂直仰角方向舵机调节的程序设计，文中给出了PWM信号控制舵机角度精度的推算及编程实现，合理巧妙的利用单片机有限的资源，对于舵机角度控制的应用场景有较大的参考价值。
一、舵机PWM信号与控制精度制定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图1，给出了舵机一种标准协议规定的PWM控制舵机的信号波形图。
图1 PWM控制舵机的信号波形图2、PWM信号控制舵机转到指定角度舵机的角度是由控制信号脉冲的持续时间决定的，这叫做脉冲编码调制（PCM）。
舵机的控制一般需要一个20ms左右的时基脉冲，该脉冲的高电平部分一般为0.5ms-2.5ms范围，总间隔为2ms。
脉冲的宽度将决定马达转动的距离。
例如：1.5毫秒的脉冲，电机将转向90度的位置（通常称为中立位置，对于180°舵机来说，就是90°位置）。
如果脉冲宽度小于1.5毫秒，那么电机轴向朝向0度方向。
如果脉冲宽度大于1.5毫秒，轴向就朝向180度方向。
以180度舵机为例，对应的控制关系是这样的：0.5ms对应0度、1.0ms对应45度、1.5ms对应90度、2.0ms对应135度、2.5ms对应180度；3、PWM信号控制精度制定假设用12MHZ的晶体振荡器作为时钟，单片机定时计时器的最小时间单元为 1uS。
那么 0.5mS---2.5ms 的宽度为 2mS = 2000uS。
舵机可以转动 180 度，那么理论控制精度为180度÷2000=0.09 度。
8位单片机其数据分辨率为256，那么经过舵机极限参数实验，得到应该将其划分为 250 份。
那么 0.5mS---2.5ms的宽度为 2mS = 2000uS。
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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。
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。
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2ms，等待下次中断到来，如此往复实现PWM信号输出到舵机。
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PWM信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。
如图2产生PWM信号的软件流程
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PWM信号。
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理性看，宜使用外部的计数器，还可以提高CPU的工作效率。
实验后从精度上考虑，对于FUTABA系列的接收机，当采用1MHz的外部晶振时，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PWM信号产生电路是可靠的。
图3是硬件连接图。
图3 PWA信号的计数和输出电路
基于8253产生PWM信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
void T0Int() interrupt 1
{
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;
}
图4基于8253产生PWA信号的软件流程
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PWM波的周期也相同。
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PWM波的上升沿，再利用定时器中断T0确定各路PWM波的输出宽度，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信号在该周期中输出完毕，往复输出。
在每次循环的第16次(2×8=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PWM信号时，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PWM信号。
对机器人舵机控制的测试表明，舵机控制系统工作稳定，PWM占空比(0.5～2.5ms 的正脉冲宽度)和舵机的转角(-90°～90°)线性度较好。