如何使用單片機(jī)控制伺服電機(jī)？

伺服電機(jī)是我們常用的一種電機(jī)，在本文的案例中，將學(xué)習(xí)如何使用單片機(jī)控制伺服電機(jī)，案例以PIC16F877A單片機(jī)作為接口的連接與控制示例。

什么是伺服電機(jī)？

伺服電機(jī)是一種根據(jù)給定指令運(yùn)行的特殊電機(jī)。它提供了精確的角度控制，這也意味著與其他電機(jī)通電即旋轉(zhuǎn)不同。伺服電機(jī)僅旋轉(zhuǎn)到一定程度或直到需要下一次旋轉(zhuǎn)，在這之前電機(jī)會(huì)停止不動(dòng)并等待下一條指令，才能執(zhí)行進(jìn)一步的動(dòng)作。所以，伺服電機(jī)需要借助伺服機(jī)電路進(jìn)行控制才能按要求旋轉(zhuǎn)，它的角旋轉(zhuǎn)和最終運(yùn)動(dòng)由位置反饋決定，其控制線的輸入也決定了輸出軸所需的位置。

伺服電機(jī)與PIC16F877A接口的伺服電機(jī)電路圖：

它有一個(gè)非常簡單的電路圖。伺服電機(jī)的控制線直接連接到單片機(jī)的RB0引腳。該銷將提供電機(jī)所需的角位移。在這個(gè)項(xiàng)目中，假設(shè)我們正在使用一個(gè)角旋轉(zhuǎn)被限制在0°-180°的伺服電機(jī)。我們可以通過使用寬度變化的脈沖以最高精度控制電機(jī)的旋轉(zhuǎn)以達(dá)到所需的角度。

每20毫秒（20000微秒）后向伺服電機(jī)提供一個(gè)脈沖。電機(jī)的角位置由該脈沖的長度決定。角度位置0°、90°和180°在代碼中演示。

下面是用于控制伺服電機(jī)的PIC單片機(jī)接口的C代碼，我們在編譯器中編寫以下與PIC接口的伺服電機(jī)代碼：

void Rotation0() //0度

{

unsigned int i;

for(i=0;i<50;i++)

{

PORTB.F0 = 1;

Delay_us(800); //800us 脈沖

PORTB.F0 = 0;

Delay_us(19200);

}

}

void Rotation90() //90度

{

unsigned int i;

for(i=0;i<50;i++)

{

PORTB.F0 = 1;

Delay_us(1500); //1500us 的脈沖

PORTB.F0 = 0;

Delay_us(18500);

}

}

void Rotation180() //180 度

{

unsigned int i;

for(i=0;i<50;i++)

{

PORTB.F0 = 1;

Delay_us(2200); //2200us 的脈沖

PORTB.F0 = 0;

Delay_us(17800);

}

}

void main()

{

TRISB = 0; // PORTB作為輸出端口

do

{

Rotation0(); //0度

Delay_ms(2000);

Rotation90(); //90度

Delay_ms(2000);

Rotation180(); //180度

}while(1);

}

代碼開頭已經(jīng)聲明了電機(jī)角旋轉(zhuǎn)0°、90°和 180°的各個(gè)函數(shù)。在本教程中，我們沒有使用PIC16F877A的實(shí)際脈沖寬度調(diào)制功能來生成脈沖。而是，脈沖是在程序延遲的幫助下產(chǎn)生的。特定角度的延遲持續(xù)時(shí)間等于電機(jī)旋轉(zhuǎn)到相應(yīng)角度所需的脈沖長度。也就是說，對于0°角，脈沖寬度約為800ms，因此在PORT引腳RB0設(shè)置為高時(shí)引入了800ms的延遲。同樣，旋轉(zhuǎn)90°需要1500ms的脈沖，180°角度需要2200ms。

在主程序中，將PORTB設(shè)置為輸出端口，三個(gè)函數(shù)都被調(diào)用，它們之間有2000ms的延遲。該程序使電機(jī)以某種模式旋轉(zhuǎn)，比如0°–90°–180°–0°等等。這將在無限循環(huán)“do-while”循環(huán)中持續(xù)運(yùn)行，直到程序中止。