51單片機(jī)控制舵機(jī)的教程 按鍵控制舵機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的程序代碼

舵機(jī)：

舵機(jī)一般由舵盤、減速齒輪組、位置反饋電位器、直流電機(jī)、控制電路板等組成。一般情況下舵機(jī)的信號(hào)線為黃色或者白色，電源主要常見為4.2-7.4V，不同的供電將直接影響舵機(jī)的扭矩標(biāo)準(zhǔn)。

控制方法-PWM ：

PWM通過占空比來控制舵機(jī)，所謂PWM就是通過程序控制單片機(jī)IO口按照一定的時(shí)間規(guī)律輸出高電平或低電平，具體可以上網(wǎng)查閱資料了解一下。

以下為不同的占空比時(shí)間對(duì)應(yīng)的舵機(jī)角度：

對(duì)于t=0.5 - 2.5ms的產(chǎn)生，寫程序時(shí)我們可以采用全局變量。讓全局變量等于525之間，因?yàn)槎鏅C(jī)的一個(gè)計(jì)數(shù)周期是0.1ms，這樣全局變量的525正好就是0.5~2.5ms

PWM波產(chǎn)生思路：將信號(hào)管腳線初始化為低電平，然后寫一個(gè)while循環(huán)，在循環(huán)中將該管腳置為為高電平，延時(shí)，再拉低為低電平，如此循環(huán)產(chǎn)生PWM波，以高電平產(chǎn)生時(shí)間來控制舵機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)角度。

注意：5mv以上的控制電壓的變化就會(huì)引起電機(jī)的抖動(dòng)。

基于單片機(jī)的控制：

單片機(jī)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)舵機(jī)輸出轉(zhuǎn)角的控制，必須先完成兩個(gè)任務(wù)：

1、產(chǎn)生PWM周期信號(hào)，本設(shè)計(jì)產(chǎn)生一個(gè)20ms的周期信號(hào)；
2、脈寬的調(diào)整，即單片機(jī)模擬PWM信號(hào)的輸出，并調(diào)整占空比。

當(dāng)系統(tǒng)中只需要實(shí)現(xiàn)一個(gè)舵機(jī)的控制，采用的控制方式是改變單片機(jī)的一個(gè)定時(shí)器中斷的初值，將20ms分為兩次中斷執(zhí)行，一次短定時(shí)中斷和一次長(zhǎng)定時(shí)中斷。這樣既節(jié)省了硬件電路，也減少了軟件開銷，控制系統(tǒng)工作效率和控制精度都很高。

具體的設(shè)計(jì)過程：例如想讓舵機(jī)轉(zhuǎn)向左極限的角度，它的正脈沖為2ms，則負(fù)脈沖為20ms-2ms=18ms，所以開始時(shí)在控制口發(fā)送高電平，然后設(shè)置定時(shí)器在2ms后發(fā)生中斷，中斷發(fā)生后，在中斷程序里將控制口改為低電平，并將中斷時(shí)間改為18ms，再過18ms進(jìn)入下一次定時(shí)中斷，再將控制口改為高電平，并將定時(shí)器初值改為2ms，等待下次中斷到來，如此往復(fù)實(shí)現(xiàn)PWM信號(hào)輸出到舵機(jī)。用修改定時(shí)器中斷初值的方法巧妙形成了脈沖信號(hào)，調(diào)整時(shí)間段的寬度便可使伺服機(jī)靈活運(yùn)動(dòng)。

為保證軟件在定時(shí)中斷里采集其他信號(hào)，并且使發(fā)生PWM信號(hào)的程序不影響中斷程序的運(yùn)行(如果這些程序所占用時(shí)間過長(zhǎng)，有可能會(huì)發(fā)生中斷程序還未結(jié)束，下次中斷又到來的后果)，所以需要將采集信號(hào)的函數(shù)放在長(zhǎng)定時(shí)中斷過程中執(zhí)行，也就是說每經(jīng)過兩次中斷執(zhí)行一次這些程序，執(zhí)行的周期還是20ms。

如果系統(tǒng)中需要控制幾個(gè)舵機(jī)的準(zhǔn)確轉(zhuǎn)動(dòng)，可以用單片機(jī)和計(jì)數(shù)器進(jìn)行脈沖計(jì)數(shù)產(chǎn)生PWM信號(hào)。

脈沖計(jì)數(shù)可以利用51單片機(jī)的內(nèi)部計(jì)數(shù)器來實(shí)現(xiàn)，但是從軟件系統(tǒng)的穩(wěn)定性和程序結(jié)構(gòu)的合理性看，宜使用外部的計(jì)數(shù)器，還可以提高CPU的工作效率。

下面列舉一個(gè)按鍵控制舵機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的程序代碼：

#include

#include

typedef unsigned char uchar;

typedef unsigned int uint;

sbit KEY1=P3^4;

//按鍵1

sbit KEY2=P3^5;

//按鍵2

sbit PWM_OUT=P2^7;

//PWM輸出口

uint PWM_Value;

//定義pwm值

uchar order=0;

void Delay(unsigned int s);

//延時(shí)函數(shù)聲明

uchar flag;

//舵機(jī)按鍵標(biāo)志

/ 延時(shí)函數(shù) /
void Delay(unsigned int s)

{

unsigned int i;

for(i=0; i

for(i=0; i

}

/ 定時(shí)器初始化 /
void Init_Timer0()

{

TMOD=0x11;

TH0=(65536-1500)/256;

TL0=(65536-1500)%256;

EA = 1;

ET0 = 1;

TR0 = 1;

PT0=1;

}

/ 主函數(shù) /
void main(void)

{

Delay(6000);

PWM_Value = 1500;

//pwm初值為1500

Init_Timer0();

while(1)

{

if((KEY1 ==0 )|(KEY2 ==0 ))

//按鍵1或按鍵2被按下

{

if(KEY1 ==0 )

//確認(rèn)按鍵1被按下

{

flag = 1;

//標(biāo)志位賦值1

}

if(KEY2 ==0 )

//確認(rèn)按鍵2被按下

{
flag = 2;

//標(biāo)志位賦值2
}

}
else

{

flag = 0;

//否則標(biāo)志位為0

}

Delay(20);

//延時(shí)20ms

}
}

/ 中斷程序 **/
void timer0(void) interrupt 1
{

if(flag==1) PWM_Value += 1;

//如果標(biāo)志位1時(shí)，pwm的值加1

if(flag==2) PWM_Value -= 1;

//如果標(biāo)志位為2時(shí)，pwm減1

if(PWM_Value>=2500)

//如果pwm的值大于2500

PWM_Value = 2500;

//則保持在2500

if(PWM_Value<=500)

//如果pwm的值小于500

PWM_Value=500;

//則保持在500

switch(order)

{

case 1:PWM_OUT=1;

TH0=(65536-PWM_Value) > >8;

       TL0=(uchar)(65536-PWM_Value);

       break;                          

case 2:PWM_OUT=0;

       TH0=(65536-(5000-PWM_Value)) > >8;    

       TL0=(uchar)(65536-(5000-PWM_Value));

       break;                          

case 3:

       TH0=60536 > >8;   

       TL0=(uchar)60536;

       break;

case 4:

       TH0=60536 > >8;   

       TL0=(uchar)60536;

       order=0;

       break;

default: order=0;

break;

}
order++;
}