舵机控制详解

本人学习了一段时间的舵机，将自己所遇到的问题与解决方案和大家分享一下，希望对初学者有所帮助！！！！ 一、 舵机介绍

1、舵机结构

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。

舵机安装了一个电位器（或其它角度传感器）检测输出轴转动角度，控制板根据电位器 的信息能比较精确的控制和保持输出轴的角度。这样的直流电机控制方式叫闭环控制，所以舵机更准确的说是伺服马达，英文 servo。 舵机组成：舵盘、减速齿轮、位置反馈电位计、直流电机、控制电路板等。

舵盘

上壳

齿轮组

中壳

电机

控制电路

控制线

下壳

工作原理：控制信号 控制电路板 电机转动 齿轮组减速 舵盘转动 位置反馈电位器 控制电路板反馈

简单的工作原理是控制电路接收信号源的控制信号，并驱动电机转动；齿轮组将电 机的速度成大倍数缩小，并将电机的输出扭矩放大响应倍数，然后输出；电位器和齿轮组的 末级一起转动，测量舵机轴转动角度；电路板检测并根据电位器判断舵机转动角度，然后控 制舵机转动到目标角度或保持在目标角度。

舵机接线方法：三线接线法：（1）黑线（地线）

红线（电源线）两个标准：4.8V和6V 蓝线/黄线（信号线）

（2）棕线（地线）

红线（电源线）两个标准：4.8V和

6V

黄线（信号线）

二、舵机PWM信号介绍

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下列讲述。我们目前使用的舵机主要依赖于模型行业的标准协议，随着机器人行业的渐渐独立，有些厂商已经推出全新的舵机协议，这些舵机只能应用于机器人行业，已经不能够应用于传统的模型上面了。

关于舵机PWM信号的基本样式如下图

其PWM格式注意的几个要点：

（1） 上升沿最少为0.5mS，为0.5mS---2.5mS之间； （2） 控制舵机的PWM信号周期为20ms； 2．PWM信号控制精度制定

8位AT89C52CPU，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。 2000uS÷250=8uS 则：PWM的控制精度为8us 我们可以以8uS为单位递增 控制舵机转动与定位。 舵机可以转动185度，那么 185度÷250=0.74度， 则：舵机的控制精度为0.74度

1 DIV = 8uS ; 250DIV=2mS PWM上升沿函数： 0.5mS + N×DIV 0uS ≤ N×DIV ≤ 2mS

0.5mS ≤ 0.5Ms+N×DIV ≤ 2.5mS 3、舵机位置控制方法

舵机的转角达到185度，由于采用8为CPU控制，所以控制精度最大为256份。目

前经过实际测试和规划，分了250份。 将0—185分为250份，每份0.74度。

控制所需的PWM宽度为0.5ms—2.5ms，宽度2ms。 2ms÷250=8us；

所以得出：PWM信号 = 1度/8us；

0.5ms-2.5ms

17.5ms-20ms 舵机角度= 0.74×N PWM = 0.5 + N×DIV；（DIV=8us） 角度 N PWM

0 0 0.5ms 45 3E 1ms 90 7D 1.5ms 135 BB 2ms 180 FA 2.5ms 以上是舵机基本知识的介绍，下面对单片机控制舵机给大家做一介绍。

问题一：单片机可以直接驱动舵机吗？？

首先告诉大家的是经过我的尝试不能驱动，就是给舵机单独供电也 不能驱动。原因是单片机I/O输出电流比较小。

下面是我做的驱动电路原理图希望给你带来方便。

注意：舵机的正反转问题

舵机的转动是点对点的，也就是说，你提供给舵机的PWM如果是高电平时间为2.5ms,则舵机转到180度方向，接下来如果提供给舵机的PWM如果是高电平时间为1ms，则舵机反向转到45度方向（针对转角180度的舵机）。即实现正反转。 提供给大家三个程序 （1）

#include

typedef unsigned int uint; typedef unsigned char uchar;

sbit pwm=P1^0;//输出PWM信号 uchar count=0;

uint pwm_value=1500;//初值为1.5ms sbit key1=P0^0; sbit key2=P0^1;

uint value[]={2500,2000}; void delay_ms(uint x) { uint i; while(x--) for(i=0;i<125;i++); }

void InitTimer(void) { TMOD=0x11;//开定时器0,1 TH0=(65536-20000)/256;//定时20MS,20MS为一个周期 TL0=(65536-20000)%6; TH1=(65536-1500)/256;//定时1.5MS,这时舵机处于0度 TL1=(65536-1500)%6; EA=1;//开总断 TR0=1;//开定时器0 ET0=1; TR1=1;//开定时器1 ET1=1; }

void timer0(void) interrupt 1//定时器0中断函数 { pwm=1; TH0=(65536-20000)/256;//定时20MS,20MS为一个周期 TL0=(65536-20000)%6; TR1=1; count++; }

void timer1(void) interrupt 3//定时器1中断函数