新聞中心

EEPW首頁 > 嵌入式系統(tǒng) > 設(shè)計應用 > 多路舵機控制PWM發(fā)生器的設(shè)計與Proteus仿真

多路舵機控制PWM發(fā)生器的設(shè)計與Proteus仿真

作者: 時間:2011-07-11 來源:網(wǎng)絡 收藏

摘要:脈寬信號調(diào)制是現(xiàn)代電子行業(yè)中使用較為廣泛的一種脈沖信號,其典型應用就是舵機。以和Keil軟件為基礎(chǔ),介紹了在環(huán)境下利用51單片機產(chǎn)生多路脈沖的實現(xiàn)方法。最后以一個典型的應用實例驗證了的可行性與可靠性。實驗證明,本系統(tǒng)可在單片機定時器資源有限的情況下同時對多個舵機的輸出轉(zhuǎn)角進行。
關(guān)鍵詞:;舵機;Keil;單片機

0 引言
單片機是現(xiàn)代儀器儀表、家用電器、工業(yè)儀器等領(lǐng)域應用十分廣泛的可編程器件之一,有著價格低廉、編程靈活、體積小、可擴展性強等優(yōu)點。單片機功能的飛速發(fā)展,其應用范圍日益廣泛,小到玩具,大到機器人,無論從數(shù)據(jù)采集,過程控制,模糊控制等智能系統(tǒng),還是人類的日常生活,都離不開單片機。但是在單片機系統(tǒng)的開發(fā)過程中,如果先制作好電路板,再反復編程調(diào)試,就會給單片機系統(tǒng)開發(fā)帶來一定的麻煩。而如果初期就將Proteus軟件作為單片機系統(tǒng)的開發(fā)調(diào)試工具,則可以很好的解決這個問題,在Proteus上通過后再制作電路板,就可以大大縮短開發(fā)周期和研發(fā)成本。本文以一個典型的單片機應用實例為基礎(chǔ),使用Proteus和Keil軟件作為開發(fā)工具,介紹了單片機系統(tǒng)初期開發(fā)的過程。

1 Proteus軟件簡介
Proteus軟件是英國Labcenter Electronics公司開發(fā)的EDA工具軟件,已有近20年的歷史,在全球得到了廣泛的應用。Proteus軟件功能強大,它集電路設(shè)計、制版及仿真等多功能于一身,不僅能夠?qū)﹄姽?、電子技術(shù)學科涉及的電路進行設(shè)計與分析,還能夠?qū)ξ⑻幚砥鬟M行設(shè)計和仿真,并且功能齊全,界面多彩,是近年來備受電子設(shè)計愛好者青睞的一款新型電子線路設(shè)計與仿真軟件。它的電路仿真功能可以和Multisim相媲美,而獨特的單片機仿真功能是Multisim以及其他任何仿真軟件都不具備的,同時,它的PCB電路制版功能可以和Protel相媲美。此外,它的功能不但強大,而且各種功能都毫不遜于同類軟件,是廣大電子設(shè)計愛好者難得的一個工具軟件。Proteus目前支持的單片機類型有:6800系列、8051系列、AVR系列、PIC12系列、PIC16系列、PIC18系列、Z80系列、HC11系列以及各種外圍芯片。同時還可以支持第三方的軟件編譯和調(diào)試環(huán)境(如Keil等軟件)。

2 舵機及其工作原理
2.1 舵機簡介
舵機英文稱Servo,也稱伺服機,其特點是結(jié)構(gòu)緊湊、易于安裝調(diào)試、控制簡單、大扭力、成本較低等。舵機是一種位置伺服的驅(qū)動器,主要用于各種飛行器的執(zhí)行機構(gòu)。其工作原理是:控制信號由接收機的通道進入信號調(diào)試芯片,從而獲得直流偏置電壓。它內(nèi)部有一個基準電路,可以產(chǎn)生周期為20 ms、寬度為1.5 ms的基準信號,如果將獲得的直流偏置電壓與電位器的電壓相比較,即可獲得電壓差輸出。最后,電壓差的正負信號輸出到電機驅(qū)動芯片,即可決定電機的正反轉(zhuǎn)。當電機轉(zhuǎn)速一定時,通過級聯(lián)減速齒輪帶動電位器旋轉(zhuǎn),以使得電壓差為0,電機停止轉(zhuǎn)動。舵機可以通過連桿將轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)化為位移,再控制槳葉、油門、舵面等機構(gòu)的動作,從而達到改變被控物體姿態(tài)的作用。圖1所示為某型號舵機的實物圖。

本文引用地址:http://butianyuan.cn/article/172636.htm

a.JPG


實際應用中,很多時候往往需要同時使用多個舵機才能達到控制的目的,例如固定翼的模型飛機至少需要3個舵機才能保證其空中姿態(tài)的穩(wěn)定,而機器人則需要更多舵機來完成其機械動作和功能。雖然利用FPGA可以輸出多路PWM波形,但是,F(xiàn)PGA管腳多,不易焊接,成本較高,性價比不高。而利用單片機定時器輸出PWM信號來控制舵機是個很好的方法,但是,單片機的定時器資源有限,這就需要通過一定的編程技巧,用一個定時器來實現(xiàn)多路PWM脈沖的輸出,從而一次性控制多個舵機動作,以達到節(jié)省單片機資源之目的。
2.2 舵機工作原理
標準的舵機有三條線,分別是電源線、地線和控制信號線。其中控制信號線需要輸入PWM信號,以便利用占空比來控制舵機的位置。本文的PWM信號是一種周期為20 ms的脈寬調(diào)制信號,而舵機信號線的輸入脈沖寬度為0.5~2.5ms的PWM信號時,其輸出轉(zhuǎn)角可在0°~180°間變化,輸出轉(zhuǎn)角和脈沖寬度的關(guān)系可簡單的表示為:
α=90(t-0.5)
式中,α為舵機輸出轉(zhuǎn)角;t為脈沖寬度,其定義域為0.5≤t≤2.5。由此可以看出,舵機的輸出轉(zhuǎn)角和脈沖寬度是一種線性關(guān)系。

pwm相關(guān)文章:pwm原理



上一頁 1 2 3 下一頁

評論


相關(guān)推薦

技術(shù)專區(qū)

關(guān)閉