利用51單片機(jī)PWM信號(hào)進(jìn)行舵機(jī)控制

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。軟件流程如圖2所示。

如圖2 產(chǎn)生PWM信號(hào)的軟件流程

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。實(shí)驗(yàn)后從精度上考慮，對(duì)于FUTABA系列的接收機(jī)，當(dāng)采用1MHz的外部晶振時(shí)，其控制電壓幅值的變化為0.6mV，而且不會(huì)出現(xiàn)誤差積累，可以滿足控制舵機(jī)的要求。最后考慮數(shù)字系統(tǒng)的離散誤差，經(jīng)估算誤差的范圍在±0.3%內(nèi)，所以采用單片機(jī)和8253、8254這樣的計(jì)數(shù)器芯片的PWM信號(hào)產(chǎn)生電路是可靠的。圖3是硬件連接圖。

圖3 PWA信號(hào)的計(jì)數(shù)和輸出電路

基于8253產(chǎn)生PWM信號(hào)的程序主要包括三方面內(nèi)容：一是定義8253寄存器的地址，二是控制字的寫入，三是數(shù)據(jù)的寫入。軟件流程如圖4所示，具體代碼如下。
//關(guān)鍵程序及注釋：
//定時(shí)器T0中斷，向8253發(fā)送控制字和數(shù)據(jù)
void T0Int() interrupt 1
{
TH0 = 0xB1;
TL0 = 0xE0; //20ms的時(shí)鐘基準(zhǔn)
//先寫入控制字，再寫入計(jì)數(shù)值
SERVO0 = 0x30; //選擇計(jì)數(shù)器0，寫入控制字
PWM0 = BUF0L; //先寫低，后寫高
PWM0 = BUF0H;
SERVO1 = 0x70; //選擇計(jì)數(shù)器1，寫入控制字
PWM1 = BUF1L;
PWM1 = BUF1H;
SERVO2 = 0xB0; //選擇計(jì)數(shù)器2，寫入控制字
PWM2 = BUF2L;
PWM2 = BUF2H;
}