下载后可任意编辑 在机器人机电控制系统中，舵机控制效果是性能的重要影响因素。舵机可以在微机电系统和航模中作为基本的输出执行机构，其简单的控制和输出使得单片机系统非常容易与之接口。 舵机是一种位置伺服的驱动器，适用于那些需要角度不断变化并可以保持的控制系统。其工作原理是：控制信号由接收机的通道进入信号调制芯片，下载后可任意编辑获得直流偏置电压。它内部有一个基准电路，产生周期为 20ms，宽度为1.5ms 的基准信号，将获得的直流偏置电压与电位器的电压比较，获得电压差输出。最后，电压差的正负输出到电机驱动芯片决定电机的正反转。当电机转速一定时，通过级联减速齿轮带动电位器旋转，使得电压差为 0，电机停止转动。舵机的控制信号是 PWM 信号，利用下载后可任意编辑占空比的变化改变舵机的位置。一般舵机的控制要求如图 1 所示。 图 1 舵机的控制要求单片机实现舵机转角控制 可以使用 FPGA、模拟电路、单片机来产生舵机的控制信号，但 FPGA 成本高且电路复杂。对于脉宽调制信号的脉宽变换，常用的一种方法是采纳调制信号猎取有源滤波后的直流电压，但是需要 50Hz(周期是 20ms)的信号，这对运放器件的选择有较高要求，从电路体积和功耗考虑也不易采纳。5mV 以上的控制电压的变化就会引起舵机的抖动，对于机载的测控系统而言，电源和其他器件的信号噪声都远大于 5mV，所以下载后可任意编辑滤波电路的精度难以达到舵机的控制精度要求。 也可以用单片机作为舵机的控制单元，使 PWM 信号的脉冲宽度实现微秒级的变化，从而提高舵机的转角精度。单片机完成控制算法，再将计算结果转化为 PWM 信号输出到舵机，由于单片机系统是一个数字系统，其控制信号的变化完全依靠硬件计数，所以受外界干扰较小，整个系统工作可靠。 单片机系统实现对舵机输出转角的控制，必须首先完成两个任务：首先是产生基本的 PWM 周期信号，本设计是产生 20ms 的周期信号；其次是脉宽的调整，即单片机模拟 PWM 信号的输出，并且调整占空比。当系统中只需要实现一个舵机的控制，采纳的控制方式是改变单片机的一个定时器中断的初值，将20ms 分为两次中断执行，一次短定时中断和一次长定时中断。这样既节约了硬件电路，也减少了软件开销，控制系统工作效率和控制精度都很高。具体的设计过程： 例如想让舵机转向左极限的角度，它的正脉冲为2ms，则负脉冲为20ms-2ms=18ms，所以开始时在控制口发送高电平，然后设置定时器在 ...
