AVR学习笔记十六、舵机控制实验

AVR 学习笔记十六、舵机控制实验 -------基于 LT_Min i_M16 16.1 舵机控制实验 舵机的英文名称是 Serv o，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。 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（角度）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。目前在高档遥控玩具，如航模，包括飞机模型，潜艇模型；遥控机器人中已经使用得比较普遍。舵机是一种俗称，其实是一种伺服马达。 下面是一种舵机的实物图： 图 1 舵机实物图 本实例利用 AVR单片机 ATmega16来实现单片机对舵机的简单控制。 本实例有 3个功能模块，分别是： ● 单片机系统：使用 ATmega16单片机输出脉冲信号到舵机的信号接收端，通过脉冲信号实现对舵机的转动控制。 ● 外围电路：舵机控制电路。 ● 程序设计：编写程序实现对舵机的控制。 通过本实例，掌握以下知识点： ● 单片机如何实现对舵机的控制。 ● 舵机的工作原理和控制方法。 ● 编写软件，实现对舵机的控制。 1 6 .2 器件和原理 1 6 .2 .1 舵机的结构和工作原理 舵机是伺服控制系统里最常用的执行机构,其内实际上也是下个闭环的控制系统.舵机只在一根信号线就可以实现机械角度的控制. 1、舵机的结构和连线 图 2示出舵机的结构和连线图, 标准的舵机有三条控制线，分别为：电源、地及控制。电源线与地线用于提供内部的直流马达及控制线路所需的能源，电压通常介于 4V-6V 之间，该电源应尽可能与处理系统的电源隔离(因为伺服马达会产生噪音)。甚至小伺服马达在重负载时也会拉低放大器的电压，所以整个系统的电源供应的比例必须合理。 图 2 舵机的结构和连线图 控制线输入一个周期性的正向脉冲信号，这个周期性脉冲信号的高电平时间通常在1ms-2ms之间。而低电平时间应在5ms到 20ms间，并不很严格。图 3 表示出一个典型的20ms周期性脉冲的正脉冲宽度与舵机的输出臂位置的关系： 图 3 舵机输出转角与输入信号脉冲宽度的关系 注：如果一直以固定占空比的脉冲控制舵机，则舵机的角度一直保持不变（即角度保持）。 16.2.2、舵机的控制原理 舵机的工作原理是：控制信号由接收机的通道进入信号调制芯片，获得直流偏置电压。它内部有一个基准电路，产生周期为 ...