多通道舵機控制器設計
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其中脈沖寬度從O．6～2．4 ms，相對應舵盤的位置為-90°～+90°，呈線性變化，如圖3所示。也就是說，給它提供一定的脈寬，它的輸出軸就會保持在一個相對應的角度上，無論外界轉(zhuǎn)矩怎樣改變，直到給它提供一個另外寬度的脈沖信號，它才會改變輸出角度到新的對應的位置上。
舵機內(nèi)部有一個基準電路，產(chǎn)生周期20 ms，寬度1．5 ms的基準信號，有一個比較器，將外加信號與基準信號相比較，判斷出方向和大小，從而產(chǎn)生電機的轉(zhuǎn)動信號。由此可見，舵機是一種位置伺服的驅(qū)動器，適用于那些需要角度不斷變化并可以保持的驅(qū)動當中。例如機器人的關(guān)節(jié)、飛機的舵面以及無人駕駛汽車的方向盤和油門等。
2 用定時器實現(xiàn)多路舵機PWM控制信號輸出
對一個機器人關(guān)節(jié)的控制僅需要一個舵機就可以了，但在機器人、無人機等系統(tǒng)的控制過程中，需要同時實現(xiàn)對多個舵機的控制，也就是說，需要多路PWM信號來完成控制任務。如圖1所示，單路舵機信號在20 ms周期內(nèi)，考慮保護時隙，t的最大取值為2．5 ms，則20 ms內(nèi)最多可以周期性地輸出8路控制信號(20／2．5=8)。若使用微處理器的定時器來實現(xiàn)的話，每個定時器可以控制8路輸出，N個定時器則可以輸出8N個通道。
本文所設計的舵機控制器若以MSC-51單片機為核心，使用12 MHz的晶振，它的時間周期就是1／12μs，而它的一個機器周期則是12×(1／12)=1μs。如果舵機的有效行程為(°)／10μs，其控制的角度定時精度是可以達到1μs，約0．1°，因此，任意類型的單片機都能夠滿足舵機的控制精度要求。利用單片機的串行通信口可以實現(xiàn)與上位的PC機的通信，進而實現(xiàn)多路舵機的同步控制。以AT89C52為例說明該方法的實現(xiàn)過程，設單片機的P1．O～P1．7端口為控制輸出，8路舵機控制脈沖如圖4所示。
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