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舵机PWM信号简介

2019-05-22 11:40:18

一、舵机原理简述

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。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。小型舵机

舵机的控制一般需要一个20ms左右的时基脉冲,该脉冲的高电平部分一般为0.5ms-2.5ms范围内的角度控制脉冲部分,总间隔为2ms。以180度角度伺服为例,那么对应的控制关系是这样的:

0.5ms--------------0度;

1.0ms------------45度;

1.5ms------------90度;

2.0ms-----------135度;

2.5ms-----------180度;

(1)舵机的追随特性

假设现在舵机稳定在A点,这时候CPU发出一个PWM信号,舵机全速由A点转向B点,在这个过程中需要一段时间,舵机才能运动到B点。模拟舵机

保持时间为Tw

当Tw≥△T时,舵机能够到达目标,并有剩余时间;

当Tw≤△T时,舵机不能到达目标;

理论上:当Tw=△T时,系统连贯,而且舵机运动的很快。

实际过程中w不尽相同,连贯运动时的极限△T比较难以计算出来。

当PWM信号以很小变化量即(1DIV=8us)依次变化时,舵机的分辨率很高,但是速度会减慢。

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二、舵机PWM信号介绍

1.PWM信号的定义PWM信号为脉宽调制信号,其特点在于他的上升沿与下降沿之间的时间宽度。具体的时间宽窄协议参考下列讲述。我们目前使用的舵机主要依赖于模型行业的标准协议,随着机器人行业的渐渐独立,有些厂商已经推出全新的舵机协议,这些舵机只能应用于机器人行业,已经不能够应用于传统的模型上面了。目前舵机可能是这个过渡时期的产物,它采用传统的PWM协议,优缺点一目了然。优点是已经产业化,成本低,旋转角度大(目前所生产的都可达到185度);缺点是控制比较复杂,毕竟采用PWM格式。但是它是一款数字型的舵机,其对PWM信号的要求较低:(1)不用随时接收指令,减少CPU的疲劳程度;(2)可以位置自锁、位置跟踪,这方面超越了普通的步进电机;电动舵机

其PWM格式注意的几个要点:(1)上升沿z少为0.5mS,为0.5mS---2.5mS之间;(2)HG14-M数字舵机下降沿时间没要求,目前采用0.5Ms就行;也就是说PWM波形可以是一个周期1mS的标准方波;(3)HG0680为塑料齿轮模拟舵机,其要求连续供给PWM信号;它也可以输入一个周期为1mS的标准方波,这时表现出来的跟随性能很好、很紧密。微型舵机

2.PWM信号控制精度制定

如果采用的是8位单片机AT89C52CPU,其数据分辨率为256,那么经过舵机极限参数实验,得到应该将其划分为250份。那么0.5mS---2.5Ms的宽度为2mS=2000uS。2000uS÷250=8uS,则:PWM的控制精度为8us。我们可以以8uS为单位递增控制舵机转动与定位。舵机可以转动185度,那么185度÷250=0.74度,则:舵机的控制精度为0.74度。无人机配件舵机

1DIV=8us;250DIV=2ms时基寄存器内的数值为:(#01H)01----(#0FAH)250。共185度,分为250个位置,每个位置叫1DIV。则:185÷250=0.74度/DIVPWM上升沿函数:0.5ms+N×DIV0us≤N×DIV≤2ms0.5ms≤0.5ms+N×DIV≤2.5ms

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