📄 如何实现多路舵机的精确控制 roboticfan（机器人爱好者）.htm
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align=middle><B>如何实现多路舵机的精确控制 </B></TD></TR>
<TR>
<TD align=middle bgColor=#f2f2f2 height=25>作者：raker
文章来源：<A
href="http://<a%20href='http://gongkong.gkbk.com'>http://gongkong.gkbk.com</a>"
target=_blank><A
href="http://gongkong.gkbk.com/">http://gongkong.gkbk.com/</A></A> 点击数：
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<TR>
<TD style="LINE-HEIGHT: 200%; HEIGHT: 70px" align=left><SPAN
style="FONT-WEIGHT: bold; FONT-SIZE: 14px">简介：</SPAN>本文介绍了舵机控制的基本原理，并讲解了一个使用FPPA进行7路以上的高精度控制。
</TD></TR>
<TR>
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<IMG
src="如何实现多路舵机的精确控制 RoboticFan（机器人爱好者）.files/list1.gif">相关链接</TD></TR>
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<TD style="FONT-SIZE: 13px" vAlign=top align=left
height=100><A class=LinkArticleCorrelative
title="文章标题：舵机-机器人的肌肉 作 者：John Howell 更新时间：2007-4-4 7:01:11"
href="http://www.roboticfan.com/college/knowledge/200704/361.shtml"
target=_self>舵机-机器人的肌肉</A><BR><A class=LinkArticleCorrelative
title="文章标题：使用并口控制笔记本软驱中的电机 作 者：menger11 更新时间：2006-6-27 17:17:10"
href="http://www.roboticfan.com/college/tutorial/200606/161.shtml"
target=_self>使用并口控制笔记本软驱中的电机</A><BR></TD></TR></TBODY></TABLE></TD>
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width=252><SPAN id=250Ad></SPAN></TD></TR></TBODY></TABLE></DIV>
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<P style="PADDING-RIGHT: 7px; PADDING-LEFT: 7px">
<P>1. 什么是舵机：</P>
<P> 在<A class=channel_keylink
href="http://www.roboticfan.com/college/knowledge/200604/64.shtml"
target=_blank>机器人</A>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。</P>
<P>
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。</P>
<P> 还是看看具体的实物比较过瘾一点：<BR></P>
<P align=center><IMG alt="" hspace=0
src="如何实现多路舵机的精确控制 RoboticFan（机器人爱好者）.files/20070405183642639.jpg"
border=0 <BR></P>
<P><BR></P>
<P>2. 其工作原理是：</P>
<P>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。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。当然我们可以不用去了解它的具体工作原理，知道它的控制原理就够了。就象我们使用晶体管一样，知道可以拿它来做开关管或放大管就行了，至于管内的电子具体怎么流动是可以完全不用去考虑的。</P>
<P>3. 舵机的控制：</P>
<P>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。以180度角度伺服为例，那么对应的控制关系是这样的：</P>
<P> 0.5ms--------------0度；</P>
<P> 1.0ms------------45度；</P>
<P> 1.5ms------------90度；</P>
<P> 2.0ms-----------135度；</P>
<P> 2.5ms-----------180度；</P>
<P>这只是一种参考数值，具体的参数，请参见舵机的技术参数。</P>
<P>
小型舵机的工作电压一般为4.8V或6V，转速也不是很快，一般为0.22/60度或0.18/60度，所以假如你更改角度控制脉冲的宽度太快时，舵机可能反应不过来。如果需要更快速的反应，就需要更高的转速了。</P>
<P>
要精确的控制舵机，其实没有那么容易，很多舵机的位置等级有1024个，那么，如果舵机的有效角度范围为180度的话，其控制的角度精度是可以达到180/1024度约0.18度了，从时间上看其实要求的脉宽控制精度为2000/1024us约2us。如果你拿了个舵机，连控制精度为1度都达不到的话，而且还看到舵机在发抖。在这种情况下，只要舵机的电压没有抖动，那抖动的就是你的控制脉冲了。而这个脉冲为什么会抖动呢？当然和你选用的脉冲发生器有关了。一些前辈喜欢用555来调舵机的驱动脉冲，如果只是控制几个点位置伺服好像是可以这么做的，可以多用几个开关引些电阻出来调占空比，这么做简单吗，应该不会啦，调试应该是非常麻烦而且运行也不一定可靠的。其实主要还是他那个年代，单片机这东西不流行呀，哪里会哟！</P>
<P>
使用传统单片机控制舵机的方案也有很多，多是利用定时器和中断的方式来完成控制的，这样的方式控制1个舵机还是相当有效的，但是随着舵机数量的增加，也许控制起来就没有那么方便而且可以达到约2微秒的脉宽控制精度了。听说AVR也有控制32个舵机的试验板，不过精度能不能达到2微秒可能还是要泰克才知道了。其实测试起来很简单，你只需要将其控制信号与示波器连接，然后让试验板输出的舵机控制信号以2微秒的宽度递增。</P>
<P> 为什么FPPA就可以很方便地将脉宽的精度精确地控制在2微秒甚至2微秒一下呢。主要还是
delay
memory这样的具有创造性的指令发挥了功效。该指令的延时时间为数据单元中的立即数的值加1个指令周期（数据0出外，详情请参见delay指令使用注意事项）因为是8位的数据存储单元，所以memory中的数据为（0～255），记得前面有提过，舵机的角度级数一般为1024级，所以只用一个存储空间来存储延时参数好像还不够用的，所以我们可以采用2个内存单元来存放舵机的角度伺服参数了。所以这样一来，我们可以采用这样的软件结构了：</P><IMG
alt="" hspace=0
src="如何实现多路舵机的精确控制 RoboticFan（机器人爱好者）.files/20070405183642713.jpg"
border=0 <BR>
<P><BR>程序原理可以是这样的： </P><PRE><P> pushw pwm0 ; //注意这里的pwmn指第n路的pwm参数值，是个16位数</P>
<P>//据存放空间，相信8位机中一次操作个16位数据也是首见吧</P>
<P> popw pwmtemp; //将16位数据移动到一个临时空间</P>
<P> set1 s_motor0_drv</P>
<P> call pwm_delay</P>
<P> set0 s_motor0_drv</P>
<P> ;</P>
<P> pushw pwm1</P>
<P> popw pwmtemp</P>
<P> set1 s_motor1_drv</P>
<P> call pwm_delay</P>
<P> set0 s_motor1_drv</P></PRE>
<P>
按这样写下去，一路PC写7个这样的伺服也一点不紧张的，因为PWM的周期是20毫秒，而最大脉宽才2.5毫秒，7*2.5＝17.5毫秒。写完了所有的脉冲后又做什么，跳回再等待下一个20毫秒有效的信号量。而20毫秒的信号量从哪里来，因为多核心，当然可以随便拿个工作频率低点的CPU来产生啦。这样一来，一颗14PIN的FPPA
,PDK80C02-SOP14就可以通过无线或者红外来精确控制7路舵机。</P>
<P> 也许各位同行有比这更厉害的处理方法，希望可以拿出来一起分享下，谢谢！</P>
<P>／*非常感谢raker提供的原创文章*/</P>
<P>原文链接：<A
href="http://www.roboticfan.com/robot/bbs/dispbbs.asp?boardid=19&ID=4765">http://www.roboticfan.com/robot/bbs/dispbbs.asp?boardid=19&ID=4765</A><BR></P>
<P></P>
<P style="COLOR: #ee1111"
align=center>（转载声明：凡文章出处为www.RoboticFan.com的，系RoboticFan原创文章，其它媒体可以自由转载，但请注明出处!）</P></DIV>
<HR>
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<TBODY>
<TR>
<TD style="WIDTH: 40%" align=left>
<P>
<LI>上一篇文章： <A class=LinkPrevArticle
title="文章标题：机器人制作指南—驱动器（2） 作 者：Inkel 更新时间：2007-3-28 1:34:56"
href="http://www.roboticfan.com/college/tutorial/200703/355.shtml">机器人制作指南—驱动器（2）</A><BR>
<LI>下一篇文章： 没有了
<P></P></LI></TD>
<TD style="WIDTH: 60%"
align=right>(责任编辑：ricky)<BR><I>关键字：舵机,控制,FPPA</I><BR>更新时间：2007-4-5
18:30:27<BR>【<A onclick=displaycomment()
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href="http://www.roboticfan.com/college/tutorial/200703/355.shtml">机器人制作指南—驱动器（2）</A>
<SPAN style="font-color: #777777">2007-3-28
1:34:56</SPAN></TD></TR>
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<TR>
<TD
vAlign=center>从一开始，直流电机就显得很简单。两端加上电压，它就转动了。你如果要控制电机自转的方向吗？现在你如果想电机以一半的速度转动吗？你如何使机器人自动地做这样的事情？而且你怎样知道电机应该得到多大电压？
<A
href="http://www.roboticfan.com/college/tutorial/200703/355.shtml">更多...</A></TD></TR></TBODY></TABLE></TD></TR>
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href="http://www.roboticfan.com/college/tutorial/200701/309.shtml">步进电机14问</A>
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8:10:03</SPAN></TD></TR>
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vAlign=center>步进电机是机器人中常用的执行器，但是如何选用和使用也不是件容易的事情。本文整理了步进电机一些基本的问题，希望对大家有帮助。
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