32 路舵机控制机器人C51 单片机 C 语言程序代码
说明： 32 路舵机控制板，最多可以控制 32 个舵机，可以对仿生，人形等机器人进行控制，轻松上手。
/*********************************************************************
* 本程序在 STC89C51RC 单片机中进行过测试，完全正常（晶振11.0592M ）
* 用户可以根据晶振不同自行修改，建议用户先连接PC，通过 PC 的串口调试
*助手来验证程序是否有效
*P30: RXD
*P31: TXD
**********************************************************************/
#include
#ifndef _DG_TYPE_
#define _DG_TYPE_
typedef unsigned char uchar;
typedef unsigned int uint;
#endif
#define CMD_LEN 75 // 命令长度
#define CMD_TAG 1 //提示符长度
void UartInit();
void UartSendChar(unsigned char ch);
void UartSendStr(uchar *pStr);
void UartCharPro(uchar ch);
void UartCmdPro();
uchar g_ucCmd[CMD_LEN + 1] = {0};
uchar g_ucLen = 0; // 命令长度
uchar g_ucCur = 1; // 光标位置
void main()
{
UartInit();
UartSendStr("#1P1500T100\r\n"); // S1 号舵机在时间100ms 内移动到 PWM1500 的位置// UartSendStr("#1GC2\r\n"); // 执行第一个动作组，循环执行 2 次
while(1);
}
/************************************************************ *Name: UartInit
*Func:
*串行通信初始化
*Para:
*uchar ch: 发送的字符
*Return: None
***********************************************************/ void UartInit()
{
SCON = 0x50; // SCON: serail mode 1 8-bit UART TMOD |= 0x20; // TMOD: timer 1 mode 2 8-bit
reload PCON |= 0x80; // SMOD="1";
TH1 = 0xFA; // Baud:9600 fosc="11".0592MHz
TL1 = 0xFA;
IE |= 0x90; // 使能串行中断
TR1 = 1; // 启动 TIMER1
EA=1;
}
/************************************************************ *Name: UartSendChar
*Func:
*向串口发送一个字符
*Para:
*uchar ch: 发送的字符
*Return: None
***********************************************************/ void UartSendChar(unsigned char ch)
{
SBUF = ch;
while(TI==0);
TI=0;
}
/************************************************************ *Name: UartSendStr
*Func:
*向串口发送以 0 结尾的字符串
*Para:
*uchar *pStr: 发送的字符指针
*Return: None
***********************************************************/ void UartSendStr(uchar *pStr)
{
while(*pStr != 0)
{
SBUF = *pStr++;
while(TI==0);
TI=0;
}
}
void UartSrv() interrupt 4 {
unsigned char ch;
ch = SBUF;
if(RI)
{
RI=0;
//UartSendChar(ch);
//P0 = ~ch;
UartCharPro(ch);
}
}
/************************************************************
*Name: UartCharPro
*Func:
*字符处理过程函数。根据输入的普通字符或控制字符判断回显。*Para:
*uchar ch: 判断的字符
*Return: None
***********************************************************/
void UartCharPro(uchar ch)
{
P0 = ~ch;
switch(ch)
{
case '\b': // 退格键
if(g_ucCur > CMD_TAG) {
UartSendChar('\b');
UartSendChar(' ');
UartSendChar('\b');
if(g_ucLen) {
g_ucLen--;
}
g_ucCur--;
}
break;
case '\r': // 回车键
UartSendChar('\r');
UartSendChar('\n');
g_ucCmd[g_ucLen] = 0; UartSendStr(g_ucCmd); UartSendChar('\r'); UartSendChar('\n'); UartSendChar('>');
g_ucLen = 0;
g_ucCur = 1;
break;
default: // 其它字符UartSendChar(ch);
g_ucCur++;
if(g_ucLen < CMD_LEN) { g_ucCmd[g_ucLen++] = ch; }
else {
g_ucCmd[g_ucLen] = 0;
}
}
}
基于单片机的机械臂控制系统设计与制作 电子信息科学与技术专业 学号：3080203201 姓名：丁路 班级：电科081 日期：2011.10.26
目录 课程设计题目及要求 第一章绪论 1.1 设计题目及要求 1.2 设计内容 第二章硬件设计 2.1 硬件结构图 2.2 各模块工作原理及设计 2.2.1 控制模块 2.2.2 显示模块 2.2.3 按键模块 2.2.4 舵机模块 2.3 软件程序设计 第三章硬件制作以及程序的下载调试 3.1 电路板的制作 3.2 元器件的焊接 3.3 程序的下载与调试 第四章总结 4.1 课程设计体会 4.2 奇瑞参观感受 课程设计题目及要求
题目：基于单片机的机械臂控制系统设计与制作 实习内容： 1，完成基于单片机的机械臂控制系统原理图和PCB的绘制，在基本要求的基础上自己可以作一定的扩展； 2，利用热转印纸、三氯化铁腐蚀液等完成PCB板的制作； 3，完成相应电路的焊接和调试； 4，完成相应软件程序的编写； 5，完成软、硬件的联调； 6，交付实习报告。 实习要求： 1，两人一组，自由搭配，但要遵循能力强弱搭配、男女搭配、考研和不考研的搭配； 2，充分发挥主观能动性，遇到问题尽量自己解决，在基本要求基础上可自由发挥； 3，第一次制作电路，电路不可追求复杂； 4，注意安全！熨斗、烙铁。 第一章绪论
单片机自20世纪70年代问世以来，以其极高的性价比，受到人们的重视和关注，应用广泛，发展迅速。单片机集体积小、重量轻、抗干扰能力强、环境要求低、价格低廉、可靠性高、灵活性好、开发较为容易等众多优点，以广泛用于工业自动化控制、自动检测、智能仪器仪表、家用电器、电力电子、机电一体化设备等各个方面，无论在民间、商业、及军事领域单片机都发挥着十分重要的作用二十一世纪，随着机械化、自动化水平的不断提高，不仅减轻了劳动强度、提高生产率，而且把人类活动从危险、恶劣环境中替换出来。而其中机器人技术，显示出极大的优越性；在宇宙探索、海洋开发以及军事应用上具有重要的实用价值。大力发展机器人技术，一方面能让社会从劳动苦力型转换到福利休闲型，另一方面能极大的提高民众的幸福感。在新时期的世界各国，随着应用日益广泛，机器人技术将不断发展并走向成熟。 本次课程设以单片机作为控制器实现对机械手臂的简单控制。在单片机最小系统的基础上扩展按键接口和舵机接口以及LED显示器，构成最简单的机械臂控制系统。 第二章硬件设计 2.1 硬件结构图 本系统的控制器采用的是STC 12C5A32S2单片机，具有A/D转换
#include "reg52.h" unsigned char count; //0.5ms次数标识 sbit pwm =P2^7 ; //PWM信号输出 sbit jia =P2^4; //角度增加按键检测IO口 sbit jan =P2^5; //角度减少按键检测IO口 unsigned char jd=5; //角度标识 void delay(unsigned char i)//延时 { unsigned char j,k; for(j=i;j>0;j--) for(k=125;k>0;k--); } void Time0_Init() //定时器初始化 { TMOD = 0x01; //定时器0工作在方式1 IE = 0x82; TH0 = 0xfe; TL0 = 0x33; //11.0592MZ晶振，0.5ms TR0=1; //定时器开始 } void Time0_Int() interrupt 1 //中断程序 { TH0 = 0xfe; //重新赋值 TL0 = 0x33; if(count< jd) //判断0.5ms次数是否小于角度标识 pwm=1; //确实小于，PWM输出高电平 else pwm=0; //大于则输出低电平 count=(count+1); //0.5ms次数加1 count=count%40; //次数始终保持为40 即保持周期为20ms } void keyscan() //按键扫描 { if(jia==0) //角度增加按键是否按下 { delay(10); //按下延时，消抖 if(jia==0) //确实按下 { jd++; //角度标识加1 count=0; //按键按下则20ms周期从新开始 if(jd==6) jd=5; //已经是180度，则保持 while(jia==0); //等待按键放开
控制思想 该模块的程序框图如图4.5 所示。车模在行驶过程中不断采样赛道信息，并通过分析车模与赛道相对位置判断车模所处赛道路况，是弯道还是直道，弯道时是左转还是右转。直道时小车舵机状态保持不变，弯道时左转或右转，计算转弯半径。我们所用舵机的标准PWM 周期为20ms,转动角度最大为左右90度，PWM调制波如图7.2所示。
当给舵机输入脉宽为0.5ms，即占空比为0.5/20=2.5%的调制波时，舵机右转90度；当给舵机输入脉宽为1.5ms，即占空比为1.5/20=7.5%的调制波时，舵机静止不动；当给舵机输入脉宽为2.5ms，即占空比为2.5/20=12.5%的调制波时，舵机左转90度。可以推导出舵机转动角度与脉冲宽度的关系计算公式为： 注：其中t为正脉冲宽度（ms）；θ为转动角度；当左转时取加法计算，右转时取减法计算结果。 当我们根据赛道弯度计算出转动角度以后便可以根据舵机的参数计算出脉冲宽度，控制舵机转动，舵机转角与PWM脉宽关系如表4-1所示。
在具体操作中PWM调制波的周期可以设置在20ms左右一定范围内，比如设置为10ms 或是30ms均可以使舵机正常转动，但是设置周期较长时，系统延迟时间较多，舵机转向会出现滞后，导致赛车冲出跑道；设置周期如果过短，系统输出PWM 调制波不稳定，舵机转动也会受影响，不能实现赛车的精确转向。经过反复测试，最终把输出PWM 调制波周期设定为13ms (用计数器实现)。 运行电机的转速以及舵机的转角，在软件上都是通过对PWM 波占空比进行设置来相应控制的。前面提到，舵机转角控制需要将两个
八位寄存器合成为一个十六位寄存器。程序中的舵机位置信号，当PWM调制波周期设为13ms时，因为总线频率为24MHz,用时钟SB，可计算得到16进制参数为9870H，舵机中间位置时占空比16进制参数为1680H，要分配给PWM6和7，分配时这2个端口的赋值必须是16进制，那么PWM模块初始化赋值为 PWMPER6= 0x98，PWMPER7= 0x70，PWMDTY6= 0x16，PWMDTY7= 0x80，因此这就牵涉到如何将1个十进制数分配为2个十六进制数问题。有2种方案，一种是除法取余，另一种是移位操作，前者编译生成的代码比后者要多，所以采用移位操作来实现，即取高位时与0xFF00先作“&”计算，然后将所得到的数向右移8位（>>8），即可取得高8位；同理，取低8位时只要与0x00FF作“&”计算即可（算法）。 2、结构和控制 一般来讲，舵机主要由以下几个部分组成，舵盘、减速齿轮组、位置反馈电位计5k、直流电机、控制电路板等。 工作原理：控制电路板接受来自信号线的控制信号（具体信号待会再讲），控制电机转动，电机带动一系列齿轮组，减速后传动至输出舵盘。舵机的输出轴和位置反馈电位计是相连的，舵盘转动的同时，带动位置反馈电位计，电位计将输出一个电压信号到控制电路板，进行反馈，然后控制电路板根据所在位置决定电机的转动方向和速度，从而达到目标停止。
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。 一、舵机原理： 舵机有舵盘，位置反馈电位器，减速齿轮组，直流电机和控制电路组成。减速齿轮组由直流电机驱动，其输出转轴带动一个具有线性比例特性的位置反馈电位器作为位置检测。控制电路根据电位器的反馈电压，与外部输入控制脉冲进行比较，产生纠正脉冲，控制并驱动直流电机正转或反转，使减速齿轮输出的位置与期望值相复合。从而达到精确控制转向角度的目的。 二、舵机的参数 转速：由舵机无负载的情况下转过60°角所需时间来衡量，常见舵机的速度一般在 0.11/60°~0.21S/60°之间。 扭矩：单位是KG·CM，这是一个扭矩单位。可以理解为在舵盘上距舵机轴中心水平距离1CM 处，舵机能够带动的物体重量。 电压：小型舵机的工作电压一般为4.8V或6V。 重量：以克为单位，微型9g舵机，中型45g，100g舵机等。 三、舵机的脉冲控制 舵机的控制脉冲周期20ms，脉宽从0.5ms-2.5ms，分别对应-90 度到+90 度的位置，以
180度角度伺服为例 注：这只是一种参考数值，具体的参数，请参见舵机的技术参数。改变高电平的脉冲宽度就改变了输出角度。 四、舵机的单片机控制
舵机的单片机控制: 舵机只有3根线，电压，地，脉宽控制信号线，与单片机接口只需要一条线,PB0为单片机定时器输出脚，用单片机的定时器产生20ms的脉冲频率控制舵机，通过改变脉冲的占空比来控制输出角度。舵机转动时需要消耗比较大的电流，所以舵机的电源最好单独提供，不要和单片机使用同一路电源。 点击参见：AVR单片机定时器输出PWM实例 小企鹅diy科学探究学习网 更多文章转到https://www.doczj.com/doc/bd8787267.html,/wqb_lmkj/blog文章分类-机器人
舵机如下所示： 有三根线，一般依次是地，电源（5V左右），信号（信号的幅值>=3.3V),不清楚各个脚打开舵机一测量就知道了。 2.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，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。 3.舵机的控制： 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： 0.5ms--------------0度； 1.0ms------------45度； 1.5ms------------90度； 2.0ms-----------135度；
2.5ms-----------180度； 重要说明： 1：上面部分还是成线形关系的，Y=90X-45（X单位是ms,Y单位是度数：） 2：上面所说的0度45度等是指度45度位置（什么意思呢：我说明一下就知道了，就拿45度位置来说，若舵机停在0度位置，下载45度位置程序后则舵机停在45度，即顺时针走了45度，若当时舵机在135度位置，则反转90度到45度位置。所以舵机不存在正转反转问题。这点非常重要。 3:若想转动到45度位置，要一直产生1.0ms的高电平（即PA0=1； Delay(1ms);PA0=0;Delay(20ms);要不停的产生这个高低电平，产生PWM脉冲 请看下形象描述吧: 下面是我在ATMEGA32上的测试程序，开发软件：ICC AVR #include
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，
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用调制信号获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用。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，采用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。这样既节省了硬件电路，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
#include
#include
利用单片机PWM信号进行舵机控制(图) 基于单片机的舵机控制方法具有简单、精度高、成本低、体积小的特点，并可根据不同的舵机数量加以灵 活应用。 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，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。 图1舵机的控制要求 舵机的控制信号是PWM信号，利用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。 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用调制信号获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用。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
舵机控制C程序 #include
2013-2014学年上期51单片机C语言程序设计重修复习提纲考试方式：闭卷考试。 考试题型： 填空题（每空1分，共18分）；单项选择题（每空2分，共18分）；问答及计算题（每题4分，共16分）；编程及程序阅读题（5小题，共48分）。 考试分数： 卷面成绩70%+平时成绩15%+实验成绩15%，未缺席、无课堂违纪、作业全交且认真完成的同学平时成绩可获得满分，缺席一次平时成绩扣30分，实验好评次数3次以上且实验报告全优的同学实验成绩可得满分，实验缺席一次扣30分。缺席实验和旷课共3次以上者，无考试资格。 考试时间： 18周周一（12月30日）下午14：00：16：00，考试地点：具体考室另行通知希望大家认真复习，认真听讲，不懂就问，考试成绩不及格允许查卷，如查卷卷面批阅无误成绩不做更改。 编程题为实验或实验类似的题目有3题，其余2题也取自课堂讲授例题，请务必认真复习。第一章单片机概述及单片机知识回顾 掌握什么是单片机、单片机的应用、常见单片机类型、十进制、十六进制、二进制数制转换知识。掌握单片机的硬件组成、CPU的结构、程序计数器PC的功能、存储器结构、机器周期的计算、会画出单片机的最小系统电路图及回答单片机最小系统的组成。 第二章C51语言程序设计基础（本章填空题和选择题比重较大请务必认真复习）掌握C51语言进行软件开发与汇编语言相比的优点、掌握C51的数据类型、特殊功能位的定义、C51的基本运算（位运算重点复习）、数组的定义、C51的结构及函数。 第三章AT89S51片内并行端口及编程（本章有编程题） 掌握P0-P3并行端口的特点，会开关量检测及流水灯程序的编程。 第四章AT89S51单片机的中断系统（本章有编程题） 掌握中断系统的结构、中断请求响应被满足的条件、外部中断的触发选择方式、外部中断的使用与编程。 第五章AT89S51单片机的定时器/计数器（本章有编程器） 掌握定时器的结构，TOMD及TCON的使用，定时器方式0和方式1的特点、会计算定时器初值，会用定时器中断产生PWM波形，会用定时器对外部事件进行计数。 第六章AT89S51单片机的串行口（本章有计算题） 掌握串行通信的基础知识（课本没有的内容请参照课堂讲授笔记或PPT）、串行口的四种工作方式的特点、会计算奇偶校验码、会根据波特率计算T1的初值。 第七章AT89S51单片机与输入/输出外设接口（本章有编程题） 掌握数码管动态显示的原理、掌握矩阵式键盘的原理与编程（矩阵键盘编程必考，但不会考4X4键盘）。 第八章AT89S51单片机与D/A与A/D转换器的接口（本章有编程题） 掌握AD与DA转换的接口、ADC和DAC的技术指标、常用AD和DA转换器。掌握ADC0809和TLC2543的使用与编程（2器件其中之一有编程题）。 第九章AT89S51单片机应用系统与调试（本章有编程题） 掌握单片机应用系统的软件抗干扰方法。
课程设计项目说明书 舵机控制型机器人设计 学院机械工程学院 专业班级2013级机械创新班 姓名吴泽群王志波谢嘉恒袁土良指导教师王苗苗 提交日期 2016年4 月1日
华南理工大学广州学院 任务书 兹发给2013级机械创新班学生吴泽群王志波谢嘉恒袁土良 《产品设计项目》课程任务书，内容如下： 1. 题目：舵机控制型机器人设计 2.应完成的项目： 1.设计舵机机器人并实现运动 2.撰写机器人说明书 3.参考资料以及说明： [1] 孙桓.机械原理[M].北京.第六版;高等教育出版社，2001 [2] 张铁，李琳，李杞仪.创新思维与设计[M].国防工业出版社，2005 [3] 周蔼如.林伟健.C++程序设计基础[M].电子工业出版社.北京.2012.7 [4] 唐增宏.常建娥.机械设计课程设计[M].华中科技大学出版社.武汉.2006.4 [5] 李琳.李杞仪.机械原理[M].中国轻工业出版社.北京.2009.8 [6] 何庭蕙.黄小清.陆丽芳.工程力学[M].华南理工大学.广州.2007.1 4.本任务书于2016 年2 月27 日发出，应于2016 年4月2 日前完 成，然后提交给指导教师进行评定。 指导教师（导师组）签发2016年月日
评语： 总评成绩： 指导教师签字： 年月日
目录 摘要 (1) 第一章绪论 (2) 1.1机器人的定义及应用范围 (2) 1.2舵机对机器人的驱动控制 (2) 第二章舵机模块 (3) 2.1舵机 (3) 2.2舵机组成 (3) 2.3舵机工作原理 (4) 第三章总体方案设计与分析 (6) 3.1 机器人达到的目标动作 (6) 3.2 设计原则 (6) 3.3 智能机器人的体系结构 (6) 3.4 控制系统硬件设计 (6) 3.4.1中央控制模块 (7) 3.4.2舵机驱动模块 (7) 3.5机器人腿部整体结构 (8) 第四章程序设计 (9) 4.1程序流程图 (9) 4.2主要中断程序 (9) 4.3主程序 (11) 参考文献 (13) 附录 (14) 一．程序 (14) 二．硬件图 (17)
1、概述 舵机最早出现在航模运动中。在航空模型中，飞行机的飞行姿态是通过调节发动机和各个控制舵面来实现的。举个简单的四通飞机来说，飞机上有以下几个地方需要控制： 1.发动机进气量，来控制发动机的拉力（或推力）； 2.副翼舵面（安装在飞机机翼后缘），用来控制飞机的横滚运动； 3.水平尾舵面，用来控制飞机的俯仰角； 4.垂直尾舵面，用来控制飞机的偏航角； 遥控器有四个通道，分别对应四个舵机，而舵机又通过连杆等传动元件带动舵面的转动，从而改变飞机的运动状态。舵机因此得名：控制舵面的伺服电机。 不仅在航模飞机中，在其他的模型运动中都可以看到它的应用：船模上用来控制尾舵，车模中用来转向等等。由此可见，凡是需要操作性动作时都可以用舵机来实现。 2、结构和控制 一般来讲，舵机主要由以下几个部分组成，舵盘、减速齿轮组、位置反馈电位计5k、直流电机、控制电路板等。 工作原理：控制电路板接受来自信号线的控制信号（具体信号待会再讲），控制电机转动，电机带动一系列齿轮组，减速后传动至输出舵盘。舵机的输出轴和位置反馈电位计是相连的，舵盘转动的同时，带动位置反馈电位计，电位计将输出一个电压信号到控制电路板，进行反馈，然后控制电路板根据所在位置决定电机的转动方向和速度，从而达到目标停止。 舵机的基本结构是这样，但实现起来有很多种。例如电机就有有刷和无刷之分，齿轮有塑料和金属之分，输出轴有滑动和滚动之分，壳体有塑料和铝合金之分，速度有快速和慢速之分，体积有大中小三种之分等等，组合不同，价格也千差万别。例如，其中小舵机一般称作微舵，同种材料的条件下是中型的一倍多，金属齿轮是塑料齿轮的一倍多。需要根据需要选用不同类型。 舵机的输入线共有三条，红色中间，是电源线，一边黑色的是地线，这辆根线给舵机提供最基本的能源保证，主要是电机的转动消耗。电源有两种规格，一是4.8V，一是6.0V，分别对应不同的转矩标准，即输出力矩不同，6.0V对应的要大一些，具体看应用条件；另外一根线是控制信号线，Futaba的一般为白色，JR的一般为桔黄色。另外要注意一点，SANWA的某些型号的舵机引线电源线在边上而不是中间，需要辨认。但记住红色为电源，黑色为地线，一般不会搞错。舵机的控制信号为周期是20ms的脉宽调制（PWM）信号，其中脉冲宽度从 0.5ms-2.5ms，相对应舵盘的位置为0－180度，呈线性变化。也就是说，给它提供一定的脉宽，它的输出轴就会保持在一个相对应的角度上，无论外界转矩怎样改变，直到给它提供一个另外宽度的脉冲信号，它才会改变输出角度到新的对应的位置上。舵机内部有一个基准电路，产生周期20ms，宽度1.5ms的基准信号，有一个比较器，将外加信号与基准信号相比较，判断出方向和大小，从而产生电机的转动信号。由此可见，舵机是一种位置伺服的驱动器，转动范围不能超过180度，适用于那些需要角度不断变化并可以保持的驱动当中。比方说机器人的关节、飞机的舵面等。 常见的舵机厂家有：日本的Futaba、JR、SANWA等，国产的有北京的新幻想、吉林的振华等。现举Futaba S3003来介绍相关参数，以供大家设计时选用。之所
#include "reg52.h" sbit control_signal=P0^0; sbit turn_left=P3^0; sbit turn_right=P3^1; unsigned char PWM_ON=15 ;//定义高电平时间 /******************************************************************/ /* 延时函数 */ /******************************************************************/ void delay(unsigned int cnt) { while(--cnt); } void display() { if(PWM_ON>=5&&PWM_ON<=7) P1=0xFD; //1灯亮，舵机接近或到达右转极限位置if(PWM_ON>7&&PWM_ON<=10) P1=0xFB; //2灯亮 if(PWM_ON>10&&PWM_ON<=13) P1=0xF7; //3灯亮 if(PWM_ON>13&&PWM_ON<=16) P1=0xEF; //4灯亮，舵机到达中间位置 if(PWM_ON>16&&PWM_ON<=19) P1=0xDF; //5灯亮 if(PWM_ON>19&&PWM_ON<=22) P1=0xBF; //6灯亮 if(PWM_ON>22&&PWM_ON<=25) P1=0x7F; //7灯亮，舵机接近或到达左转极限位置} /******************************************************************/ /* 主函数 */ /******************************************************************/ void main() { //bit Flag; TMOD |=0x01; //定时器设置 0.1ms in 11.0592M crystal TH0=(65536-78)/256; TL0=(65536-78)%256; //定时0.1mS ET0=1;//定时器中断打开 EA=1;//总中断 //IE= 0x82; //打开中断 TR0=1; // PWM_ON=15 //的取值范围是6-25 while(1) { if(turn_left==0) { delay(1000); if(turn_left==0) { while(!turn_left){}
单片机c语言入门 相信很多爱好电子的朋友,对单片机这个词应该都不会陌生了吧。不过有些朋友可能只听说他叫单片机，他的全称是什么也许并不太清楚， 更不用说他的英文全称和简称了。单片机是一块在集成电路芯片上集成了一台有一定规模的微型计算机。简称为：单片微型计算机或单片机 （Single Chip Computer)。单片机的应用到处可见，应用领域广泛，主要应用在智能仪表、实时控制、通信、家电等方面。不过这一切都没 什么关系，因为我（当然也包括任何人）都是从不知道转变成知道的，再转变成精通的。现在我只想把我学习单片机的经历，详细地讲叙给大 家听听，可能有些大虾会笑话我，想：那么简单的东西还在这里卖弄。但是你错了，我只是把我个人学习的经历讲述一遍而已，仅仅对那些想 学习单片机，但又找不到好方法或者途径的朋友，提供一个帮助，使他们在学习过程中，尽量少走些弯路而已！ 首先，你必须有学习单片机的热情，不是说今天去图书馆看了一个下午关于单片机的书，而明天玩上半天，后天就不知道那个本书在讲什 么东西了。还是先说说我吧，我从大二的第一个学期期末的时候才开始接触单片机，但在这之前，正如上面所说的：我知道有种芯片叫单片机， 但是具体长成什么样子，却一点也不知道！看到这里很多朋友一定会忍不住发笑。嘿嘿，你可千万别笑，有些大四毕业的人也同样不知道单片 机长成什么样子呢！而我对单片机的痴迷更是常人所不能想象的地步，大二的期末考试，我全放弃了复习，每当室友拿着书在埋头复习的时候， 我却捧着自己从图书馆借的单片机书在那看，虽然有很多不懂，但是我还是坚持了下来，当时我就想过，为了单片机值不值得我这样去付出， 或许这也是在一些三流学校的好处吧，考试挂科后，明年开学交上几十元一门的补考费，应该大部分都能过了。于是，我横下一条心，坚持看 我的单片机书和资料。 当你明白了单片机是这么一回事的时候，显而易见的问题出来了：我要选择那种语言为单片机编写程序呢？这个问题，困扰了我好久。具 体选择C51还是A51呢？汇编在我们大二之前并没有开过课，虽然看着人家的讲解，很容易明白单片机的每一时刻的具体工作情况，但是一合上 书或者资料，自己却什么也不知道了，根本不用说自己写程序了。于是，我最终还是决定学C51，毕竟C51和我们课上讲的C语言，有些类似， 编程的思想可以说是相通的。而且C51还有更大的优点就是编写大程序时的优越性更不言而喻，当然在那时，我并没有想的那么深远，C51的特 点，还是在后来的实践过程中，渐渐体会到的！朋友如果你选择了C51,那么请继续往下看,如果你选择了A51,那么你可以不要看了!因为下面讲 的全是C方面的,完全在浪费你的时间! 呵呵^_^ 第二，既然你想学好单片机，你必须得舍得花钱，如果不买些芯片回来自己动手焊焊拆拆的(但是在后期会介绍给大家一个很好用的硬件 仿真软件,并不需要你用实验板和仿真器了,直接在你的PC上完成,但是软件毕竟是软件,从某个特定的意义上来说是并不能代替硬件的)，即使
舵机及转向控制原理 1、概述 2、舵机的组成 3、舵机工作原理 4、舵机选购 5、舵机使用中应注意的事项 6、辉盛S90舵机简介 7、如何利用程序实现转向 8、51单片机舵机测试程序 1、概述 舵机也叫伺服电机，最早用丁船舶上实现其转向功能，由丁可以通过程序连续控制其转角，因而被广泛应用智能小车以实现转向以及机器人各类关节运动中，如图1、图2所示。
舵机是小车转向的控制机构，具有体积小、力矩大、外部机械设计简单、稳定性高等特点，无论是在硬件设计还是软件设计，舵机设计是小车控制部分重要的组成部分，图3为舵机的外形图。 2、舵机的组成 一般来讲，舵机主要由以下几个部分组成，舵盘、减速齿轮组、位置反馈电位计、直流电机、控制电路等,如图4、图5所示。
变速齿轮组 诃调电位器小型宜流电机 fff 图4舵机的组成示意图 图5舵机组成 舵机的输入线共有三条，如图6所示，红色中间，是电源线，一边黑色的是地线，这辆根线给舵机提供最基本的能源保证，主要是电机的转动消耗。电源有 两种规格，一是4.8V, 一是6.0V,分别对应不同的转矩标准，即输出力矩不同， 6.0V 对应的要大一些，具体看应用条件；另外一根线是控制信号线，Futaba的一般为白色，JR的一般为桔黄色。另外要注意一点，SANW曲某些型号的舵机引线电源线在边上而不是中间，需要辨认。但记住红色为电源，黑色为地线，一般不会搞错。
输出转轴 电源线知 地线GND 控制线 图6舵机的输出线 3、舵机工作原理 控制电路板接受来自信号线的控制信号, 控制电机转动,电机带动一系列齿轮组，减速后传动至输出舵盘。舵机的输出轴和位置反馈电位计是相连的，舵盘 转动的同时，带动位置反馈电位计，电位计将输出一个电压信号到控制电路板，进 行反馈，然后控制电路板根据所在位置决定电机转动的方向和速度，从而达到 目标停止。其工作流程为：控制信号T控制电路板T电机转动T齿轮组减速T舵盘转动T位置反馈电位计T控制电路板反馈。流，才可发挥舵机应有的性能。 舵机的控制信号周期为20MS的脉宽调制（PWM信号，其中脉冲宽度从0.5-2.5MS,相对应的舵盘位置为0—180度，呈线性变化。也就是说，给他提供一定的脉宽，它的输出轴就会保持一定对应角度上，无论外界转矩怎么改变，直到给它提供一个另外宽度的脉冲信号，它才会改变输出角度到新的对应位置上如图7所求。舵机内部有一个基准电路，产生周期为20MS宽度1.5MS的基准信号，有一个比出较器，将外加信号与基准信号相比较，判断出方向和大小，从而生产电机的转动信号。由此可见，舵机是一种位置伺服驱动器，转动范围不能超过180度，适用丁那些需要不断变化并可以保持的驱动器中，比如说机器人的关 节、飞机的舵面等。
#include <> #define Stop 0 //宏定义，停止 #define Left 1 //宏定义，左转 #define Right 2 //宏定义，右转 sbit ControlPort = P2^0; //舵机信号端口 sbit KeyLeft = P1^0; //左转按键端口 sbit KeyRight = P1^1; //右转按键端口 sbit KeyStop = P1^2; //归位按键端口 unsigned char TimeOutCounter = 0,LeftOrRight = 0; //TimeOutCounter：定时器溢出计数 LeftOrRight：舵机左右旋转标志 void InitialTimer ( void ) { TMOD=0x10; //定时/计数器1工作于方式1 TH1 = ( 65535 - 500 ) / 256; // TL1 = ( 65535 - 500 ) % 256; EA=1; //开总中断 ET1=1; //允许定时/计数器1 中断 TR1=1; //启动定时/计数器1 中断 } void ControlLeftOrRight ( void ) //控制舵机函数 { if( KeyStop == 0 ) { //while ( !KeyStop ); //使标志等于Stop（0），在中断函数中将用到
LeftOrRight = Stop; } if( KeyLeft == 0 ) { //while ( !KeyLeft ); //使标志等于Left（1），在中断函数中将用到 LeftOrRight = Left; } if( KeyRight == 0 ) { //while ( !KeyRight ); //使标志等于Right（2），在中断函数中将用到 LeftOrRight = Right; } } void main ( void ) //主函数 { InitialTimer(); for(;;) { ControlLeftOrRight(); } } void Timer1 ( void ) interrupt 3 //定时器中断函数 { TH1 = ( 65535 - 500 ) / 256;
舵机工作原理 标准的舵机有3条导线，分别是：电源线、地线、控制线，如图2所示。 以日本FUTABA-S3003型舵机为例，图1是FUFABA-S3003型舵机的内部电路。 3003舵机的工作原理是：PWM信号由接收通道进入信号解调电路BA6688的12脚进行解调，获得一个直流偏置电压。该直流偏置电压与电位器的电压比较，获得电压差由BA6688的3脚输出。该输出送入电机驱动集成电路BAL6686，以驱动电机正反转。当电机转动时，通过级联减速齿轮带动电位器Rw1旋转，直到电压差为O，电机停止转动。
舵机的控制信号是PWM信号，利用占空比的变化，改变舵机的位置。 有个很有趣的技术话题可以稍微提一下，就是BA6688是有EMF控制的，主要用途是控制在高速时候电机最大转速。 原理是这样的: 收到1个脉冲以后，BA6688内部也产生1个以5K电位器实际电压为基准的脉冲，2个脉冲比较以后展宽，输出给驱动使用。当输出足够时候，马达就开始加速，马达就能产生EMF，这个和转速成正比的。 因为取的是中心电压，所以正常不能检测到的，但是运行以后就电平发生倾斜，就能检测出来。超过EMF 判断电压时候就减小展宽，甚至关闭，让马达减速或者停车。这样的好处是可以避免过冲现象(就是到了定位点还继续走,然后回头,再靠近) 一些国产便宜舵机用的便宜的芯片，就没有EMF控制，马达、齿轮的机械惯性就容易发生过冲现象，产生抖舵电源线和地线用于提供舵机内部的直流电机和控制线路所需的能源．电压通常介于4～6V，一般取5V。注意，给舵机供电电源应能提供足够的功率。控制线的输入是一个宽度可调的周期性方波脉冲信号，方波脉冲信号的周期为20 ms(即频率为50 Hz)。当方波的脉冲宽度改变时，舵机转轴的角度发生改变，角度变化与脉冲宽度的变化成正比。某型舵机的输出轴转角与输入信号的脉冲宽度之间的关系可用图3来表示。
stc12c5a60s2单片机驱动舵机程序 #include ; //STC12C5A系列单片机 #define uchar unsigned char #define uint unsigned int //宏定义 #define ulint unsigned long int //宏定义 void delay(uint time); void Timer_init(); void Timer0(unsigned long int us); uint pwm_valu=500; sbit dj=P1^0; void main() { Timer_init();//定时器初始化 Timer0(31); //通过一个定时值进入定时循环 while(1) { pwm_valu=550; //
delay(2000); pwm_valu=2500; // delay(2000); // pwm_valu=1000; // delay(2000); // pwm_valu=2000; // delay(2000); // pwm_valu=1500; // delay(2000); } } //软件延时 void delay(uint time)
uint i,j; for(i=0;i;>;8; TL0=(valu;>;8; TR0 = 1;//T0开始工作 } /************************************* t0 中断中断 *************************************/ void T0zd() interrupt 1 { static uchar num=1; switch(num) // { case 1: { dj=1;
单片机教程,51单片机C语言学习 第六课变量 上课所提到变量就是一种在程序执行过程中其值能不断变化的量。要在程序中使用变量必须先用标识符作为变量名，并指出所用的数据类型和存储模式，这样编译系统才能为变量分配相应的存储空间。定义一个变量的格式如下：[存储种类]数据类型[存储器类型]变量名表 在定义格式中除了数据类型和变量名表是必要的，其它都是可选项。存储种类有四种：自动（auto）,外部（extern）,静态（static）和寄存器（register），缺省类型为自动(auto)。这些存储种类的具体含义和用法，将在第七课《变量的存储》中进一步进行学习。 而这里的数据类型则是和我们在第四课中学习到的名种数据类型的定义是一样的。说明了一个变量的数据类型后，还可选择说明该变量的存储器类型。存储器类型的说明就是指定该变量在C51硬件系统中所使用的存储区域，并在编译时准确的定位。表6－1中是KEIL uVision2所能认别的存储器类型。注意的是在AT89C51芯片中RAM只有低128位，位于80H到FFH的高128位则在52芯片中才有用，并和特殊寄存器地址重叠。特殊寄存器（SFR）的地址表请看附录二 如果省略存储器类型，系统则会按编译模式SMALL,COMPACT或LARGE所规定的默认存储器类型去指定变量的存储区域。无论什么存储模式都可以声明变量在任何的8051存储区范围，然而把最常用的命令如循环计数器和队列索引放在内部数据区可以显著的提高系统性能。还有要指出的就是变量的存储种类与存储器类型是完全无关的。 SMALL存储模式把所有函数变量和局部数据段放在8051系统的内部数据存储区这使访问数据非常快，但SMALL存储模式的地址空间受限。在写小型的应用程序时，变量和数据放在data内部数据存储器中是很好的因为访问速度快，但在较大的应用程序中data区最好只存放小的变量、数据或常用的变量（如循环计数、数据索引），而大的数据则放置在别的存储区域。 COMPACT存储模式中所有的函数和程序变量和局部数据段定位在8051系统的外部数据存储区。外部数据存储区可有最多256字节（一页），在本模式中外部数据存储区的短地址用@R0/R1。 LARGE存储模式所有函数和过程的变量和局部数据段都定位在8051系统的外部数据区外部数据区最多可有64KB，这要求用DPTR数据指针访问数据。 之前提到简单提到sfr,sfr16,sbit定义变量的方法，下面我们再来仔细看看。