arduino舵机控制问题

舵机是一种位置伺服的驱动器，主要是由外壳、电路板、无核心马达、齿轮与位置检测器所构成。其工作原理是由接收机或者单片机发出信号给舵机，其内部有一个基准电路，产生周期为20ms，宽度为15ms 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。经由电路板上的IC 判断转动方向，再驱动无核心马达开始转动，透过减速齿轮将动力传至摆臂，同时由位置检测器送回信号，判断是否已经到达定位。适用于那些需要角度不断变化并可以保持的控制系统。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。一般舵机旋转的角度范围是0 度到180 度。

舵机有很多规格，但所有的舵机都有外接三根线，分别用棕、红、橙三种颜色进行区分，由于舵机品牌不同，颜色也会有所差异，棕色为接地线，红色为电源正极线，橙色为信号线。

舵机的转动的角度是通过调节PWM（脉冲宽度调制）信号的占空比来实现的，标准PWM（脉冲宽度调制）信号的周期固定为20ms（50Hz），理论上脉宽分布应在1ms到2ms 之间，但是，事实上脉宽可由05ms 到25ms 之间，脉宽和舵机的转角0°～180°相对应。有一点值得注意的地方，由于舵机牌子不同，对于同一信号，不同牌子的舵机旋转的角度也会有所不同。

用Arduino 控制舵机的方法有两种，一种是通过Arduino 的普通数字传感器接口产生占空比不同的方波，模拟产生PWM 信号进行舵机定位，第二种是直接利用Arduino 自带的Servo 函数进行舵机的控制，这种控制方法的优点在于程序编写，缺点是只能控制2 路舵机，因为Arduino 自带函数只能利用数字9、10 接口。Arduino 的驱动能力有限，所以当需要控制1 个以上的舵机时需要外接电源。

方法一：

将舵机接数字 9 接口上。

编写一个程序让舵机转动到用户输入数字所对应的角度数的位置，并将角度打印显示到屏幕上。

int servopin=9;//定义数字接口9 连接伺服舵机信号线

int myangle;//定义角度变量

int pulsewidth;//定义脉宽变量

int val;

void servopulse(int servopin,int myangle)//定义一个脉冲函数

{

pulsewidth=(myangle11)+500;//将角度转化为500-2480 的脉宽值

digitalWrite(servopin,HIGH);//将舵机接口电平至高

delayMicroseconds(pulsewidth);//延时脉宽值的微秒数

digitalWrite(servopin,LOW);//将舵机接口电平至低

delay(20-pulsewidth/1000);

}

void setup()

{

pinMode(servopin,OUTPUT);//设定舵机接口为输出接口

Serialbegin(9600);//连接到串行端口，波特率为9600

Serialprintln("servo=o_seral_simple ready" ) ;

}

void loop()//将0 到9 的数转化为0 到180 角度，并让LED 闪烁相应数的次数

{

val=Serialread();//读取串行端口的值

if(val>'0'&&val<='9')

{

val=val-'0';//将特征量转化为数值变量

val=val(180/9);//将数字转化为角度

Serialprint("moving servo to ");

Serialprint(val,DEC);

Serialprintln();

for(int i=0;i<=50;i++) //给予舵机足够的时间让它转到指定角度

{

servopulse(servopin,val);//引用脉冲函数

}

}

}

方法二

先具体分析一下 Arduino 自带的Servo 函数及其语句，来介绍一下舵机函数的几个常用语句吧。

1、attach（接口）——设定舵机的接口，只有数字9 或10 接口可利用。

2、write（角度）——用于设定舵机旋转角度的语句，可设定的角度范围是0°到180°。

3、read（）——用于读取舵机角度的语句，可理解为读取最后一条write()命令中

的值。

4、attached（）——判断舵机参数是否已发送到舵机所在接口。

5、detach（）——使舵机与其接口分离，该接口（数字9 或10 接口）可继续被用作PWM 接口。

注：以上语句的书写格式均为“舵机变量名具体语句（）”例如：myservoattach(9)。

仍然将舵机接在数字9 接口上即可。

参考源程序B：

#include <Servoh>//定义头文件，这里有一点要注意，可以直接在Arduino 软件菜单栏单击Sketch>Importlibrary>Servo,调用Servo 函数，也可以直接输入#include <Servoh>，但是在输入时要注意在#include 与<Servoh>之间要有空格，否则编译时会报错。

Servo myservo;//定义舵机变量名

void setup()

{

myservoattach(9);//定义舵机接口（9、10 都可以，缺点只能控制2 个）

}

void loop()

{

myservowrite(90);//设置舵机旋转的角度

}

#include<reg52h> //包含头文件，一般情况不需要改动，头文件包含特殊功能寄存器的定义

#define KeyPort P3

#define DataPort P0 //定义数据端口 程序中遇到DataPort 则用P0 替换

sbit LATCH1=P2^2;//定义锁存使能端口 段锁存

sbit LATCH2=P2^3;// 位锁存

sbit DCOUT1 = P1^1;//定义电机信号输出端口1

sbit DCOUT2 = P1^2;//定义电机信号输出端口2

unsigned char code dofly_DuanMa[10]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f};// 显示段码值0~9

unsigned char code dofly_WeiMa[]={0xfe,0xfd,0xfb,0xf7,0xef,0xdf,0xbf,0x7f};//分别对应相应的数码管点亮,即位码

unsigned char TempData[8]; //存储显示值的全局变量

/------------------------------------------------

函数声明

------------------------------------------------/

void DelayUs2x(unsigned char t);//us级延时函数声明

void DelayMs(unsigned char t); //ms级延时

void Display(unsigned char FirstBit,unsigned char Num);//数码管显示函数

unsigned char KeyScan(void);//键盘扫描

void Init_Timer0(void);//定时器初始化

/------------------------------------------------

主函数

------------------------------------------------/

void main (void)

{

unsigned char num;

Init_Timer0(); //初始化定时器0，主要用于数码管动态扫描

TempData[0]=0x5E; //'d'

TempData[1]=0x39; //'C'

TempData[2]=0x06; //'1'

TempData[5]=0x5E; //'d'

TempData[6]=0x39; //'C'

TempData[7]=0x5b; //'2'

while (1) //主循环

{

num=KeyScan(); //循环调用按键扫描

switch(num)

{

//电机1改变运行状态,数码管显示运行状态

case 1:DCOUT1=!DCOUT1;

TempData[0]=0x5E; //'d'

TempData[1]=0x39; //'C'

TempData[2]=0x06; //'1'

if(DCOUT1)

{

TempData[5]=0x3F; //'O'

TempData[6]=0x54; //'n'

TempData[7]=0;

}

else

{

TempData[5]=0x3F; //'O'

TempData[6]=0x71; //'F'

TempData[7]=0x71; //'F'

}

break;

//电机2改变运行状态,数码管显示运行状态

case 2:DCOUT2=!DCOUT2;

TempData[0]=0x5E; //'d'

TempData[1]=0x39; //'C'

TempData[2]=0x5B; //'2'

if(DCOUT2)

{

TempData[5]=0x3F; //'O'

TempData[6]=0x54; //'n'

TempData[7]=0;

}

else

{

TempData[5]=0x3F; //'O'

TempData[6]=0x71; //'F'

TempData[7]=0x71; //'F'

}

break;

default:break;

}

}

}

/------------------------------------------------

uS延时函数，含有输入参数 unsigned char t，无返回值

unsigned char 是定义无符号字符变量，其值的范围是

0~255 这里使用晶振12M，精确延时请使用汇编,大致延时

长度如下 T=tx2+5 uS

------------------------------------------------/

void DelayUs2x(unsigned char t)

{

while(--t);

}

/------------------------------------------------

mS延时函数，含有输入参数 unsigned char t，无返回值

unsigned char 是定义无符号字符变量，其值的范围是

0~255 这里使用晶振12M，精确延时请使用汇编

------------------------------------------------/

void DelayMs(unsigned char t)

{

while(t--)

{

//大致延时1mS

DelayUs2x(245);

DelayUs2x(245);

}

}

/------------------------------------------------

显示函数，用于动态扫描数码管

输入参数 FirstBit 表示需要显示的第一位，如赋值2表

示从第三个数码管开始显示，如输入0表示从第一个显示。

Num表示需要显示的位数，如需要显示99两位数值则该值

输入2

------------------------------------------------/

void Display(unsigned char FirstBit,unsigned char Num)

{

static unsigned char i=0;

DataPort=0; //清空数据，防止有交替重影

LATCH1=1; //段锁存

LATCH1=0;

DataPort=dofly_WeiMa[i+FirstBit]; //取位码

LATCH2=1; //位锁存

LATCH2=0;

DataPort=TempData[i]; //取显示数据，段码

LATCH1=1; //段锁存

LATCH1=0;

i++;

if(i==Num)

i=0;

}

/------------------------------------------------

定时器初始化子程序

------------------------------------------------/

void Init_Timer0(void)

{

TMOD |= 0x01; //使用模式1，16位定时器，使用"|"符号可以在使用多个定时器时不受影响

//TH0=0x00; //给定初值

//TL0=0x00;

EA=1; //总中断打开

ET0=1; //定时器中断打开

TR0=1; //定时器开关打开

}

/------------------------------------------------

定时器中断子程序

------------------------------------------------/

void Timer0_isr(void) interrupt 1

{

TH0=(65536-2000)/256; //重新赋值 2ms

TL0=(65536-2000)%256;

Display(0,8); // 调用数码管扫描

}

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