舵机的控制程序
舵机是一种广泛应用于机器人、无人机和智能车等领域的微型伺服马达,它能够精确地控制机构的角度。在飞思卡尔智能车竞赛中,舵机扮演着至关重要的角色,用于驱动车辆的方向调整。本文将深入探讨如何通过编程来控制舵机。 我们需要了解舵机的工作原理。舵机通常接收一个脉宽调制(PWM)信号,该信号的占空比决定了舵机转动的角度。标准的PWM频率为50Hz,即每秒周期为20ms。在每个周期内,高电平的时间(脉冲宽度)范围一般在1ms到2ms之间,对应的舵机角度通常在0°到180°之间变化。脉冲宽度每改变0.5ms,舵机角度大约会变化9°。 在给定的代码中,我们看到一个简单的C语言程序,用于生成PWM信号来控制舵机。程序使用了Keil C51编译器,因此头文件`<reg52.h>`被包含,这是针对51系列单片机的标准寄存器定义文件。 在`main`函数中,`P1^2`被用作PWM信号的输出端口,这里的`^2`表示P1口的第二位。程序进入无限循环,不断地切换P1.2端口的电平状态,产生PWM波形。 ```c while(1){ P1^2 = 1; // 输出高电平,模拟PWM的高电平部分 delay(115); // 高电平持续1ms P1^2 = 0; // 输出低电平,结束PWM周期 delay1ms(115); // 低电平持续1ms,完成整个PWM周期 } ``` `delay`函数是实现延时的关键,这里使用了一个空循环来消耗时间。`delay1ms`函数是对`delay`函数的封装,用于更方便地实现1ms的延时。注意到`m=115`时,延时约为1ms,这是因为循环执行一次所需的时间与CPU速度、编译器优化等因素有关,需要根据实际硬件环境进行微调。 然而,这个简单的程序只能产生固定角度的舵机控制信号,无法实现连续角度的控制。要实现对舵机的精细控制,需要修改`delay1ms`函数,使其接受不同脉冲宽度的参数,并根据参数调整延时时间。此外,可能还需要一个函数来根据目标角度计算相应的脉冲宽度,以实现角度控制。 总结来说,舵机的控制程序主要涉及到以下几个关键点: 1. PWM信号的生成:通过切换GPIO端口的电平状态来模拟PWM信号。 2. 脉冲宽度的调整:根据目标角度计算脉冲宽度,控制舵机转动到指定位置。 3. 延时函数的设计:精确控制延时时间,确保脉冲宽度的准确性。 4. 循环控制:在主循环中不断更新PWM信号,保持舵机的稳定位置。 在实际应用中,可能还会结合传感器数据、PID控制器等高级技术来实现更智能的舵机控制,例如在智能车比赛中,根据赛道信息动态调整行驶方向。通过学习和理解这些基础知识,可以更好地驾驭舵机,提升智能车的性能。