舵机控制原理与PWM信号详解

"这篇文档详细介绍了舵机控制原理，特别是针对PWM信号的使用以及舵机在不同场景下的应用。文档涵盖了PWM信号的定义、控制精度制定、单舵机的调速算法，以及8舵机联动的单周期PWM指令算法。其中，特别提到了北京汉库的HG14-M舵机和HG0680模拟舵机的特性和PWM协议要求。" 一、舵机PWM信号介绍 PWM信号是脉宽调制信号，其关键在于上升沿与下降沿之间的持续时间，即脉宽。在模型行业，标准的PWM协议被广泛应用，但随着机器人行业的快速发展，一些新型舵机采用了专用的协议，不再兼容传统模型。例如，HG14-M舵机虽然采用传统PWM协议，但它是一款数字舵机，具有位置自锁和跟踪功能，并对PWM信号要求较低，允许0.5mS至2.5mS的脉宽。 二、PWM信号控制精度制定 1DIV等于8uS，250DIV等于2mS。时基寄存器中的数值范围从#01H到#0FAH，对应185度的角度覆盖，共250个位置。因此，每个DIV代表约0.74度的角度变化。PWM上升沿的计算公式为0.5mS加上N个DIV的时间。 三、单舵机拖动及调速算法 1. HG14-M舵机的位置控制和运动协议详细描述了舵机如何响应PWM信号来改变角度和速度。 2. 目标规划系统特性，包括舵机的追随特性，ω值的测定和计算，以及通过双摆试验进行验证，这些都是确保舵机准确响应控制指令的关键。 3. 单舵机调速算法讨论了如何调整PWM脉宽来改变舵机的转动速度，包括确定极限下降沿的PWM脉宽。 四、8舵机联动单周期PWM指令算法 1. 控制要求和注意事项涉及在多舵机同步操作时的协调和限制。 2. 8路PWM信号发生算法解析了如何生成同时驱动8个舵机的PWM信号。 3. N排序子程序RAM的制定和N差子程序解析详细阐述了数据处理过程，确保各个舵机按照预定顺序和时间差工作。 4. 扫尾问题的提出是为了解决多舵机动作结束后的位置同步，包括扫尾值的计算，确保所有舵机最终能停在同一位置。 这篇文档全面解析了舵机控制的各个方面，对于理解舵机工作原理和实现精确控制具有很高的参考价值。无论是单独控制还是多舵机联动，都需要对PWM信号有深入的理解，以便有效地驱动和调速。