舵机的角度控制

计算机控制实验报告

题目：舵机的角度控制

院（系）：电子工程与自动化学院

专业：智能科学与技术

学生姓名：

学号：

指导教师：赵学军

2016年7月02日

一、实验题目

舵机的角度控制

二、实验内容

在PROTEUS软件下用MOTOR-PWMSERVO作为控制对象，单片机发送PWM信号给舵机实现转角控制，4*4键盘给定，参数LCD显示；

三、实验要求

1、根据给定题目设计Proteus仿真原理图；

2、根据给定题目设计有关的C语言源程序，并编译成可执行文件；

3、在Proteus仿真界面下运行程序实现给定的功能

四、实验设计

（一）实验思路

1.14*4矩阵键盘概述

1.2舵机的基本概述

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；

五、具体设计思路

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2ms后发生中断，中断发生后，在中断程序里将控制口改为低电平，并将中断时间改为18ms，再过18ms进入下一次定时中断，再将控制口改为高电平，并将定时器初值改为2ms，等待下次中断到来，如此往复实现PWM信号输出到舵机。用修改定时器中断初值的方法巧妙形成了脉冲信号，调整时间段的宽度便可使伺服机灵活运动。

五、心得体会

本次实验中，通过实际动手自己设计并实现在PROTEUS软件下用MOTOR-PWMSERVO作为控制对象，单片机发送PWM信号给舵机实现转角控制，4*4键盘给定，参数LCD显示，不仅加深了我对计算机控制课程理论知识的理解，同时也进一步认识到了计算机的广泛应用。在本次实验设计过程中，从一开始的毫无头绪到慢慢思索并最终实现，过程是艰辛的，谢谢老师和同学帮助额解决了一些不明白的问题。在以后的学习和生活中，我定会更加努力提高自己！

附录一实验仿真图

图1 仿真电路图

附录二实验程序清单

#include

sbit PWM0 = P1^0;

#define SCAN_IO P0

sbit LCD_E =P1^7; //使能

sbit LCD_RS =P1^5; //选择发送命令

sbit LCD_RW =P1^6; //选择接收数据

sbit ADD = P3^6;

sbit SUB = P3^7;

#define LCD_DATAPINS P2

#define uchar unsigned char

#define uint unsigned int

#include

#include

uint t_up0 = 1500; //舵机PWM高电平时间1000~2000表示1ms到2ms uint t_change = 63036;//换路周期2.5ms 8路

uint t0_h;

uint t0_l;

int A,A1,A2,A3,C1,C2,key;

int B1,B2;

void delayms(uint ms)

{

unsigned char a,b,c;

while(ms--)

{

for(c=1;c>0;c--)

for(b=142;b>0;b--)

for(a=2;a>0;a--);

}

}

void timer_init()

{

EA = 1;?/总中断打开

ET0 = 1;//定时器中断打开

PT0 = 1;

TMOD = 0x11;

TH0 = (65536 - t_up0)/256;//给定初值，这里使定时器从0开始计数一直到65536溢出TL0 = (65536 - t_up0)%256;

}

uchar t0_flag = 0;

uint num_max = 65535; //直接用65535 - t_up 不用变量- t_up 时，误差较大，原因暂时不明【注：65536不能存到uint类型变量中】

uchar error0 = 45;

uchar error1 = 45;

void timer0() interrupt 1

{

if(t0_flag == 0)

{

PWM0 = 1;

TH0 = (num_max - t_up0 + error0)/256; //+？是为了抵消执行语句花的时间

TL0 = (num_max - t_up0 + error0)%256;

t0_flag = 1;

}

else if(t0_flag == 1)

{

PWM0 = 0;

TH0 = (t_change + t_up0 +error1)/256;

TL0 = (t_change + t_up0 +error1)%256;

t0_flag = 0;

}

}

void LCDdisplay(int A )

{

A1=A/1000; //个位

A2=A/100%10; //小数点后第一位

A3=A/10%10; // 小数点后第二位

if(A>=1500)

B1=((A-1500)*36)/200;

else

B1=((1500-A)*36)/200;

C1=B1/10;

C2=B1%10;

// B2=B1*10%10;

LcdWriteCom(0x80); //第一行地址

LcdWriteData('T');

LcdWriteData('=');

LcdWriteData('0'+2);

LcdWriteData('0');

LcdWriteData('m');

LcdWriteData('s');

LcdWriteData(' ');

LcdWriteData('a');

LcdWriteData('n');

LcdWriteData('g');

LcdWriteData('=');

if(A<1500)

LcdWriteData('-');

else

LcdWriteData('+');

LcdWriteData('0'+C1);

LcdWriteData('0'+C2);

// LcdWriteData('.');

//LcdWriteData('0'+B2);

LcdWriteCom(0xc0);

LcdWriteData('t');

LcdWriteData('=');

LcdWriteData('0'+A1);

LcdWriteData('.');

LcdWriteData('0'+A2);

LcdWriteData('0'+A3);

LcdWriteData('m');

LcdWriteData('s');

}

void main()

{ int y,f,g;

uint t_while;

timer_init();

TR0 = 1;

LcdInit();

key = 0;

y=0;

while(1)

{

scankey(&key);

if(key==11)

{y=1;} //为正

if(key==12)

y=0; //为fu

if(key==10)

{

f=1;

g=f;

}

if(key==0)

{

t_up0 =1500;

}

if(key==1)

{

if(y==0)

{

t_up0 =1440 ;} //-10du

else

{

t_up0 =1559 ;

} //10du

}

if(key==2)

{

{t_up0 =1385 ;}//-20du

else

{t_up0 =1615 ;}

}

if(key==3)

{

if(y==0)

{ t_up0 =1333 ;} //-30du

else

{t_up0 =1667 ; }

}

if(key==4)

{if(y==0)

{ t_up0 =1274 ;}//-40du

else

{t_up0 =1725 ;}

}

if(key==5)

{

if(y==0)

{t_up0 =1222 ;}//-50du

else

{t_up0 =1778 ;}

}

if(key==6)

{

if(y==0)

{t_up0 =1163 ; }//-60du

else

{t_up0 =1838 ;

}

}

if(key==7)

{

if(y==0)

{t_up0 =1111 ;} //-70du

else

{t_up0 =1889 ;}

}

if(key==8)

{

{t_up0 =1055 ;} //-80du

else

{t_up0 =1948 ;}

}

if(key==9)

{

if(y==0)

{t_up0 =1000 ;} //-90du

else

{t_up0 =2000 ;}

}

if(g)

{

if(ADD == 0)

{

delayms(2);

if(ADD == 0)

{

if(t_up0 <= 1950)

{

t_up0 = t_up0 + 10;//

}

t_while = 50000;

while(t_while--)

{

if(ADD == 1)

break;

}

}

}

if(SUB == 0)

{

delayms(2);

if(SUB == 0)

{

if(t_up0 >= 1050)

{

t_up0 = t_up0 - 10;//

}

t_while = 50000;

while(t_while--)

{

if(SUB == 1)

break;

}

}

}

}

LCDdisplay(t_up0);

}

}