51单片机驱动mg995舵机实践讲解

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。舵机的组成包括一个小型直流电机，加上传感器、控制芯片、减速齿轮组，装进一体化外壳。舵机能够通过输入信号（一般是PWM信号）控制旋转角度。

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，总间隔为2ms。以 MG995舵机为例，其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；

PWM，即脉宽调制，控制方式就是对逆变电路开关器件的通断进行控制，使输出端得到一系列幅值相等的脉冲，用这些脉冲来代替正弦波或所需要的波形。也就是在输出波形的半个周期中产生多个脉冲，使各脉冲的等值电压为正弦波形，所获得的输出平滑且低次谐波少。按一定的规则对各脉冲的宽度进行调制，即可改变逆变电路输出电压的大小，也可改变输出频率。

我们学过51单片机后会知道，51单片机不能直接产生PWM信号。但我们了解了PWM的工作原理，我们就可以用51单片机中的定时器将PWM信号给模拟出来。

首先我们需要对51单片机的定时器初始化，设定定时器中端和定义模拟输出PWM信号的引脚。设定51单片机定时器周期为0.5ms,定义变量count统计计时时间，当计时达到20ms后重新计时，这样我们就得到了舵机的运行周期。

我们将编好的程序下载到51单片机中，连接好舵机，程序运行后我们会发现舵机的转动十分缓慢，这是什么原因导致的呢？

我们通过查阅手册可以知道，舵机的工作电压在4.8V—6V，51单片机输出电压为5V，在理论上肯定能带动舵机，但还是要以实际情况为准。根据编者自身实践经验来说，用51单片机驱动MG995舵机时还是选用3.3V工作电压较好，此时舵机能够正常转动而不会缓慢抖动。当然，选用3.3V电压驱动舵机仅限于编者自身实践的经验。如果在程序无错误的情况下用5V电压驱动MG995舵机，舵机不能正常运转时，不妨试一下用3.3V电压驱动舵机。

Microchip推出基于Arm内核新款单片机

日前，Microchip Technology Inc.（美国微芯科技公司）面向航空航天业，推出首个基于Arm内核的单片机——SAMV71Q21RT耐辐射单片机和SAMRH71抗辐射单片机，将商用现货（COTS）技术的低成本和大型生态系统优势与宇航级器件可调节的防辐射性能相结合。

基于汽车级SAMV71单片机打造的SAMV71Q21RT耐辐射单片机和SAMRH71抗辐射单片机，采用了广泛使用的Arm Cortex-M7片上系统（SoC），有助于提升空间系统的集成度，在降低成本的同时提升性能。

SAMV71Q21RT

SAMRH71

SAMV71Q21RT和SAMRH71允许软件开发人员在迁移到宇航级元件之前着手使用SAMV71 COTS器件进行开发，从而显着缩短开发时间、降低成本。两款器件均可使用SAMV71的完整软件开发工具链，因为它们共享相同的生态系统，包括软件库，板级支持包（BSP）和操作系统（OS）的第一级端口。

初步开发工作在COTS器件上完成后，所有在这个阶段开发的软件都可以被轻松打包并移植到采用高可靠性塑封和宇航级陶瓷封装的耐辐射或抗辐射单片机上。SAMV71Q21RT耐辐射单片机可重用全套COTS掩模组，具有一定的引脚兼容性，从而可立即实现COTS器件到合规宇航级器件的移植。

SAMV71Q21RT-SAMRH71,blockdiagram

SAMV71Q21RT的耐辐射性能是低轨地球卫星星座、太空机器人等NewSpace应用领域的最佳选择， SAMRH71的抗辐射性能则更适合陀螺仪、星体跟踪器等更为重要的子系统。SAMV71Q21RT耐辐射器件可耐受累计达30Krad（Si）的总电离辐射剂量（TID），同时具有闭锁抗扰能力，且不会被重离子破坏。如单粒子闭锁值（SEL）不超过62 MeV.cm2/mg时，SAMV71Q21RT和SAMRH71均不会受到影响。

SAMRH71抗辐射单片机专为外太空应用设计，可满足以下目标辐射性能的抗辐射要求：

· 累计总电离辐射剂量超过100Krad（Si）；

· 无单粒子事件翻转（SEU）、传能线密度（LET）不超过20MeV.cm2/mg，无系统缓解；

· 无单粒子事件功能中断（SEFI），确保所有存储器的完整性。

SAMV71Q21RT和SAMRH71以Arm Cortex-M7内核为基础，具有高性能、低功耗的特点，可延长空间应用的运行寿命。为了避免受到辐射影响并管理系统缓解，SAMV71Q21RT和SAMRH71的架构添加了纠错码（ECC）记忆、完整性检查监测器（ICM）、存储器保护单元（MPU）等故障管理和数据完整性功能。

SAMV71Q21,standalone

此外，它们还拥有CAN FD和以太网AVB/TSN功能，可满足不断变化的空间系统连接功能的需求。为进一步支持外太空应用，SAMRH71还专门设置了SpaceWire总线和MIL-STD-1553接口，用于控制和实现高速数据（最高可达到200Mbps）管理。

Microchip航空航天和国防事业部副总裁Bob Vampola表示：“作为行业首款耐辐射、抗辐射的Arm Cortex-M7单片机，SAMV71Q21RT和SAMRH71可为航空航天应用提供在汽车行业久经考验的SoC架构。通过Microchip的“COTS - 耐辐射抗辐射”技术，上述器件可帮助设计人员以相对较低的成本立即着手原型设计，随后再移植至合规的器件。”

为了简化设计流程并缩短产品面市时间，开发人员可使用ATSAMV71-XULT评估板。该器件由Atmel Studio集成开发环境（IDE）提供支持，用于开发、调试，并提供软件库。到2019年年中，两款单片机也将在MPLAB Harmony 3.0中得到支持。

昨日起，采用CQFP256陶瓷封装的SAMRH71于开始提供样片。目前，SAMV71Q21RT已经开始量产，提供四款型号：

· SAMV71Q21RT-DHB-E，采用原型级QFP144陶瓷封装

· SAMV71Q21RT-DHB-MQ，采用空间级QFP144陶瓷封装（或同等QMLQ封装）

· SAMV71Q21RT-DHB-SV，采用空间级QFP144陶瓷封装（或同等QMLV封装）

· SAMV71Q21RT-DHB-MQ，采用符合AQEC 高可靠性要求的QFP144塑料封装

【从NewSpace到关键的太空任务，空间应用设计人员需要减少设计周期和成本，同时根据不同任务的各种防辐射要求，对设计进行调整。此次Microchip所推出的新品，就是为了应对这一趋势。】

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