单片机舵机连接使用8051单片机控制舵机|设计与开发|上海羊羽卓进出口贸易有限公司

使用8051单片机控制舵机

8051控制舵机

舵机在电子和嵌入式系统中非常有用，由于可以把它旋转到任何特定的角度，所以广泛应用于玩具、机器人、计算机、汽车、飞机等项目中。舵机的适用范围也很广泛，从高扭矩电机到低扭矩电机都有应用。

先简单了解一下舵机的工作原理，舵机主要告靠PWM（脉宽调制）控制，这意味着它的旋转角度是由控制脉冲的持续时间控制制的。舵机基本上由直流电动机组成，而直流电动机由可变电阻（电位器）和一些齿轮控制。直流电机的输出通过齿轮转换成扭矩。电位器连接到舵机的输出轴上，并计算角度，在到达需要的角度时停止直流电机。

舵机角度控制

舵机可旋转0到180度，可以通过1ms到2ms之间的脉冲持续时间来控制这种程度的旋转。1ms可以旋转0度，1.5ms可以旋转90度和2毫秒脉冲可旋转180度。1至2毫秒之间的持续时间可以旋转舵机到0至180度之间的任何角度。

电路原理图：

电路原理图

舵机有三根控制线，红色的VCC（电源），棕色的为GND，橙色是控制线。控制线连接到8051的引脚P2.0。当这个引脚输出高电平1ms，则舵机旋转到0度，输出高电平1.5ms，则舵机旋转到90度，输出高电平2ms，则舵机旋转到180度。函数“servo_delay”使用8051芯片的定时器生成50us延时。

由于使用8051的定时器0模式1，所以在TMOD寄存器中写入0x01。模式1是16位定时器模式,TH0是16位定时器的高字节，TL0是16位定时器的低字节。将0xff写入TH0,将0xd2写入TL0，在11.0592M的晶振下，值0xffd2将使定时器0产生50us延时。TR引脚用于启动定时器，TF是溢出标志，在溢出时由硬件设置标志，需要通过软件重新设置。

C语言代码：

#include<reg51.h>

sbit output=P2^0;

void msdelay(unsigned int time) // 毫秒级延时函数.

{

unsigned i,j ;

for(i=0;i<time;i++)

for(j=0;j<1275;j++);

}

void servo_delay(int times) // 50us整倍延时函数

{

int m;

for(m=0;m<times;m++)

{

TH0=0xFF;

TL0=0xD2;

TR0=1;

while(TF0==0);

TF0=0;

TR0=0;

}

void main()

{

int n;

TMOD=0x01; // 选择 Timer 0, Mode 1

output=0;

while(1)

{

for(n=13;n<28;n=n+2)

{

output=1;

servo_delay(n);

output=0;

servo_delay(260);

msdelay(200);

}

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。