[AVR]使用AVR单片机驱动舵机

最近参加了三系举办的小车比赛(好像叫什么"驭远杯")。领导要求我驱动3-4个舵机。研究了几日，总算折腾出一个方案..、

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1.舵机驱动的基本原理

　　（可以参考http://blog.sina.com.cn/s/blog_8240cbef01018hu1.html）

　　"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。"

简单的来讲，就是输出一个周期为20Ms，不同的占空比对应舵机转过不同的角度。

难点主要在于

• 舵机控制信号需要保持,这样就比用脉冲控制步进电机要复杂一些。
• 你需要保持多路PWM，并且要随时调节占空比来获得要求的角度

2.实现思路

网上有用工作在相频修正PWM模式下的T1来产生信号，这样虽然十分精确，然而并不太好实现多路控制.(至少我是没想出来，如果有高手知道怎么做，还望多多指教)

我决定采用以下方法:

• 将 20ms 等分成240份，这样一份是20000/240 us //分成240份的原因是这样可以算出整数值得TCNT1
• 将T1配置为溢出中断模式，每20000/240 us溢出一次
• 中断服务程序更新TCNT1的值，维护一组变量，产生信号。

这样做的优点是方便了多路控制。虽然我只控制了四路舵机，稍加修改就可以控制更多..

然而中断服务程序中维护变量时,产生的微小误差会累加，这样不可避免的会产生较大误差。直接采用计算值肯定不行，最后需要修正。

3.代码

代码还是相当的不成熟...愿各位高手多多指教.

通过传入一个指针给Servo_AngelPWM实现四个舵机的角度控制

#include <util/delay.h>
#include <stdint.h>
#ifndef SERVO_CONTROL_H
#define SERVO_CONTROL_H
#define Servo1  PB7
#define Servo1_1 PORTB|=_BV(Servo1)
#define Servo1_0 PORTB&=~_BV(Servo1)
#define Servo2  PB6
#define Servo2_1 PORTB|=_BV(Servo2)
#define Servo2_0 PORTB&=~_BV(Servo2)
#define Servo3  PB5
#define Servo3_1 PORTB|=_BV(Servo2)
#define Servo3_0 PORTB&=~_BV(Servo2)
#define Servo4  PB4
#define Servo4_1 PORTB|=_BV(Servo2)
#define Servo4_0 PORTB&=~_BV(Servo2)
#define to_us(x) (((x/180.0)*2.0+0.5)*1000)
uint32_t Servo_Flag[4];
uint32_t Servo_Cflag=0;
void Servo_AngelPWM(char *angel)
{
    for(int i=0;i<4;i++)
        Servo_Flag[i]=to_us(angel[i])*3/250;
    TIMSK|=_BV(TOIE1);//开启TC1中断 
}
ISR(TIMER1_OVF_vect)
{
    TIMSK&=~_BV(TOIE1);//关闭TC1中断               //1
    TCNT1=64525;//65535-（1000+10）这个10加的有讲究 //3
    Servo_Cflag++;                                  //4
    if(Servo_Cflag>=239)                          //5
    {
        Servo1_1;
        Servo2_1;
        Servo3_1;
        Servo4_1;
        Servo_Cflag=0;
    }
    else if(Servo_Flag[0]==Servo_Cflag)Servo1_0;  //6
    else if(Servo_Flag[1]==Servo_Cflag)Servo2_0;  //7
    else if(Servo_Flag[2]==Servo_Cflag)Servo3_0;  //8
    else if(Servo_Flag[3]==Servo_Cflag)Servo4_0;  //9
    TIMSK|=_BV(TOIE1);//开启TC1中断                //10
}
#endif

4.后记

给TCNT1赋计算值，也就是65535-1000=64525时，产生的信号大约是47HZ。如我所料，准确性比较差。

然后尝试根据分析语句来修正TCNT1的初值，可以从我的注释看出...修正完后大约是48hz，还是不太准。

最后直接上示波器微调了...当TCNT1为64569（修正值34）时，如上图，产生了比较准确的驱动信号（45度和90度）。

（所以说学会汇编还是很重要的...有时间一定要研究研究）