基于avr单片机的多舵机控制系统设计及仿真

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1、万方数据文章编号：167l一4598(2011)02—0332一03中圈分类号：TP368．2文献标识码：A基于AVR单片机的多舵机控制系统设计及仿真韩庆瑶，洪草根，朱晓光，徐瑾(华北电力大学机械工程系，河北保定071003)摘要：舵机是机器人、机电系统和航模的重要执行机构；文章介绍了一种以ATmegal6为核心的多舵机控制系统．利用单片机内部定时器，采用分时控制思想，用单片机实现多路PwM输出；系统的设计主要分为总体方案设计，硬件设计和软件设计部分，其中每一部分均采用模块化设计原则；系统总体设计遵循了可靠、简单、实用的原则，实验结果验证了方法的可行性和有效性，所提出的方法

2、已经应用于多舵机的系统中。关键词：舵机IPwM，分时控制思想；ATmegal6DesignAndSimulationOfMulti—ServoMotorControlSystemBasedOnAVRSingleChipMicrocomputerHanQingyao，HongCaogen，ZhuXiaoguang，XuJin(DepartmentofMechanicalEngineering，NorthChinaElectricPowerUniversity，Baoding071003，China)Abstnct：Servomotorisanimportantexecutiv

3、estructureinrobots，mechanismandelectronicsandaeromodellings．Thispaperintro—ducesamultisenrocontrolsystemwhichisconstitutedbyahigh3peed8inglechipmicrocomputerATmegal6．1tcangeneratesmultiplexPWMwaveformsbymeansofthecombininghardwaretimerandtime—sharingmultiplextechnique．Thedesignofthesystemc

4、anbediVidedintothreeparts；910balschemedesign，hardwaredesignandsoftwaredesign．Eachpartcomplieswiththemodulardesignprinciples．Theo—veralldesignfolIowsareliable，simple，practicalprinciples．TheexperimentalresultsverifythefeasibilityandeffectiVenseoftheproposedapproachwhichhasbeensuccessfullyapp

5、liedtomulti—steeringsystem．Keyw卵出：sen，omotor#PWM；time—sharingmultiplextechnique；ATmegal6O引言舵机(servomotor)，又名伺服电机，是一种位置伺服的驱动器，它接收一定的控制信号，输出一定的角度，适用于那些需要角度不断变化并可以保持的控制系统。舵机主要适用于那些需要角度不断变化并可以保持的控制系统，比如人形机器人的手臂和腿，车模和航模的方向控制。舵机的控制信号实际上是一个脉冲宽度调制信号(PwM信号)，该信号可由FP—GA器件、模拟电路或单片机产生。采用FPGA成本较高，用模拟电路来

6、实现则电路较复杂，不便于实现多路输出，目前采用单片机实现舵机控制的方法比较普遍[1]。1舵机构造及工作原理舵机主要是由外壳、一个小型直流电动机、一组减速齿轮、一个用于转角位置检测的电位器和一块控制电路板所构成[2]。图1是FUTABA—S3003型舵机的内部电路。舵机的工作原理是：PWM信号由接收通道进入信号解调电路BA6688L的12脚进行解调，获得一个直流偏置电压。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，获得电收稿日期：2010一10一12；修回日期：2010一11—15。基金项目：国家自然科学基金项

7、目(60974125)。作者简介：韩庆瑶(1953一)，男，河北保定人，博士，教授，主要从事机电控制及自动化方向的研究。中华测控网chinamca．com图1FUTABA—S3003型舵机的内部电路压差由BA6688的3脚输出。该输出送入电机驱动集成电路BAI。6686，以驱动电机正反转。当电机转速一定时，通过级联减速齿轮带动电位器R∞1旋转，直到电压差为O，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。通常的舵机有3条导线，分别是：电源线、地线、控制线。电源线和地线用于提供舵机内部的直