基于定时器定时的6路舵机控制电路研究.pdf

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1、自动化技术与虚甩20l0年第29卷第8期经验交流TochnicaICommunications基于定时器定时的6路舵机控制电路研究任志敏(常州纺织服装职业技术学院信息技术系，江苏常州213164)摘要：本文提出了基于AVR单片机通用I／O口驱动6路舵机的方案，设计了舵机控制电路板，实现了通过定时器精确定时的方式在AVR单片机的通用I／OVI输出稳定可靠的6路PWM信号。关键词：舵机；定时器；控制电路；PWM信号中图分类号：TP332．3文献标识码：B文章编号：1003—7241(2010)08—0108—04TheControlSystemofProducing6ChannelsofPWMS

2、ignalbythe_『1merRENZlli．min(DepartmentofInformationTechnology,ChangzhouTextileGarmentInstitute，Changzhou213164China)Abstract：Thispaperintroducesthedesignplanthatreferstodrive6servomotorswhichconnectwithGPIOonAVRchip．Thecontrolcircuitisdesigned．TheoutputofPWMsignalscanbeachievedviasettingandclearing

3、0n6GPIOchannels，whicharecontrolledbytheTimerofAVR．Keyword：servomotor；timer；controlcircuit；PWMsignal1引言舵机通常由电源、底线和PwM信号线三根线输入类人机器人的关节除了机械部件以外，最主要的活控制。不同舵机对PWM信号参数规范有所不同，通常动部件是伺服电机(舵机)。一个舵机表示机器人的一个而言，输入舵机的PWM信号周期在12ms到20ms之间，自由度。通常驱动舵机的是PWM(Pulse-widthmodu-高电平脉宽0．5ms到2．5ms。高电平的脉宽决定舵机转lation脉宽调制)信号。PW

4、M信号是一种周期性的方波角，一般是0．5ms时舵机转动0度，1．5ms时转动90度，信号，通过调制高电平的时间的长短来表示整个方波平2．5ms时转动180度。高电平脉宽和转动的角度成近似均值的变化。一个周期内高电平的时间与整个周期的正比关系⋯1。比值叫占空比。如图l所示。在Robocup比赛中，有一项比赛是六个自由度的机器人行走翻滚等基本动作比试。其实质是对6路舵机的控制，控制电路要求输出稳定持续的6路PwM信号驱动6个舵机关节的转向。本文基于这一特点，设计了6路舵机的控制电路板，控制板程序和上位机程序。图1PWM信号示意图2硬件电路设计占空比D：T／T硬件电路设计包括选择相应的控制单片机，

5、与上位其中r是高电平的时间，T是方波的周期机的通信方式以及电源模块等。一般单片机本身都集成了3路PWM信号输出ISl，通过设置定时器可以比较收稿日期：2010—03—31经马佥交流自动化技术与应用》2010年第29卷第8期方便的控制3路PWM信号的输出。这种方式的优点是nRF2401A是Nordic北欧集成电路公司生产的单片可以通过设置定时器的比较值和最高值可以很方便改射频收发芯片，工作于2．4～2．5GHzISM频段，芯片内变PWM高电平的时间，从而控制舵机的转角。对于6置地址解码器、先人先出堆栈区、频率合成器、功率放路舵机的控制这种方式不是很适用。因此本文采取的大器、晶体振荡器和调制器等

6、功能模块，输出功率和通方案是通过单片机定时器的精确定时，改变单片机通用信频道可通过程序进行配置。芯片能耗非常低，工作电I／O口的高低输出状态，在通用I／O口模拟输出PWM信流小，多种低功率工作模式，节能设计更方便。其号。如图2所示。DuoCeiverTM技术使nRF2401可以使用同一天线，同时接收两个不同频道的数据。nRF240IA有125个可满足h^10一多频及跳频需要的2．4GHz频段多频道，高达iMbps的发射速率，外围电路简单，嵌入CRC通信效验协议，可通过软件设置40bits的通信地址、通信频率、发射功率等，提供一个中断指示。nRF240lA适用于多种无线通信的场合，如无线数据传

7、输系统、无线鼠标、遥控开锁、手持终端PDA设备等l3]。利用nrF240lA的通道l和单片机进行数据传输，通过无线数据传输的方式向舵机发送通道值和角度值。上位机可以是PC机通过串口连接的nRF2401A发图2通用I／0口连接舵机射模块，也可以是其他单片机连接的nRF2401A发射模综上所述，本文使用Atmel公司的ATmega16单片块。本文采用上位机是PC机连接nRF240lA发射模机作为整个控制电路的主控