智能小车舵机控制精编版
舵机控制板 程序

舵机控制板程序一、引言舵机控制板是一种可用于控制机械臂、机器人、车辆等设备的电子模块。
它通过接收来自主控制器的指令,将指令转化为对舵机的控制信号,在实现设备的运动控制和精确定位方面起到关键的作用。
本论文将介绍舵机控制板的设计原理、硬件电路、软件程序设计以及实验验证。
二、设计原理舵机控制板的设计原理基于脉宽调制(PWM)的原理。
通过调节控制信号的脉宽,可以控制舵机的转角。
通常情况下,舵机的控制信号周期为20ms,其中脉宽的范围为0.5ms至2.5ms,对应于舵机的转角范围。
通过改变控制信号的脉宽,可以实现舵机的旋转和定位。
三、硬件电路设计舵机控制板的硬件电路主要由舵机驱动芯片、微控制器、电源管理电路和通信接口组成。
舵机驱动芯片负责将控制信号转化为舵机的驱动电流,从而控制舵机的转动。
微控制器负责接收来自主控制器的指令,并生成对应的舵机控制信号。
电源管理电路负责为舵机提供稳定的电源电压。
通信接口可以是UART、SPI或I2C,用于与主控制器进行数据交互。
四、软件程序设计舵机控制板的软件程序主要包括舵机驱动程序和舵机控制算法。
舵机驱动程序负责生成控制信号,并将其通过舵机驱动芯片发送给舵机。
舵机控制算法可以根据具体应用需求进行设计,常见的算法包括位置控制、速度控制和力控制等。
在控制算法中,通常会使用PID控制器进行反馈控制,以实现舵机的精确定位和运动控制。
五、实验验证为了验证舵机控制板的性能,我们设计了一组实验。
首先,我们使用主控制器发送控制指令给舵机控制板,观察舵机是否能正确响应并转动到预定的位置。
然后,我们对舵机进行速度控制和力控制实验,通过改变控制参数,观察舵机运动的速度和受力情况。
最后,我们将舵机控制板与机械臂进行联合控制实验,验证其在复杂工作环境下的性能。
六、结论本论文介绍了舵机控制板的设计原理、硬件电路、软件程序设计以及实验验证。
通过对舵机控制板的开发,我们可以实现对机械臂、机器人、车辆等设备的运动控制和精确定位。
舵机控制程序

舵机控制程序 Final revision on November 26, 2020在机器人机电控制系统中,舵机控制效果是性能的重要影响因素。
舵机可以在微机电系统和航模中作为基本的输出执行机构,其简单的控制和输出使得单片机系统非常容易与之接口。
舵机是一种位置伺服的驱动器,适用于那些需要角度不断变化并可以保持的控制系统。
其工作原理是: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。
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。
一般舵机的控制要求如图1所示。
图1 舵机的控制要求单片机实现舵机转角控制可以使用FPGA、模拟电路、单片机来产生舵机的控制信号,但FPGA成本高且电路复杂。
对于脉宽调制信号的脉宽变换,常用的一种方法是采用调制信号获取有源滤波后的直流电压,但是需要50Hz(周期是20ms)的信号,这对运放器件的选择有较高要求,从电路体积和功耗考虑也不易采用。
5mV以上的控制电压的变化就会引起舵机的抖动,对于机载的测控系统而言,电源和其他器件的信号噪声都远大于5mV,所以滤波电路的精度难以达到舵机的控制精度要求。
也可以用单片机作为舵机的控制单元,使PWM信号的脉冲宽度实现微秒级的变化,从而提高舵机的转角精度。
单片机完成控制算法,再将计算结果转化为PWM信号输出到舵机,由于单片机系统是一个数字系统,其控制信号的变化完全依靠硬件计数,所以受外界干扰较小,整个系统工作可靠。
单片机系统实现对舵机输出转角的控制,必须首先完成两个任务:首先是产生基本的PWM周期信号,本设计是产生20ms的周期信号;其次是脉宽的调整,即单片机模拟PWM信号的输出,并且调整占空比。
51红外循迹小车报告(舵机版)最终版要点

简易教程前言往届全国大学生电子设计竞赛曾多次出现了集光、机、电于一体的简易智能小车题目,此次,笔者在通过多次论证、比较与实验之后,制作出了简易小车的寻迹电路系统。
整个系统基于普通玩具小车的机械结构,利用小车的底盘、前后轮电机及其自动复原装置,能够平稳跟踪路面黑色轨迹运行。
系统分为检测、控制、驱动三个模块。
首先利用光电对接收管和路面信号进行检测,然后经过比较器处理,对软件控制模块进行实时控制,输出相应的信号给驱动芯片驱动电机转动,从而控制整个小车的运动。
智能小车能在画有黑线的白纸“路面”上行驶,这是由于黑线和白纸对光线的反射系数不同,小车可根据接收到的反射光的强弱来判断“道路”---黑线,最终实现简单的循迹运动。
个人水平有限,有错误不足之处,还望各位前辈同学多多包含,指出修正,完善。
谢谢!李学云王维2016年7月27号目录前言 (1)第一部分硬件设计 (1)1.1 车模选择 (1)1.2传感器选择 (1)1.3 控制模块选择 (2)第二部分软件设计及调试 (3)2.1 开发环境 (3)2.2总体框架 (3)2.3 舵机程序设计与调试 (3)2.3.1 程序设计 (3)2.3.2 调试 (3)2.3.3 程序代码 (4)2.4 传感器调试 (5)2.4.1 传感器好坏的检测 (5)2.4.2 单片机能否识别信号并输出信号 (5)2.5 综合调试 (7)附录1 (9)第一篇舵机(舵机及转向控制原理) (9)1.1概述 (9)1.2舵机的组成 (10)1.3舵机工作原理 (11)1.4舵机使用中应注意的事项 (12)1.5如何利用程序实现转向 (12)1.6舵机测试程序 (13)附录2 (14)第二篇光电红外传感器 (14)2.1传感器的原理 (14)2.2红外光电传感器ST188 结构图 (15)2.3传感器的选择 (15)2.4传感器的安装 (16)2.5使用方法 (16)2.7红外传感器输入输出调试程序 (17)一、课题任务及要求用360°连续舵机设计一个自动循迹小车,可以自动行驶并检测到地面黑色轨迹,沿着黑色轨迹行驶.二、小车行驶基本原理小车在白色地板上循黑线行走,由于黑线和白色地板对光线的反射系数不同,可以根据接收到的反射光的强弱来判断“道路”。
智能车 舵机控制

智能车舵机控制章节一:引言智能车作为现代交通工具的重要发展方向之一,已经在自动驾驶、智能交通管理和车辆安全等领域取得了显著进展。
智能车的舵机控制系统是实现车辆精确转向的核心技术之一。
本论文旨在对智能车舵机控制技术进行探索和研究,以提高智能车辆的转向性能和安全性。
章节二:智能车舵机控制原理2.1 舵机工作原理舵机是一种能对自身位置进行控制并保持该位置的装置,通过电控系统可以精确控制舵机的转角。
其工作原理主要基于控制信号的宽度和频率来实现转动舵机。
舵机通过接收控制信号,根据信号的高低电平来判断舵机转动的方向,信号的脉宽则决定了舵机转动的角度。
2.2 舵机控制系统智能车的舵机控制系统主要由舵机、电机驱动器、传感器和控制器等组成。
舵机通过电机驱动器将电信号转换为机械运动,而传感器可以监测车辆的行驶状态和转向角度,从而向控制器提供反馈信号。
控制器根据传感器的反馈信号来调整舵机的转向角度,以实现精确的转向控制。
章节三:智能车舵机控制技术研究3.1 舵机位置控制算法舵机位置控制算法是智能车舵机控制的核心技术之一。
常用的舵机位置控制算法有PID控制、模糊控制和遗传算法等。
PID控制算法通过调整控制器的比例、积分和微分系数,使得舵机的转动角度与期望角度之间达到最优。
模糊控制算法则根据输入信号的模糊集合和输出信号的模糊集合之间的关系,来决定舵机的转动角度。
遗传算法则通过模拟生物遗传过程,优化算法的参数,以达到最优的控制效果。
3.2 舵机电机驱动器优化设计舵机电机驱动器的设计对于智能车舵机控制系统的稳定性和可靠性至关重要。
为了提高驱动器的效率,可以采用升级版的驱动器,如无刷电机驱动器。
无刷电机驱动器减少了传统电机驱动器的机械接触,减小了转动阻力,提高了驱动器的效率和寿命。
章节四:智能车舵机控制技术应用展望随着智能车技术的不断发展,舵机控制技术将广泛应用于自动驾驶和车辆安全等领域。
智能车舵机控制技术的应用展望主要包括以下几个方面:一是利用舵机控制技术实现车辆的自动转向,提高车辆的驾驶安全性;二是将舵机控制技术应用于自动泊车系统,实现车辆的精确泊车;三是通过舵机控制技术实现车辆的自适应巡航控制,提高车辆的舒适性和经济性。
STC89C52单片机为智能小车的控制

摘要本设计是以STC89C52单片机为智能小车的控制核心,采用直流电机驱动小车前进及转向,电机驱动采用电磁继电器和L298芯片,电源主要是由以充电电池为动力。
系统由单片机通过IO口控制小车的前进避线及转向,通过硬件和软件的调试,最终在预设黑线的白色区域内完成循环超车任务。
目录1系统方案 (2)1.1 主控制器的论证与选择 (2)1.2 电机与驱动的论证与选择 (2)1.3 检测系统的论证与选择 (2)1.4 无线通信系统的论证与选择 (2)2系统理论分析与计算 (2)2.1 小车模型的分析 (2)2.1.1 智能小车控制系统 (2)2.1.2 智能小车转向和速度的控制 (2)2.2 赛道记忆的计算 (2)2.2.1判断黑线记忆 (2)3电路与程序设计 (4)3.1电路的设计 (4)3.1.1系统总体框图 (3)3.1.2 电机子系统框图 (3)3.1.3 红外检测子系统框图 (4)3.1.4电源 (4)3.2程序的设计 (4)3.2.1程序功能描述与设计思路 (4)3.2.2程序流程图 (4)4测试方案与测试结果 (6)4.1测试方案 (6)4.2 测试条件与仪器 (6)4.3 测试结果及分析 (7)4.3.1测试结果(数据) (7)4.3.2测试分析与结论 (7)附录1:电路原理图 (8)附录2:源程序 (9)智能小车(C题)【本科组】1系统方案本系统主要由单片机最小系统模块、直流电机驱动模块、红外光检测模块、锂电池模块组成,下面分别论证这几个模块的选择。
1.1 主控制器的论证与选择方案一:采用FPGA(Field Programmable Gate Array)控制方案。
FPGA内部具有独立的I/O接口和逻辑单元,使用灵活、适用性强,且相对单片机来说,还具有速度快、外围电路较少和集成度高的特点,因此特别适用于复杂逻辑电路设计。
但是FPGA的成本高,而且由于本设计对输出的数独要求不高,所以FPGA高速处理的优势得不到充分体现。
舵机控制小车转向结构

舵机控制小车转向结构第一章:引言(200字左右)随着智能技术的飞速发展,机器人和无人驾驶车辆已经成为现实生活中不可或缺的一部分。
而小型无人驾驶车辆的转向机构则是实现其运动控制和路径规划的重要组成部分。
本论文旨在介绍一种基于舵机控制的小车转向结构,并探讨其优势和应用前景。
第二章:舵机控制原理与应用(350字左右)舵机是一种能够精确控制位置的电动执行器,常应用于模型车辆、机器人和工控领域。
舵机通过接收控制信号,驱动转向装置,并实现车辆转向的功能。
具体来说,控制信号会告知舵机需要达到的目标角度,舵机快速而准确地将转向装置调整到指定角度,从而改变小车的行驶方向。
相比于传统的电动机控制,舵机具有定位精度高、响应速度快的优势,适用于小车等对转向敏感的应用场景。
第三章:舵机控制小车转向结构(300字左右)舵机控制小车转向结构由舵机、转向装置和传感器等组成。
舵机通过输出根据控制信号而旋转的转向力矩,驱动转向装置使小车转动。
传感器用于感知小车的位置和方向,反馈给舵机,从而实现闭环控制。
转向装置根据舵机信号的旋转方向决定小车转向的角度。
第四章:结论(150字左右)舵机控制小车转向结构具有精确控制、快速响应和较高的定位精度等优势,可以满足小车转向应用的需求。
在无人驾驶和智能车辆领域,舵机控制小车转向结构有着广阔的应用前景。
同时,未来的研究可以探索更加高效和智能的转向机构,进一步提升小车的转向性能。
第二章:舵机控制原理与应用(续)舵机的控制原理基于PWM(脉宽调制)信号的生成和解析。
通过改变PWM信号的脉宽,可以控制舵机的转动角度。
通常情况下,舵机的转动角度范围在0到180度之间,脉宽的范围为1ms 到2ms。
当脉宽为1.5ms时,舵机对应的转动角度为90度,脉宽小于1.5ms时,舵机逆时针转动;脉宽大于1.5ms 时,舵机顺时针转动。
舵机在小车转向控制中的应用十分广泛。
无论是智能车辆还是机器人,转向是实现路径规划和运动控制的基础。
智能小车控制.

稳压模块
• 方案1: 采用两片7809将电压稳压至9V 后给直流电机供电,然后采用一片7805 将电压稳至5V,给单片机系统和其他芯 片供电。 • 方案2:采用两片7809将电压稳压至9V后 给直流电机供电,然后采用2576将电压 稳至5V。2576的输出电流最大可至3A。
寻迹传感器模块
• 方案1:用光敏电阻组成光敏探测器。光敏电阻的阻值 可以跟随周围环境光线的变化而变化。当光线照射到 白线上面时,光线发射强烈,光线照射到黑线上面时, 光线反射较弱。将阻值的变化经过比较器就可以输出 高低电平。 • 方案2:用红外发射管和接收管制作光电对管寻迹传感 器。红外发射管发出红外线,当发出的红外线照射到 白色的平面后反射,若红外接收管能接收到反射回的 光线则检测出白线继而输出低电平,若接收不到发射 管发出的光线则检测出黑线继而输出高电平。红外探 测器探测距离有限,一般最大不应超过3cm。 • 方案3:用RPR220型光电对管。RPR220是一种一体 化反射型光电探测器,其发射器是一个砷化镓红外发 光二极管,而接收器是一个高灵敏度,硅平面光电三 极管。当发光二极管发出的光反射回来时,三极管导 通输出低电平。
电机模块
• 方案1:采用步进电机作为该系统的驱动电机。 由于其转过的角度可以精确的定位,可以实现 小车前进路程和位置的精确定位。虽然采用步 进电机有诸多优点,步进电机的输出力矩较低, 随转速的升高而下降,且在较高转速时会急剧 下降,由于其转速较低,不适用于小车等有一 定速度要求的系统。 • 方案2:采用直流减速电机。直流减速电机转 动力矩大,体积小,重量轻,装配简单,使用 方便。由于其内部由高速电动机提供原始动力, 带动变速(减速)齿轮组,可以产生较大扭力。
中右
大右
图 11 寻迹流程图
51红外循迹小车报告(舵机版)最终版

简易教程前言往届全国大学生电子设计竞赛曾多次出现了集光、机、电于一体的简易智能小车题目,此次,笔者在通过多次论证、比较与实验之后,制作出了简易小车的寻迹电路系统。
整个系统基于普通玩具小车的机械结构,利用小车的底盘、前后轮电机及其自动复原装置,能够平稳跟踪路面黑色轨迹运行。
系统分为检测、控制、驱动三个模块。
首先利用光电对接收管和路面信号进行检测,然后经过比较器处理,对软件控制模块进行实时控制,输出相应的信号给驱动芯片驱动电机转动,从而控制整个小车的运动。
智能小车能在画有黑线的白纸“路面”上行驶,这是由于黑线和白纸对光线的反射系数不同,小车可根据接收到的反射光的强弱来判断“道路”---黑线,最终实现简单的循迹运动。
个人水平有限,有错误不足之处,还望各位前辈同学多多包含,指出修正,完善。
谢谢!李学云王维2016年7月27号目录前言 (1)第一部分硬件设计 (1)1.1 车模选择 (1)1.2传感器选择 (1)1.3 控制模块选择 (2)第二部分软件设计及调试 (3)2.1 开发环境 (3)2.2总体框架 (3)2.3 舵机程序设计与调试 (3)2.3.1 程序设计 (3)2.3.2 调试 (3)2.3.3 程序代码 (4)2.4 传感器调试 (5)2.4.1 传感器好坏的检测 (5)2.4.2 单片机能否识别信号并输出信号 (5)2.5 综合调试 (7)附录1 (9)第一篇舵机(舵机及转向控制原理) (9)1.1概述 (9)1.2舵机的组成 (10)1.3舵机工作原理 (11)1.4舵机使用中应注意的事项 (12)1.5如何利用程序实现转向 (12)1.6舵机测试程序 (13)附录2 (14)第二篇光电红外传感器 (14)2.1传感器的原理 (14)2.2红外光电传感器ST188 结构图 (15)2.3传感器的选择 (15)2.4传感器的安装 (16)2.5使用方法 (16)2.7红外传感器输入输出调试程序 (17)一、课题任务及要求用360°连续舵机设计一个自动循迹小车,可以自动行驶并检测到地面黑色轨迹,沿着黑色轨迹行驶.二、小车行驶基本原理小车在白色地板上循黑线行走,由于黑线和白色地板对光线的反射系数不同,可以根据接收到的反射光的强弱来判断“道路”。
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智能小车舵机控制精编
版
MQS system office room 【MQS16H-TTMS2A-MQSS8Q8-MQSH16898】
1
//只利用一个定时器 T0,定时时间为,定义一个角度标识,数值为 1、2、3、4、5,
//实现、1ms、、2ms、高电平的输出,再定义一个变量,数值最大为 40,实现周期为 20ms。
//每次进入定时中断,判断此时的角度标识,进行
//相应的操作。
比如此时为 5,则进入的前 5 次中断期间,信号输出为高电平,即为的
//高电平。
剩下的 35 次中断期间,信号输出为低电平,即为的低电平。
这样总的时间
//是 20ms,为一个周期。
//用51板上s1和s2按键
//用P1^7输出 PWM信号控制舵机
#include ""
unsigned char count; //次数标识
sbit pwm =P1^7 ; //PWM信号输出
sbit jia =P3^0; //角度增加按键检测IO口
sbit jan =P3^1; //角度减少按键检测IO口
sbit jianwei=P3^4; //按键位
unsigned char jd; //角度标识
sbit dula=P2^6;
sbit wela=P2^7;
unsigned char code table[]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,
0x07,0x7f,0x6f,0x77,0x7c,0x39,0x5e
void delay(unsigned char i)//延时
{
unsigned char j,k;
for(j=i;j>0;j--)
for(k=125;k>0;k--);
}
void Time0_Init() //定时器初始化
{
TMOD = 0x01; //定时器0工作在方式1
IE= 0x82;
TH0= 0xfe;
TL0= 0x33; //晶振,
TR0=1; //定时器开始
}
void Time0_Int() interrupt 1 //中断程序
{
TH0 = 0xfe; //重新赋值
TL0 = 0x33;
if(count<jd) //判断次数是否小于角度标识
pwm=1; //确实小于,PWM输出高电平
else
pwm=0; //大于则输出低电平
count=(count+1); //次数加1
count=count%40; //次数始终保持为40 即保持周期为20ms
}
void keyscan() //按键扫描
{
if(jia==0) //角度增加按键是否按下
{
delay(10); //按下延时,消抖
if(jia==0) //确实按下
{
jd++; //角度标识加1
count=0; //按键按下则20ms周期从新开始
if(jd==6)
jd=5; //已经是180度,则保持
while(jia==0); //等待按键放开
}
}
if(jan==0) //角度减小按键是否按下,
{
delay(10);
if(jan==0)
{
jd--; //角度标识减1
count=0;
if(jd==0)
jd=1; //已经是0度,则保持
while(jan==0);
}
}
}
void display() //数码管显示函数
{
unsigned char bai,shi,ge;
switch(jd) //根据角度标识显示相应的数值
{
case 1: //为1,角度为0,前3个数码管显示000 bai=0;
shi=0;
ge=0;
break;
case 2:
bai=0;
shi=4;
ge=5;
break;
case 3:
bai=0;
shi=9;
ge=0;
break;
case 4:
bai=1;
shi=3;
ge=5;
break;
case 5: //为5,角度为180,前3个数码管显示180 bai=1;
shi=8;
ge=0;
break;
}
dula=0;
P0=table[bai];
dula=1;
dula=0;
wela=0;
P0=0xfe;
wela=1;
wela=0;
delay(5);
P0=table[shi];
dula=1;
dula=0;
P0=0xfd;
wela=1;
wela=0;
delay(5);
P0=table[ge];
dula=1;
dula=0;
P0=0xfb;
wela=1;
wela=0;
delay(5);
}
void main()
{
jd=1;
jianwei=0;
count=0;
Time0_Init();
while(1)
{
keyscan(); //按键扫描
display();
}
}
2
#include<>
#define uint unsigned int
#define uchar unsigned char
uint count;
uchar jd;
sbit le1=P1^0; //*光电传感器*//
sbit PWM=P3^5; //舵机pwm//
init()
{
TMOD=0x01;//设定定时器
TH0 = 0xFE;
TL0 = 0x0c;//设定定时初始值
EA=1;
ET0=1;
TR0=1;
}
void delay(uint z) //延时
{
uint x,y;
for(x=z;x>0;x--)
for(y=125;y>0;y--);
}
void timer0() interrupt 1 //产生pwm信号控制舵机,周期20ms {
TH0 = 0xFE;
TL0 = 0x0c; //设定定时初始值
if(count<jd) //判断次数是否小于角度标识
{
PWM=1; //确定小于,pwm输出高电平
// delay(180); //延时一会,可以减慢舵机转速
}
else
PWM=0; //大于则输出低电平
count=count+1; //次数加1
count=count%40; //次数始终保持为40即保持周期为20ms
}
void xunji() //循迹函数,读取光电管状态
{
if(le1!=0)
{
delay(10);
if(le1==0)
{
jd++;
count=0;
while(le1==0);
}
} //分析光电管状态,看你的电路检测到黑线输出1或者是0
else
{
count=0;
jd=3; //舵机归中
}
}
void main()
{
jd=3; //角度初始化90°: 1= 舵机为0° 2=1ms 舵机为45°3、4、5、同上count=0; //初始化赋值零
init(); //定时器初始化
while(1)
{
xunji(); //舵机检测
}
}。