STC8G1K17A驱动舵机云台-优快云博客

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/weixin_51248645/article/details/146296322

1需求

设计一个舵机云台，实现通过摇杆实现舵机的二维控制。

2实现方案

2.1设计原理

通过stc8g1k17a的5.5和3.2端口进行摇杆的模拟量采集。

通过3.3和5.4实现PWM波形输出，实现舵机控制。

2.2电路设计

2.3PCB设计

2.4软件设计

8位PWM设计，实测结果动作精度太小，没法精准控制，资料如下：

https://download.youkuaiyun.com/download/weixin_51248645/90488008

3实物调试

实测结果中，问题如下：

1.控制精度太差，舵机运动过程中明显卡顿不流畅。

2.摇杆采集ADC数据不稳定，由于摇杆线超过1M，导致采集数据不稳定。

4系统优化

4.1控制精度优化

采用10位PWM进行设计。

4.1.1 PCA时钟为定时器0的溢出脉冲

//Tpostive：占空比,1~99
void PWM_Set_init(void)
{
   CCON = 0x00;
   CMOD = 0x04; //PCA时钟为定时器0的溢出脉冲
   CL = 0x00;
   CH = 0x00;
}

4.1.2定时器分频系数计算

//k：分频比
void PwmTimer0Init(uint16_t k)
{
TR0 = 0;
   AUXR |= 0x00;       //定时器时钟12T模式
   TMOD &= 0xF0;       //设置定时器0模式1，16位定时器
   TMOD |= 0x00;       //设置定时器0模式1，16位定时器
   TL0=(65536-k)%256; //设置定时初值 5ms
   TH0=(65536-k)/256;
   //TF0 = 0;       //清除TF0标志
   ET0 = 0; //定时器0中断
TR0 = 1;
}

4.1.3计算定时器

   PwmTimer0Init(18); //(65536-100)%256; //78=20ms/256 一个脉冲得时间t = 1*12/11.0592M = 1.085us
   ET0 = 1; //使能定时器中断
   EA = 1;

单片机一个脉冲得时间t = 1*12/11.0592M = 1.085us

20ms分为1024份，则每个控制精度代表19.5us时间，对应的脉冲数为 /1.085=18

所以PwmTimer0Init传参为18，刚好20ms。

舵机控制0-180°，要在0.5ms-2.5ms驱动舵机，对应1024分频，则有效范围为26-128.则单片机只需要调节占空比在26-128范围就行。

4.1.4舵机控制

//Tpostive：占空比,1~99
void PWM1_Set(int Tpostive)   //取26-128   50-75
{
  int d;

	CCAPM1 = 0x42;                              //PCA模块1为PWM工作模式 P33
  //PCA_PWM1 = 0xc0;                            //PCA模块1输出8位PWM
	d=1024-Tpostive;
	PCA_PWM1 = 0xf4;
	/*
	EPC1H =1; EPC1L =1;
	XCCAP1H = 0x3;XCCAP1L = 0x3;
*/
  CCAP1L = (char)(d);                                 //PWM占空比为87.5%[(100H-20H)/100H]
  CCAP1H = (char)(d);

  CR = 1;                                     //启动PCA计时器
}

这里需要注意以下几个事项：

1.10位PWM，要设置CCAPM1 = 0x42;

2.在更新 10 位 PWM 的重载值时，必须先写高两位 XCCAPnH[1:0]，再写低 8 位 CCAPnH[7:0]。

3. EPC1H =0; EPC1L =0; XCCAP1H = 0x3;XCCAP1L = 0x3;这几个寄存器的值，都在PCA_PWM1中写即可，没有单独定义地址。