第十四课：制作舵机测试仪

我爱萝丽爱萝丽 · 发表于 2016-12-6 05:33:09

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本帖最后由我爱萝丽爱萝丽于 2016-12-8 12:22 编辑

积少而成多，量变成质变！
回顾已经过去的十三课，坚持下来的人又学会了多少新知识！
很快，你就会发现，你已经不知不觉中能够写程序制作出以前看起来很高大上的、“大神”们才能捣鼓东西了！
在新的一课，你还将学会怎么控制舵机、电调这些航模设备，在以后的课程中，还将亲手做一个实用的四通道航模遥控器，想想是不是很激动人心？

最近又有不少人问我：“我没有基础/学历不高/没学过编程……可以学会吗？”
这里要强调一下，学东西切不可急功近利，已经错过课程开始的人，更要认真一步一个脚印的从第一课慢慢学，每一个练习都是要认真做的。不做练习我敢肯定还是学不会的。
当然，还是那句话，只要你会ABCD、加减乘除，没有理由学不会。课程相对来说已经是非常简单。（有感到不懂和难的还是要多问，不问别人怎么知道）

本课的主意内容：学习用PWM信号控制舵机
第十四课：制作舵机测试仪舵机,电调,遥控器作者:我爱萝丽爱萝丽 3830

我爱萝丽爱萝丽 · 发表于 2016-12-8 04:05:58

本帖最后由我爱萝丽爱萝丽于 2016-12-8 12:21 编辑

1.1 焊接电路

电路与上一个项目《电量显示》基本相同，数码管+单片机。因此直接在原电路上扩展，增加一个3针的排针，焊上地、5V、信号线即可。
第十四课：制作舵机测试仪舵机,电调,遥控器作者:我爱萝丽爱萝丽 992

我爱萝丽爱萝丽 · 发表于 2016-12-8 05:16:49

本帖最后由我爱萝丽爱萝丽于 2016-12-8 05:24 编辑

1.2 舵机控制原理

控制舵机的信号其实也是PWM，跟我们在之前课程讲到的PWM原理一样。比较一下异同：
控制LED亮度的PWM：周期10ms，高电平0~10ms可以连续变化；
控制舵机的PWM：周期20ms，高电平时间0.5ms~2.5ms变化。
第十四课：制作舵机测试仪舵机,电调,遥控器作者:我爱萝丽爱萝丽 5825

在航模舵面的实际控制中，不可能有180度的转动，所以通用的高电平宽度其实是1ms~2ms。
看到这，如果你已经熟练掌握delay延时的方法，我想你心中已经有主意怎么实现了~~

知识点（52） sfr P5=0xC8; 声明P5引脚
单片机常用的是P0、P1、P2、P3引脚，系统默认已经声明，新增的P5引脚需要先声明才能用

让舵机左右摆动的小程序：

#include<reg51.h>
sfr P5=0xC8; //声明P5引脚寄存器
sbit OUT=P5^5;//定义一个输出引脚
unsigned int L; //定义一个数据
void Delay10us() //@12.000MHz
{
unsigned char i;
i = 27;
while (--i);
}
void delay_n_10us(unsigned int n)//延时n个10us的函数
{
while(n)
{
Delay10us();
n=n-1;//每循环一次n减小1
}
}
void main()
{
L=150;//1.5ms高电平，舵机摆到中间
while(1)
{
OUT=1;
delay_n_10us(L);//输出高电平
OUT=0;
delay_n_10us(1900);//19ms左右低电平
L=L+1;//舵机反复左右摆动
if(L>200)//如果时间大于2ms，从1ms重新开始
{
L=100;
}
}
}

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我爱萝丽爱萝丽 · 发表于 2016-12-10 04:01:38

本帖最后由我爱萝丽爱萝丽于 2016-12-10 04:21 编辑

1.3 旋钮控制舵机

学到的知识更重要的是能灵活运用。在第十三课中学习的AD转换功能不仅可以测量电压，还能测出电位器旋转的角度。
旋转电位器时输出的电压会改变，用AD转换结果会0~255变化，正好可以用来控制PWM高电平的时间。

用电位器控制舵机的程序：

#include<reg51.h>
sfr P5=0xC8; //声明P5引脚寄存器
sfr P1ASF=0x9D; //声明 P1口模拟功能寄存器
sfr ADC_RES=0xBD; //声明 ADC转换结果寄存器
sfr ADC_CONTR=0xBC;//声明 ADC控制寄存器
sbit OUT=P5^5;//定义一个输出引脚
unsigned int L; //定义一个数据
unsigned int adc; //AD转换计算
void Delay10us() //@12.000MHz
{
unsigned char i;
i = 27;
while (--i);
}
void delay_n_10us(unsigned int n)//延时n个10us的函数
{
while(n)
{
Delay10us();
n=n-1;//每循环一次n减小1
}
}
void main()
{
L=150;//1.5ms高电平，舵机摆到中间
P1ASF=0x80; //设置P1.7引脚为模拟功能
while(1)
{
OUT=1;
delay_n_10us(L);//输出高电平
OUT=0;
delay_n_10us(1900);//19ms左右低电平
ADC_CONTR=0x88+7; //开始P1.7引脚转换
delay_n_10us(5); //等待50us,AD转换完成
adc=ADC_RES; //读取转换结果
L=adc; //转动旋钮，adc的值0~255变化
//L的变化范围是100~200，所以进行一下限制
if(L>200)L=200; //高电平时间不能超过2ms
if(L<100)L=100; //高电平时间不能低于1ms
}
}

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我爱萝丽爱萝丽 · 发表于 2016-12-10 05:31:13

1.4 组合数码管程序与舵机程序

如果只有一个旋钮，相当于你只DIY了一个市面价值6元的简易测试仪：
第十四课：制作舵机测试仪舵机,电调,遥控器作者:我爱萝丽爱萝丽 3871

但如果你加了显示屏，那立马就上了档次，相当于30元的高端测试仪了
第十四课：制作舵机测试仪舵机,电调,遥控器作者:我爱萝丽爱萝丽 9257

组合不同的程序功能，在每个项目里都会练习到。现在，你应该已经学会“系统周期法”。用这个方法，你应该马上想到：
数码管程序周期：4ms；
舵机程序周期：10us；
用最小的10us做为新程序的周期，你需要：
每400次（4ms）执行一次数码管；
每2000次（20ms）中，前100~200次（1~2ms）高电平，其余低电平。

这样，很轻松的就将两个简单的程序组合成一个复杂的程序。
学会这个方法，相当于你学会了一个“套路”，大部分程序你都可以这样套。赶快自己练习试试吧。
……………………………………………………
……………………………………………………

正如一道数学题有多种解法一样，“系统周期”也可以更灵活的分配。其实舵机只受高电平时间控制，至于低电平时间则并不关心。利用这个特性，可以将程序流程简化一下：
系统周期：4ms；
每4ms执行一次数码管；
每20ms执行一次输出高电平。1ms的时间很短，对显示来说没有影响。

#include<reg51.h>
sfr P5=0xC8; //声明P5引脚寄存器
sfr P2M0=0x96; //声明 P2引脚模式寄存器
sfr P3M0=0xb2; //声明 P3引脚模式寄存器
sfr P1ASF=0x9D; //声明 P1口模拟功能寄存器
sfr ADC_RES=0xBD; //声明 ADC转换结果寄存器
sfr ADC_CONTR=0xBC;//声明 ADC控制寄存器
sbit DA=P2^4; //数码管每个引脚
sbit DB=P3^2;
sbit DC=P3^6;
sbit DD=P2^0;
sbit DE=P2^1;
sbit DF=P2^3;
sbit DG=P3^5;
sbit DP=P3^7;
sbit B1=P2^5; //四个数码管的引脚定义
sbit B2=P2^2;
sbit B3=P3^3;
sbit B4=P3^4;
sbit OUT=P5^5;//定义一个输出引脚
unsigned char display_time; //定义变量用于显示次数
unsigned char Data1; //第一个数码管要显示的数据
unsigned char Data2; //第二个数码管要显示的数据
unsigned char Data3; //第三个数码管要显示的数据
unsigned char Data4; //第四个数码管要显示的数据
unsigned char count; //计时
unsigned int adc; //AD转换计算
unsigned int L; //高电平时间
void Delay10us() //@12.000MHz
{
unsigned char i;
i = 27;
while (--i);
}
void delay_n_10us(unsigned int n)//延时n个10us的函数
{
while(n)
{
Delay10us();
n=n-1;//每循环一次n减小1
}
}
void display(unsigned char x)//控制数码管显示内容的函数
{
//判断x的值来决定显示什么
if(x==0){DA=1;DB=1;DC=1;DD=1;DE=1;DF=1;DG=0;DP=0;} //显示“0”
if(x==1){DA=0;DB=1;DC=1;DD=0;DE=0;DF=0;DG=0;DP=0;} //显示“1”
if(x==2){DA=1;DB=1;DC=0;DD=1;DE=1;DF=0;DG=1;DP=0;} //显示“2”
if(x==3){DA=1;DB=1;DC=1;DD=1;DE=0;DF=0;DG=1;DP=0;} //显示“3”
if(x==4){DA=0;DB=1;DC=1;DD=0;DE=0;DF=1;DG=1;DP=0;} //显示“4”
if(x==5){DA=1;DB=0;DC=1;DD=1;DE=0;DF=1;DG=1;DP=0;} //显示“5”
if(x==6){DA=1;DB=0;DC=1;DD=1;DE=1;DF=1;DG=1;DP=0;} //显示“6”
if(x==7){DA=1;DB=1;DC=1;DD=0;DE=0;DF=0;DG=0;DP=0;} //显示“7”
if(x==8){DA=1;DB=1;DC=1;DD=1;DE=1;DF=1;DG=1;DP=0;} //显示“8”
if(x==9){DA=1;DB=1;DC=1;DD=1;DE=0;DF=1;DG=1;DP=0;} //显示“9”
if(x==10){DA=1;DB=1;DC=1;DD=1;DE=1;DF=1;DG=0;DP=1;} //显示“0”带小数点
if(x==11){DA=0;DB=1;DC=1;DD=0;DE=0;DF=0;DG=0;DP=1;} //显示“1”带小数点
if(x==12){DA=1;DB=1;DC=0;DD=1;DE=1;DF=0;DG=1;DP=1;} //显示“2”带小数点
if(x==13){DA=1;DB=1;DC=1;DD=1;DE=0;DF=0;DG=1;DP=1;} //显示“3”带小数点
if(x==14){DA=0;DB=1;DC=1;DD=0;DE=0;DF=1;DG=1;DP=1;} //显示“4”带小数点
if(x==15){DA=1;DB=0;DC=1;DD=1;DE=0;DF=1;DG=1;DP=1;} //显示“5”带小数点
if(x==16){DA=1;DB=0;DC=1;DD=1;DE=1;DF=1;DG=1;DP=1;} //显示“6”带小数点
if(x==17){DA=1;DB=1;DC=1;DD=0;DE=0;DF=0;DG=0;DP=1;} //显示“7”带小数点
if(x==18){DA=1;DB=1;DC=1;DD=1;DE=1;DF=1;DG=1;DP=1;} //显示“8”带小数点
if(x==19){DA=1;DB=1;DC=1;DD=1;DE=0;DF=1;DG=1;DP=1;} //显示“9”带小数点
}
void main()
{
P2M0=0x1B; //需要高电平大电流的引脚 2.4、2.3、2.1、2.0，填入数值0001 1011
P3M0=0xE4; //需要高电平大电流的引脚 3.7、3.6、3.5、3.2，填入数值1110 0100
P1ASF=0x80; //设置P1.7引脚为模拟功能
while(1)
{
delay_n_10us(400);//系统周期4ms
count=count+1;
if(count>4) //每20ms秒插入一次高电平
{
count=0;
B1=1;B2=1;B3=1;B4=1;//暂时关闭数码管，避免闪烁
ADC_CONTR=0x88+7; //开始P1.7引脚转换
delay_n_10us(5); //等待50us,AD转换完成
adc=ADC_RES; //读取转换结果
L=adc; //转动旋钮，adc的值0~255变化
//L的变化范围是100~200，所以进行一下限制
if(L>200)L=200; //高电平时间不能超过2ms
if(L<100)L=100; //高电平时间不能低于1ms
OUT=1;
delay_n_10us(L);//输出1~2ms高电平
OUT=0; //其他时间为低电平
//显示L的大小
Data1=0;
Data2=L/100; //百位数据
Data2=Data2+10; //加10，display函数显示的数字会带小数点
Data3=L%100/10; //十位数据
Data4=L%10; //个位数据
}
///////////////////////////////////////////////////////
//显示程序模块化，只需要改变Data1/2/3/4的值就可以控制显示内容
display_time=display_time+1;
if(display_time>3)
{
display_time=0; //0、1、2、3 四个循环
}
if(display_time==0)//第0次显示第一个数码管
{
B1=0;B2=1;B3=1;B4=1;
display(Data1); //显示第1位数据
}
if(display_time==1)//第1次显示第二个数码管
{
B1=1;B2=0;B3=1;B4=1;
display(Data2); //显示第2位数据
}
if(display_time==2)//第2次显示第三个数码管
{
B1=1;B2=1;B3=0;B4=1;
display(Data3); //显示第3位数据
}
if(display_time==3)//第3次显示第四个数码管
{
B1=1;B2=1;B3=1;B4=0;
display(Data4); //显示第4位数据
}
}
}

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我爱萝丽爱萝丽 · 发表于 2016-12-11 05:29:45

本帖最后由我爱萝丽爱萝丽于 2016-12-11 05:35 编辑

1.5 项目扩展

作为一个实用的项目，自然不能随便做一做就行。在这个项目中，还存在一个问题：输出的高电平时间不是准确的1ms，而是1.1ms。

关于精确延时，在《红外遥控》章节中有过讲述。当延时时间达到微秒级时，就会不太准确，需要手动调整。
由于循环程序也会占用时间，明显执行一次delay10us不是10us，而是11us。
当然，精确调整需要示波器、逻辑分析仪才行，普通学习者没有条件，这里给出一个调整好的：
void Delay10us()             //@12.000MHz
{
      unsigned char i;

      _nop_();
      _nop_();//调整过
      i = 24;
      while (--i);
}

void delay_n_10us(unsigned int n)//延时n个10us的函数
{
      while(n) //while会占用时间，所以调小delay10us
      {
            Delay10us();
            n=n-1;//每循环一次n减小1
      }
}

除了使信号输出更精确，作为一款有“显示屏”的产品，搭配上按键，你就可以切换多种模式，实现丰富的功能！这样它就不单单是一个舵机测试仪了，而是一个多功能的小助手。
在你学会了更多知识以后，它可以变成电压电流表、转速表、温度湿度表、电机调速器等等。
现在，你就可以先试着增加一个按键，集成电压测量的功能？

我爱萝丽爱萝丽 · 发表于 2018-7-31 21:00:19

coolbgo 发表于 2018-7-30 20:35
请教大神
为什么用定时器延时计数定时器中断里t0++ 用t0=0;while(t0

while（T0<1000) 当然不包括t0大于1000的情况

ggssccmyzb · 发表于 2022-4-6 15:15:47

舵机测试仪，学习到了！！

15153003473 · 发表于 2021-11-19 07:20:08

菜鸟路过，学习一下

htlkj2020 · 发表于 2021-6-25 15:39:55

顶，有一个新项目。

wszyz · 发表于 2021-6-18 15:20:55

感谢老大的无私奉献，学习中。

hzm19640731 · 发表于 2021-6-8 18:35:40

支持萝莉大神大神辛苦了

pcsms_YGZXen4V · 发表于 2021-4-17 16:54:42

顶顶，好帖好人

龙飞凤 · 发表于 2021-4-9 18:12:57

楼主，辛苦了。

airwolf001 · 发表于 2021-1-9 17:27:11

//STC15W408AS 11.0592MHz QQ:1149268555
#include<reg52.h>
#include<intrins.h>
#define U8 unsigned char
#define U16 unsigned int
#define U32 unsigned long
sfr P1M0 = 0x92;
sfr P1M1 = 0x91;
sfr P2M0 = 0x96;
sfr P2M1 = 0x95;
sfr P3M0 = 0xb2;
sfr P3M1 = 0xb1;

sfr P5 = 0xC8;
sfr ADC_CONTR = 0xBC;
sfr ADC_RES = 0xBD;
sfr ADC_LOW2 = 0xBE;
sfr P1ASF = 0x9D;
sfr AUXR = 0x8e;
sfr T2H = 0xD6;
sfr T2L = 0xD7;

sbit led = P3^2;

sbit OUT1 = P1^2;
sbit OUT2 = P1^3;
sbit OUT3 = P1^4;
sbit OUT4 = P1^5;

bit flagTxd =0;
U8 cntRxd=0;
U8 flagRxd=0;
U8 pdata bufRxd[64];
U8 pdata Data[64];

U8 num;
U8 ch=2;
U8 ms;

void Delay05ms()//@11.0592MHz 0.5
{
unsigned char i, j;

i = 6;
j = 100;
do
{
while (--j);
} while (--i);
}

void Delay(U16 t)
{do
{ Delay05ms();
} while (--t);
}

void Delay4us()//@11.0592MHz
{
unsigned char i;
i = 14;
while (--i);
}

void delays(U8 i)
{
while(i--)
Delay4us();
}

U8 GetADC(U8 ch)
{
ADC_CONTR=0x80|0x00|ch|0x08;
_nop_();
_nop_();
_nop_();
_nop_();
while (!(ADC_CONTR&0x10));
ADC_CONTR&=~0x10;
return ADC_RES;
}

void InitADC()
{
P1ASF=0x02;
ADC_RES=0;
ADC_CONTR=0x80|0x00;
Delay(100);
}

void UartInit(void)
{
SCON = 0x50;
AUXR |= 0x01;
AUXR |= 0x04;
T2L = 0xe8;
T2H = 0xFf;
AUXR |= 0x10;
ES = 1;
EA = 1;
}

void Timer0Init(void)//2ms @11.0592MHz
{
IP=0x10;
ET0=1;
AUXR |= 0x80;
TMOD &= 0xF0;
TL0 = 0x66;
TH0 = 0x7e;
TF0 = 0;
TR0 = 1;
}

void UartWrite(U8 *buf, U8 len)
{
while (len--)
{
flagTxd = 0;
SBUF = *buf++;
while (!flagTxd);
}
Delay(1);
}

main()
{
InitADC();
Timer0Init();

UartInit();

while(1)
{
Data[0]=GetADC(1);
if(flagRxd==1)
{
Delay05ms();
led=~led;
Data[1]=bufRxd[1];
Data[2]=bufRxd[2];
Data[3]=bufRxd[3];
UartWrite(Data,1);
flagRxd=0;
cntRxd=0;
}

}
}

void Time0()interrupt 1
{
ms++;
if(ms==12)ms=0;
switch(ms)
{
case 0:OUT1=1,Delay05ms(),delays(255-Data[0]),OUT1=0;break;
case 1:OUT2=1,Delay05ms(),delays(Data[0]),OUT2=0;break;
case 2:OUT3=1,Delay05ms(),delays(Data[0]),OUT3=0;break;
case 3:OUT4=1,Delay05ms(),delays(Data[1]),OUT4=0;break;
}

}

void InterruptUART() interrupt 4
{
if (RI)
{
RI = 0;
flagRxd=1;
if (cntRxd < sizeof(bufRxd))
{
bufRxd[cntRxd++] = SBUF;
}
}
if (TI)
{
TI = 0;
flagTxd = 1;
}
}

airwolf001 · 发表于 2020-12-29 11:43:59

#include<reg51.h>

sfr P5=0xC8; //声明P5引脚寄存器
sfr P1ASF=0x9D; //声明 P1口模拟功能寄存器
sfr ADC_RES=0xBD;  //声明 ADC转换结果寄存器
sfr ADC_CONTR=0xBC;//声明 ADC控制寄存器

sbit OUT=P5^5;//定义一个输出引脚

unsigned int L; //定义一个数据
unsigned int adc;       //AD转换计算

void Delay10us()             //@12.000MHz
{
      unsigned char i;
      _nop_();
      _nop_();//调整过
      i = 24;
      while (--i);
}

void delay_n_10us(unsigned int n)//延时n个10us的函数
{
      while(n)
      {
            Delay10us();
            n=n-1;//每循环一次n减小1
      }
}

void main()
{
      L=150;//1.5ms高电平，舵机摆到中间
      P1ASF=0x02;  //设置P1.7引脚0x80为模拟功能

      while(1)
      {
            OUT=1;
            delay_n_10us(L);//输出高电平
            OUT=0;
            delay_n_10us(1900);//19ms左右低电平

            ADC_CONTR=0x88+1;  //开始P1.7引脚转换
            delay_n_10us(5); //等待50us,AD转换完成
            adc=ADC_RES;  //读取转换结果

            L=adc; //转动旋钮，adc的值0~255变化
            //L的变化范围是100~200，所以进行一下限制
            if(L>200)L=200; //高电平时间不能超过2ms
            if(L<100)L=100; //高电平时间不能低于1ms
      }
}

我是天才 · 发表于 2016-12-6 05:59:52

顶，这个太实用了

Guc · 发表于 2016-12-6 06:59:52

顶一个

RNjY8hXV2D · 发表于 2016-12-6 07:05:31

又出新课了，大神辛苦了

7861685 · 发表于 2016-12-6 07:10:23

顶

wu_g_hua · 发表于 2016-12-6 07:14:52

zjy7870477 · 发表于 2016-12-6 07:17:49

路过，66666666

小冰 · 发表于 2016-12-6 07:18:54

支持楼主！

xiao小菜鸟 · 发表于 2016-12-6 07:29:21

12万分支持

aiicsu · 发表于 2016-12-6 07:29:51

感谢。。。。。学习中

xiao小菜鸟 · 发表于 2016-12-6 07:30:15

需要的元件先说下，采购先

武杰杰 · 发表于 2016-12-6 07:54:11

支持萝莉大神

且安歌 · 发表于 2016-12-6 08:26:42

我想问问在哪里听课。。。

wurenji · 发表于 2016-12-6 08:29:49

顶,纯友情支持帮顶

0ks4lz2skN · 发表于 2016-12-6 08:47:05

然后呢？

blackcake · 发表于 2016-12-6 09:03:29

萝丽大神的课程简单易懂

麒麟科技 · 发表于 2016-12-6 09:07:08

顶，有一个新项目。

突突 · 发表于 2016-12-6 09:23:42

萝莉老师又开课啦

突突 · 发表于 2016-12-6 09:23:49

有机会给我们直播

伊洛渊源 · 发表于 2016-12-6 09:32:03

顶顶，好帖好人

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[单片机课堂] 第十四课：制作舵机测试仪

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