R/C伺服电机FPGA

发布时间:2023-12-22  

适用于控制R / C。 

本文引用地址:

R / C伺服(“遥控”)由一个电机,一些电子设备和一组装在一个小盒子中的齿轮组成。单轴从伺服器出来。您可以通过向伺服器发送脉冲来精确控制轴的旋转角度。轴旋转角度限制为大约270度(它不能旋转一整圈,而只能旋转3/4圈)。

这是一个伺服器的图片(已被咬住,但已说明了我们的目的)。

有用的信息链接包括:

  • RC伺服控制
  • RC飞机伺服系统使用指南
  • 遥控伺服器101

R / C Servos用于:

  • 在遥控模型中(汽车,飞机…)。
  • 在机器人技术中。

伺服系统有3条线:

  • 黑色:地面。
  • 红色:电源(+ 5V)。
  • 白色:旋转控制(使用PWM)。

白线上的PWM控制脉冲长度需要在1ms到2ms之间。
1.5ms的脉冲使轴在其旋转范围的中间旋转。
即使不需要更改角度位置,也需要定期发送新脉冲(每10到20ms),否则伺服将停止尝试保持该脉冲。

让我们以8位分辨率(256步,从0到255)控制一个伺服器。这意味着我们需要产生一个1ms(0)到2ms(255)的脉冲,分辨率为1ms / 256 = 3.9µs。
分钟
使用25MHz时钟(周期为40ns),第一步是对时钟进行分频,以产生周期的“滴答声”,使其尽可能接近3.9µs。

parameter ClkDiv = 98;    // 25000000/1000/256 = 97.56 
reg [6:0] ClkCount;reg ClkTick;
always @(posedge clk) ClkTick <= (ClkCount==ClkDiv-2);
always @(posedge clk) if(ClkTick) ClkCount <= 0; 
else ClkCount <= ClkCount + 1;

使用“ ClkTick”,我们实例化一个12位计数器,该计数器在每个滴答处递增。

reg [11:0] PulseCount;
always @(posedge clk) if(ClkTick) PulseCount <= PulseCount + 1;

每个滴答持续3.9µs,因此256个滴答持续1ms,12位计数器“ PulseCount”每16ms翻转一次。正是我们需要定期产生新的脉冲。

产生PWM脉冲
当“ PulseCount”等于0时,我们开始每个脉冲。当“ PulseCount”
在256和511之间时,我们结束每个脉冲。这将在1ms和2ms之间产生脉冲。

假设“ RCServo_position”是8位位置值(从0到255),我们在其前面连接一个“ 0001”以创建一个范围为256 ot 511的12位值。最后,我们将这12位与“ PulseCount”进行比较以产生脉冲。

reg RCServo_pulse;
always @(posedge clk) RCServo_pulse = (PulseCount < {4'b0001, RCServo_position});
文章来源于:电子产品世界    原文链接
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