目录
一．舵机PWM信号介绍 ............................................................................................................... 1
1．PWM信号的定义 .............................................................................................................. 1 2．PWM信号控制精度制定 .................................................................................................. 2 二．单舵机拖动及调速算法 ........................................................................................................... 3
1．舵机为随动机构 ......................................................................................................... 3 （1）HG14-M舵机的位置控制方法 ............................................................................. 3 （2）HG14-M舵机的运动协议 ..................................................................................... 4 2．目标规划系统的特征 ......................................................................................................... 5
（1）舵机的追随特性 ..................................................................................................... 5 （2）舵机ω值测定 ........................................................................................................ 6 （3）舵机ω值计算 ........................................................................................................ 6 （4）采用双摆试验验证 ................................................................................................. 6 3．DAV的定义 ....................................................................................................................... 7 4．DIV的定义......................................................................................................................... 7 5．单舵机调速算法 ................................................................................................................. 8
（1）舵机转动时的极限下降沿PWM脉宽 ................................................................. 8
三．8舵机联动单周期PWM指令算法 ...................................................................................... 10
1．控制要求 ........................................................................................................................... 10 2．注意事项 ........................................................................................................................... 10 3．8路PWM信号发生算法解析 ........................................................................................ 11 4．N排序子程序RAM的制定 ............................................................................................ 12 5．N差子程序解析 ............................................................................................................... 13 6．关于扫尾问题 ................................................................................................................... 14
（1）提出扫尾的概念 ................................................................................................... 14 （2）扫尾值的计算 ....................................................................................................... 14
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一．舵机PWM信号介绍
1．PWM信号的定义
PWM信号为脉宽调制信号，其特点在于他的上升沿与下降沿之间的时间宽度。具体的时间宽窄协议参考下列讲述。我们目前使用的舵机主要依赖于模型行业的标准协议，随着机器人行业的渐渐独立，有些厂商已经推出全新的舵机协议，这些舵机只能应用于机器人行业，已经不能够应用于传统的模型上面了。
目前，北京汉库的HG14-M舵机可能是这个过渡时期的产物，它采用传统的PWM协议，优缺点一目了然。优点是已经产业化，成本低，旋转角度大（目前所生产的都可达到185度）；缺点是控制比较复杂，毕竟采用PWM格式。
但是它是一款数字型的舵机，其对PWM信号的要求较低： （1） 不用随时接收指令，减少CPU的疲劳程度；
（2） 可以位置自锁、位置跟踪，这方面超越了普通的步进电机；
图1-1
其PWM格式注意的几个要点： （1） 上升沿最少为0.5mS，为0.5mS---2.5mS之间；
（2） HG14-M数字舵机下降沿时间没要求，目前采用0.5Ms就行；也就是说PWM波形
可以是一个周期1mS的标准方波；
（3） HG0680为塑料齿轮模拟舵机，其要求连续供给PWM信号；它也可以输入一个周
期为1mS的标准方波，这时表现出来的跟随性能很好、很紧密。
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2．PWM信号控制精度制定
我们采用的是8位 AT89C52CPU，其数据分辨率为 256，那么经过舵机极限参数实 验，得到应该将其划分为250份。 那么0.5mS---2.5Ms的宽度 为2mS = 2000uS。 2000uS÷250=8uS 则：PWM的控制精度为8us 我们可以以8uS为单位递增 控制舵机转动与定位。 舵机可以转动185度，那么 185度÷250=0.74度， 则：舵机的控制精度为0.74度
1 DIV = 8uS ; 250DIV=2mS 时基寄存器内的数值为：（#01H）01 ----（#0FAH）250。
共185度，分为250个位置，每个位置叫1DIV。
则：185÷250 = 0.74度 / DIV
PWM上升沿函数： 0.5mS + N×DIV
0uS ≤ N×DIV ≤ 2mS
0.5mS ≤ 0.5Ms+N×DIV ≤ 2.5mS
图1-2
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二．单舵机拖动及调速算法
1．舵机为随动机构
（1）当其未转到目标位置时，将全速向目标位置转动。 （2）当其到达目标位置时，将自动保持该位置。
所以对于数字舵机而言，PWM信号提供的是目标位置，跟踪运动要靠舵机本身。 （3）像HG0680这样的模拟舵机需要时刻供给PWM信号，舵机自己不能锁定目标位置。 所以我们的控制系统是一个目标规划系统。
（1）HG14-M舵机的位置控制方法
舵机的转角达到185度，由于采用8为CPU控制，所以控制精度最大为256份。目前经过实际测试和规划，分了250份。具体划分参见《250份划分原理》。
将0—185分为250份，每份0.74度。
控制所需的PWM宽度为0.5ms—2.5ms，宽度2ms。 2ms÷250=8us；
所以得出：PWM信号 = 1度/8us； 0.5ms-2.5ms 0.5ms-30ms
舵机角度= 0.74×N
PWM = 0.5 + N×DIV；（DIV=8us）
角度 N PWM
0 0 0.5ms 45 3E 1ms 90 7D 1.5ms 135 BB 2ms 180 FA 2.5ms 3 / 15
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（2）HG14-M舵机的运动协议
舵机的转动方向为: 逆时针为正转
Φ Φ对应N值
N=#00H，Φ=0度 N=#F5H，Φ=180度 1 ≤ N ≤ 245
运动时可以外接较大的转动负载，舵机输出扭矩较大，而且抗抖动性很好，电位器的线性度较高，达到极限位置时也不会偏离目标。
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