【学习笔记Ⅴ】基于FPGA的机器人舵机控制

叫我小杜可好

原理

     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1.5ms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。

舵机的控制一般需要一个20ms左右的时基脉冲，该脉冲的高电平部分一般为0.5ms-2.5ms范围内的角度控制脉冲部分，总间隔为2ms。以180度角度伺服为例，那么对应的控制关系是这样的：

   0.5ms--------------0度；

   1.0ms------------45度；

   1.5ms------------90度；

   2.0ms-----------135度；

   2.5ms-----------180度；

代码

1. `timescale 1ns / 1ps
   
2. //////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
   
3. // Company: UJS
   
4. // Engineer: Doby
   
5. //
   
6. // Create Date:    14:07:42 08/20/2016
   
7. // Design Name:         SMG
   
8. // Module Name:    SMG
   
9. // Project Name:         SMG
   
10. // Target Devices:         ?EP4CE10F17C8
    
11. // Tool versions:
    
12. // Description:
    
13. //
    
14. // Dependencies:
    
15. //
    
16. // Revision:
    
17. // Revision 0.01 - File Created
    
18. // Additional Comments:
    
19. //
    
20. //////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
    
21. module servo_one(
    
22.                                 input                        wire                        sclk,
    
23.                                 input                        wire                        rst,
    
24.                                // input                        wire[7:0]        angle_one,
    
25.                                // input                        wire[2:0]        Option_Key,
    
26.                                 output                wire                        servo_one_pwm
    
27.                                 );
    
28.                                                 
    
29.          reg [19:0]System_Seg;//产生 20ms的方波
    
30.         
    
31.     always @ ( posedge sclk or negedge rst )
    
32.              if( !rst )
    
33.                       System_Seg <= 20'd0;
    
34.                   else if( System_Seg == 20'd999999 )
    
35.                       System_Seg <= 8'd0;
    
36.                   else
    
37.                       System_Seg <= System_Seg + 1'b1;
    
38.                                 
    
39. //------控制舵机来回转动-------------------                                
    
40.          wire[19:0]Option_Seg;
    
41.          reg[7:0]        data;
    
42.          reg[24:0]        cnt;
    
43.          reg        plus;
    
44.          always@(posedge        sclk        or        negedge        rst)
    
45.                 if(!rst)
    
46.                                 data<=8'b0;
    
47.                 else        if(cnt==25'd250000)
    
48.                         begin
    
49.                                         if(plus)
    
50.                                                 data<=data+8'b1;
    
51.                                         else        
    
52.                                                 data<=data-8'b1;
    
53.                         end
    
54.                         
    
55.         always@(posedge        sclk        or        negedge        rst)
    
56.                 if(!rst)
    
57.                         plus<=1'b1;
    
58.                 else        if(data==8'b0)
    
59.                         plus<=1'b1;
    
60.                 else        if(data==8'd150)
    
61.                         plus<=1'b0;
    
62.                         
    
63.                         always@(posedge        sclk        or        negedge        rst)
    
64.                                 if(!rst)
    
65.                                         cnt<=25'd0;
    
66.                                 else        if(cnt==25'd250000)
    
67.                                         cnt<=25'd0;
    
68.                                 else        
    
69.                                         cnt<=cnt+1'b1;
    
70. //----------------------对舵机的初始角度和转动的步进进行调整                                       
    
71.          assign        Option_Seg=19'd30000+data*340;                                
    
72. //---------------------产生20MS的PWM波         
    
73.     assign servo_one_pwm = ( System_Seg < Option_Seg ) ? 1'b1 : 1'b0;
    
74.         
    
75.         
    
76.         
    
77. endmodule
    

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效果

机械手