5.1 硬件电路
转向机构采用 S3010 型舵机进行驱动,其外观图和各项参数如图5.1和表 5.1所示。

在硬件连接上共有三根线,使用方便:
(1) 红线:电源线,接+6V供电;
(2) 黑线:地线
(3) 白线:控制信号线,接单片机一路PWM输出。
舵机电流变化大,是个很大的干扰源,其供电最好与其他模块分开,本设计 采用LM1085-ADJ输出的+6V电压供电,地线通过一个0欧姆电阻与主电路板共 地。
5.2 软件控制
舵机的控制即是在控制线输入一个周期性的正向脉冲PWM信号,这个周期性 脉冲信号的高电平时间通常在0.5ms~2.5ms之间,而舵机的控制频率在50Hz~ 200Hz之间,其控制要求如图5.2所示。图5.3表示了一个典型的20ms周期性脉冲的正脉冲宽度与舵机的输出臂位置的关系。

由于车模在转向的时候不仅受到舵机转向极限位置的影响,而且还受到车模 前轮转向硬件条件的影响,通过测试得出,舵机不能转向到其自由的极限位置,系统中其左右极限位置为36度。而其每个转角对应的脉冲宽度近似地成一线性关系,约为45°/μs,其极限转角对应脉宽约为1.18ms~1.82ms,如图5.4所示。因此可以通过软件来限定舵机的左右转向极限位置,防止舵机因堵转而烧坏。舵机的控制线即白线线接到MC9S12DG128B的PWM5口,由MC9S12DG128B的PWM 通道4和通道5联合成16位的PWM控制,提高舵机控制的精度,控制频率采用200Hz以提高舵机的反应速度。

理论依据:舵机脉宽与转角在-45度到+45度范围内大致成线性变化的规律。单片机通过PLL将总线频率倍频到36M,有
ClockSA=ClockA/(2*PWMSCLA)=BusClock/192 20ms时间需要计数22500。由舵机的线性关系可以知道,
PWMDTY01=3450+K*angle(正转的时候)
PWMDTY01=3450-K*angle(反转的时候)
舵机有2~5ms的延迟,5%左右的误差,所以精确到1~1.5度是合适的,可以将 angle定义为现实角度的1~1.5倍。
创新点:通过倍频后,可以提高角度控制的精度,能够满足要求。


