R/C伺服電機FPGA

FPGA適用于控制R / C伺服電機。 

R / C伺服（“遙控伺服電機”）由一個(gè)電機，一些電子設備和一組裝在一個(gè)小盒子中的齒輪組成。單軸從伺服器出來(lái)。您可以通過(guò)向伺服器發(fā)送脈沖來(lái)精確控制軸的旋轉角度。軸旋轉角度限制為大約270度（它不能旋轉一整圈，而只能旋轉3/4圈）。

這是一個(gè)伺服器的圖片（已被咬住，但已說(shuō)明了我們的目的）。

有用的信息鏈接包括：

• RC伺服控制
• RC飛機伺服系統使用指南
• 遙控伺服器101

R / C Servos用于：

• 在遙控模型中（汽車(chē)，飛機…）。
• 在機器人技術(shù)中。

伺服系統有3條線(xiàn)：

• 黑色：地面。
• 紅色：電源（+ 5V）。
• 白色：旋轉控制（使用PWM）。

白線(xiàn)上的PWM控制脈沖長(cháng)度需要在1ms到2ms之間。
1.5ms的脈沖使軸在其旋轉范圍的中間旋轉。
即使不需要更改角度位置，也需要定期發(fā)送新脈沖（每10到20ms），否則伺服將停止嘗試保持該脈沖。

讓我們以8位分辨率（256步，從0到255）控制一個(gè)伺服器。這意味著(zhù)我們需要產(chǎn)生一個(gè)1ms（0）到2ms（255）的脈沖，分辨率為1ms / 256 = 3.9μs。
分鐘
使用25MHz時(shí)鐘（周期為40ns），第一步是對時(shí)鐘進(jìn)行分頻，以產(chǎn)生周期的“滴答聲”，使其盡可能接近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”，我們實(shí)例化一個(gè)12位計數器，該計數器在每個(gè)滴答處遞增。

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

每個(gè)滴答持續3.9μs，因此256個(gè)滴答持續1ms，12位計數器“ PulseCount”每16ms翻轉一次。正是我們需要定期產(chǎn)生新的脈沖。

產(chǎn)生PWM脈沖
當“ PulseCount”等于0時(shí)，我們開(kāi)始每個(gè)脈沖。當“ PulseCount”
在256和511之間時(shí)，我們結束每個(gè)脈沖。這將在1ms和2ms之間產(chǎn)生脈沖。

假設“ RCServo_position”是8位位置值（從0到255），我們在其前面連接一個(gè)“ 0001”以創(chuàng )建一個(gè)范圍為256 ot 511的12位值。最后，我們將這12位與“ PulseCount”進(jìn)行比較以產(chǎn)生脈沖。

reg RCServo_pulse;
always @(posedge clk) RCServo_pulse = (PulseCount < {4'b0001, RCServo_position});