R/C伺服电机FPGA

FPGA适用于控制R / C伺服电机。

什么是遥控伺服器？

R / C伺服（“遥控伺服电机”）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。

电气连接和PWM脉冲

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。

来自FPGA的PWM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。

parameterClkDiv=98;//25000000/1000/256=97.56 reg[6:0]ClkCount;regClkTick; always@(posedgeclk)ClkTick<=(ClkCount==ClkDiv-2); always@(posedgeclk)if(ClkTick)ClkCount<=0; elseClkCount<=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@(posedgeclk)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。

regRCServo_pulse; always@(posedgeclk)RCServo_pulse=(PulseCount<{4'b0001,RCServo_position});