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”）由一個電機，一些電子設備和一組裝在一個小盒子中的齒輪組成。單軸從伺服器出來。您可以通過向伺服器發送脈沖來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）。

這是一個伺服器的圖片（已被咬住，但已說明了我們的目的）。

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，飛機…）。
• 在機器人技術中。

伺服系統有3條線：

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

白線上的PWM控制脈沖長度需要在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）控制一個伺服器。這意味著我們需要產生一個1ms（0）到2ms（255）的脈沖，分辨率為1ms / 256 = 3.9μs。
分鐘
使用25MHz時鐘（周期為40ns），第一步是對時鐘進行分頻，以產生周期的“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”，我們實例化一個12位計數器，該計數器在每個滴答處遞增。

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

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

產生PWM脈沖
當“ PulseCount”等于0時，我們開始每個脈沖。當“ PulseCount”
在256和511之間時，我們結束每個脈沖。這將在1ms和2ms之間產生脈沖。

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

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