fpga之旅设计99例之第十六例----舵机驱动_valentinehp的博客-爱代码爱编程
一. 简介
本例将是FPGA之旅设计的第十六例,将介绍如何驱动舵机,实现任意角度的旋转,也是一个小模块,只需要三个IO即可完成驱动,一般购买模块的时候,就已经用杜邦线引出来了,根据杜邦线的颜色区分对应IO口的功能,一般由如下三种颜色组成
- 红色 : VCC,接3.3V - 5V
- 棕色: GND
- 橙色: 信号IO,用于驱动舵机的旋转
二. 舵机旋转控制
控制舵机旋转也很容易,只需要给信号IO口,一定时间的高电平即可,让舵机旋转对应的角度。本例是180°的舵机。
通过下图可以看到,输入舵机信号IO的周期为20ms,根据周期内高电平的持续时间,来控制舵机旋转的角度。即0.5ms - 2.5ms 对应着 舵机的0 - 180°。了解这个后,就可以轻松的编写Verilog代码了。
三. 代码编写
一般我们的时钟频率为50Mhz,周期为20ns。
计时20ms需要1000_000个周期数
计时0.5ms需要25_000个周期数
计时2.5ms需要12_5000个周期数
为什么在这里把这几个时间所需要的周期数列举出来呢?主要是为了方便将旋转角度0-180°转换为对应的周期数。
0-180度,对应的时间为2ms,也就是100_000个周期,也就是每一度对应着555个周期。需要注意的一点是0度,对应的是25000个周期。假设旋转的度数为X,那么所需要的周期数为 X * 555 + 25000,周期数为高电平持续的时间。弄清楚这个后,通过简单的几行代码就可以完成舵机的控制了。
代码如下,
关注 公众号 回复 FPGA之旅设计99例之第十六例 获取如下代码
/*FPGA之旅 舵机驱动模块*/
module Steering_Gear(
input sys_clk,
input rst_n,
input gear_req, //舵机转动请求
input[7:0] angle, //转动角度
output gear_ack, //舵机转动完成
output gear //舵机IO口
);
localparam T_20ms = 'd1000_000;// 周期20ms
reg[20:0] T_cnt; // 周期计时器
reg gear_reg;
assign gear = gear_reg;
assign gear_ack = ( T_cnt == T_20ms ) ? 1'b1 : 1'b0;
//周期计数
always@(posedge sys_clk or negedge rst_n )
begin
if( rst_n == 1'b0 )
T_cnt <= 'd0;
else if( gear_ack == 1'b1 )
T_cnt <= 'd0;
else if( gear_req == 1'b1 )
T_cnt <= T_cnt + 1'b1;
else
T_cnt <= 'd0;
end
//脉冲输出
always@(posedge sys_clk or negedge rst_n)
begin
if( rst_n == 1'b0 )
gear_reg <= 1'b0;
else if( gear_req == 1'b1 && T_cnt < ( angle * 'd555 + 'd2500) )
gear_reg <= 1'b1;
else
gear_reg <= 1'b0;
end
endmodule