用一块Arduino输出多路PWM at 做做AI，造造人

用一块Arduino输出多路PWM

由动力老男孩发表于 2012/07/17 22:49:47

【经wwwtiger同学提醒，关于Arduino原生PWM的频率，我之前的理解是错的，应该是490Hz左右，特此更正】

周末有朋友来家里玩，看到了放在角落里的那个大的四轴飞行器。拿下来看了看，发现上面已经落满了灰尘。应该有几个月没动了，当时写的攻略目录也好久没更新了。这段时间打算抽空陆陆续续把这个页面里的目录内容都补齐，免得成为烂尾工程。可惜实验还没有成功，所以不能算是经验，各位兄弟权当教训看吧

四轴飞行器最终的控制手段，就是分别调节4个电机的转速。对于常见的无刷电机，一般通过高电平在0.9ms~2.1ms左右的PWM来控制转速。这就涉及到如何用arduino输出多路PWM的问题，在Arduino中，一般可以通过下面这些方式来输出PWM方波：

1. 用原生的PWM输出功能
把pinMode定义为输出，然后用analogWrite就可以输出PWM。以Arduino Mega 1280为例，它有14路PWM输出。analogWrite的参数范围是0~255，对应的是0~2ms的高电平。
一般情况下，原生的PWM频率固定为490Hz，通过一些参数的修改，可以提高PWM频率，但是参数范围只能是0~255。

int pin = 8; //0~13

void setup()
{
    pinMode(pin, OUTPUT);
}   

void loop()
{
    analogWrite(pin, 128);
    delay(500);
}

2. 通过普通的输出管脚手动控制PWM

PWM归根结底无非就是输出0，1序列的方波，所以我们还可以简单的通过digitalWrite和delay来生成PWM方波。
这种方式的特点是可以非常精确的控制高电平时间和PWM周期，缺点是CPU时间不好充分利用，多路时编程有点复杂。

void loop()
{
  long t0 = micros(); //记录进入loop的时间
  double T = 20000; //一个周期的微秒值
  double len = 900;  //高电平时间
  for(int i = 0; i < 4; i++) digitalWrite(pins[i], HIGH);
  delayMicroseconds(len);
  for(int i = 0; i < 4; i++) digitalWrite(pins[i], LOW);
  /*
   *在这里干别的事情
   */
  int leftMs = (int) (t0 + T - micros()); //剩余时间
  if(leftMs < 0 ) leftMs = 0; //万一超出周期，只能立刻中止
  delayMicroseconds(leftMs);
}

3. 用servo库
Servo库是Arduino用来控制伺服电机的，印象中是使用了内部中断来触发的，所以主程序只管干自己的事情，时间到了PWM就会自动触发。
它默认的频率是50Hz，但是可以在头文件中修改。文件位置是arduino-0023\libraries\Servo.h，修改下面这行可以把PWM频率升到400Hz：
#define REFRESH_INTERVAL 2500

具体的细节在之前的一篇小结里提到了：Arduino自带的Servo库小实验

先记录这些，希望在把全部的“教训”写完之前，能有空把四轴飞起来

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对 “用一块Arduino输出多路PWM” 的 49 条评论

老薛说：

2012/07/18 于 03:49

很有实用价值，多谢！

不知动力哥是否把你的四轴给曾经做成过的人看过，让他们亲眼看一看说不定就能很快找出问题所在。北京藏龙卧虎，这样的人肯定有吧

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- 动力老男孩说：
  
  2012/07/18 于 14:25
  
  嗯，北京这里有好多朋友。比如wnq，不过约了两次都没见上面
  我的调试环境太不理想，家里杂物太多，小朋友又到了到处乱翻的阶段，所以都装箱收起来了……
  
  回复
小浩说：

2012/07/20 于 10:18

用一块Arduino输出多路PWM，这个题目跟文章内容好像不怎么搭边吧，还是说题目只是一个疑问？不知道能否实现。
我的理解是，产生多路PWM，这多路PWM应该有一个比例关系的。如果产生没比例关系的多路PWM，可能比较难实现吧。
这个问题也困扰我，如果老男孩解决了，麻烦共享一下你的方法啊。不吝赐教

题外话：
一方面DIY，一方面工作，一方面照顾小孩。还真不容易啊。佩服老男孩这样的人！

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- 动力老男孩说：
  
  2012/07/20 于 18:14
  
  这多路PWM的周期是相同的，但是占空比不同。
  如果想输出不同周期的PWM，貌似确实有点麻烦
  
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darkorigin 说：

2012/07/22 于 18:14

最近工作忙了，来看的多，写的少了。嘿嘿
加上昨天才从张家界回来。
动力兄不要放弃啊，继续做下去啊！有时候看你的博客就能激发斗志呢

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- sunny 说：
  
  2012/07/27 于 16:00
  
  小四轴难度低啊。。。。目测用薄的万能版都有戏。。。。现在已经画好电路了。。。。马上准备开始印板子。。。。你们有没有要的。。。邮费自理
  
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  - 动力老男孩说：
    
    2012/07/28 于 17:42
    
    哈，厉害，你是打算连那些小芯片都自己焊吗？
    
    回复
    - sunny 说：
      
      2012/08/19 于 12:43
      
      936的烙铁换一个平头的刀然后再来一个热风枪就ok了。。。其实还可以用烤箱。。。新车间这边来了个人准备出烤箱套件。。。。
      
      回复
  - darkorigin 说：
    
    2012/07/29 于 10:59
    
    神马样的板子？？？需要焊哪些？空PCB？额~~这个哎我焊接技术不行啊
    
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    - sunny 说：
      
      2012/08/06 于 08:45
      
      不然飞不起来//焊接其实不难。。。。焊了300+ 0603led后表示基本掌握贴片焊实际发现贴片速度要比直插快接至于itg3205么。表示可以热风枪焊。。焊锡量相当关键。。//我现在打算把nrf24l01遥控改成红外的
      
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      - 动力老男孩说：
        
        2012/08/07 于 23:34
        
        嘿嘿，我绝对贴片对我来说太困难了，不过我打算买一个新的电烙铁，原来那个太挫了，焊出来都是锡豆
- 动力老男孩说：
  
  2012/07/28 于 17:39
  
  多谢鼓励:) 没放弃，呵呵。
  不过最近也是工作很忙，所以没啥动作
  
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Jeck164 说：

2012/09/06 于 16:12

一直关注和追随，坚持真是一件不容易的事，加油！

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- 动力老男孩说：
  
  2012/09/07 于 16:18
  
  谢谢！
  
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菜鸟来看看说：

2012/10/13 于 00:24

固定翼飞机的升力中心与其重心不在一点，重心越低越稳定，四轴飞行器由于结构对称造成升力中心与其重心重合，不稳定，在静止状态下用一根针顶住飞行器中心看是否稳定与平衡，螺旋浆安装是否能朝外倾斜一点，用模糊控制可能会好一点。不过小弟都没试过没发言权（因为没m ），都只是些想象，不足为提。

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- 动力老男孩说：
  
  2012/10/17 于 10:17
  
  我也想过重心的问题，所以把电池装在下面，理论上重心是要低一点。
  事实上小四轴的平衡好像相对比较容易，我还没有把PID的算法加进去，只是简单的让四个轴功率加大，飞起来的时候摇摇晃晃却也不会像大四轴那样扣盘子
  
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菜鸟来看看说：

2012/10/13 于 12:35

如果重心不能调低，将螺旋浆朝内倾斜安装应能自动平衡，稳定度与倾斜角度有关，朝外倾斜的话会降低稳定度，我想应该如此，请高手指点。

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- 动力老男孩说：
  
  2012/10/17 于 10:18
  
  可能还是垂直向下比较好，主要是动力比较集中，向内倾斜也许可以增加稳定性，但是对称的两个电机，其实有一部分动力是互相抵消浪费了。
  对于寸土寸金的小四轴来说，浪费能源太可惜了，平衡应该由PID来做
  
  回复
- darkorigin 说：
  
  2012/10/26 于 11:06
  
  内倾和外倾都会导致合力降低,不管是大四轴还是迷你四轴都会影响动力性能和能源利用率.
  
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叁颠说：

2012/10/24 于 18:40

前辈，最近我也和朋友一起在学着做四轴，因为说电调的控制还是用I2C总线来比较灵敏，但是要自己做电调的I2C接口，找了好久没有找到相关的资料。请问这个I2C接口应该怎么来做啊？小弟还是菜鸟，希望前辈能分享一下经验！

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- 动力老男孩说：
  
  2012/10/25 于 22:09
  
  这个我也不会啊，不过应该不需要用i2c的电调，至少目前大部分四轴都是用PMW的电调做的。
  
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buaa 说：

2012/10/27 于 18:40

北航校庆了

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- 动力老男孩说：
  
  2012/10/28 于 21:16
  
  作为不杰出的校友，没有收到通知啊，所以也没有回去看看，呵呵
  
  回复
  - 郭说：
    
    2015/02/23 于 15:04
    
    原来是我航的大神啊！膜拜一下！
    
    回复
    - 动力老男孩说：
      
      2015/02/27 于 12:19
      
      校友，握手！
      
      回复
SSS_SXS 说：

2012/10/31 于 16:44

兄弟，最近在忙什么呢？好久没看到更新了

回复
- 动力老男孩说：
  
  2012/11/01 于 09:16
  
  公司正在大干一百天……
  其实已经加班好几个月了
  
  回复
SSS_SXS 说：

2012/11/05 于 17:36

难怪了很久没有看到更新新作品了：）

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筱梓说：

2012/11/14 于 09:24

我是来继续跟踪学习小四轴的，最近工作太忙，哎…

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LOWLOW 说：

2012/12/13 于 10:43

請問一下我現在剛會控制電調！！

我該怎麼寫PID使他飛起來？

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wwwtiger 说：

2013/02/28 于 17:00

原生的PWM频率不是50Hz吧，
The frequency of the PWM signal is approximately 490 Hz.
http://arduino.cc/en/Reference/AnalogWrite

64分频，相位PWM
16M/64/2/255 = 490 Hz

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- 动力老男孩说：
  
  2013/03/03 于 21:28
  
  啊，为什么我觉得自己穿越了，以前查资料的时候，好像到处看到的PWM周期都是20ms，现在看到都是2ms，真是糊涂了。
  从链接看，确实应该是490Hz，多谢纠正！
  
  回复
  - wwwtiger 说：
    
    2013/03/04 于 13:01
    
    不客气，你的文章对我帮助很大，四轴加油，呵呵
    
    回复
allankliu 说：

2014/04/05 于 07:55

原来Arduino的PWM和Servo是这么个区别。

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剑舞飞花说：

2015/12/11 于 16:50

请问arduino输出pwm的最高频率是多少

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