一种集成多通信方式的舵机控制实验装置的制作方法

本实用新型一种舵机实验装置，特别涉及一种集成多通信方式的舵机控制实验装置。

背景技术：

舵机是一种重要执行机构，它能够根据控制信号的脉冲宽度转动相应的角度，且转动的角度跟脉冲宽度属于比例关系，舵机在很多领域都有使用，如农业机械、工业设备、光伏电子领域等。在实际教学中，学校的学生需要学习舵机控制，但是缺少专业的实验装置，并且舵机控制的通信方式都比较单一，局限性较大。

技术实现要素：

为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种结构简单、适用范围广的集成多通信方式的舵机控制实验装置。

本实用新型解决上述问题的技术方案是：一种集成多通信方式的舵机控制实验装置，包括微处理器、舵机、信号切换单元，所述信号切换单元包括通信接口、手动切换开关、通信电平转换单元和电子模拟开关，所述通信接口、手动切换开关、通信电平转换单元、电子模拟开关、微处理器依次串接，微处理器与舵机相连。

上述集成多通信方式的舵机控制实验装置，还包括反馈单元，反馈单元包括光电挡板和光电传感器，光电挡板安装在舵机上，光电传感器正对光电挡板设置，光电传感器的信号输出端与微处理器相连。

上述集成多通信方式的舵机控制实验装置，还包括人机交互单元，人机交互单元包括键盘和显示器，键盘、显示器分别与微处理器相连。

上述集成多通信方式的舵机控制实验装置，所述通信电平转换单元包括RS232电平转换电路和RS485电平转换电路，所述通信接口经手动切换开关后分别与RS232电平转换电路、RS485电平转换电路的一端相连，RS232电平转换电路、RS485电平转换电路的另一端分别经电子模拟开关后连接微处理器。

上述集成多通信方式的舵机控制实验装置，所述手动切换开关采用三刀双掷开关E-TEN302，三刀双掷开关包括第一至第三公共接线点、第一至第六输出接线点，其中第一公共接线点和第二公共接线点分别连接通信接口，第三公共接线点接电源，第一输出接线点、第三输出接线点分别连接RS232电平转换电路，第五输出接线点悬空，第二输出接线点、第四输出接线点分别连接RS485电平转换电路，第六输出接线点连接电子模拟开关。

上述集成多通信方式的舵机控制实验装置，所述电子模拟开关采用CH440。

本实用新型的有益效果在于：

1、本实用新型的通信电平转换单元包括RS232电平转换电路和RS485电平转换电路，做调试类试验采用RS232通信，做应用类试验时采用RS485通信，针对不同的实验内容可以通过手动切换开关手动切换不同的通信方式，既简单又灵活。

2、本实用新型设有人机交互单元，显示器采用数码管显示，键盘采用独立按键输入，不与其他装置通信时可以进行本地显示和调整舵机的参数，扩展了电路的实验功能。

3、本实用新型设有反馈单元，反馈单元包括光电挡板和光电传感器，光电挡板安装在舵机上，光电传感器正对光电挡板设置，光电传感器的信号输出端与微处理器相连；舵机转动带动光电挡板转动，光电挡板的转动使得光电传感器得到相应的脉冲信号，经过处理后反馈回微处理器，形成控制闭环回路，可以进行各种控制实验，并检测舵机的输出精度。

附图说明

图1为本实用新型的结构框图。

图2为本实用新型的电路图。

图3为电子模拟开关的逻辑功能图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的说明。

如图1所示，本实用新型包括微处理器、舵机、信号切换单元、反馈单元、人机交互单元，所述信号切换单元包括通信接口、手动切换开关、通信电平转换单元和电子模拟开关，所述通信接口、手动切换开关、通信电平转换单元、电子模拟开关、微处理器依次串接，微处理器与舵机相连。人机交互单元包括键盘和显示器，键盘、显示器分别与微处理器相连。

所述通信电平转换单元包括RS232电平转换电路和RS485电平转换电路，所述通信接口经手动切换开关后分别与RS232电平转换电路、RS485电平转换电路的一端相连，RS232电平转换电路、RS485电平转换电路的另一端分别经电子模拟开关后连接微处理器。RS232和RS485是电气标准，主要区别就是逻辑如何表示。RS232使用-12V表示逻辑1，12V表示逻辑0，全双工，因为使用绝对电压表示逻辑，由于干扰，导线电阻等原因，通讯距离不远，低速时最多也就能传输几十米。RS485是在RS232后推出，采用差分信号负逻辑，以两线间的电压差为-(2~6)V表示逻辑"1”以两线间的电压差为+(2~6)V表示；逻辑"0"。RS-485最大的通信距离可以达到千米，最大传输速率为10Mbps。做调试类试验采用RS232通信，做应用类试验时采用RS485通信，针对不同的实验内容可以通过手动切换开关手动切换不同的通信方式，既简单又灵活。

所述手动切换开关采用三刀双掷开关E-TEN302，三刀双掷开关包括第一至第三公共接线点、第一至第六输出接线点，其中第一公共接线点和第二公共接线点分别连接通信接口，第三公共接线点接电源，第一输出接线点、第三输出接线点分别连接RS232电平转换电路，第五输出接线点悬空，第二输出接线点、第四输出接线点分别连接RS485电平转换电路，第六输出接线点连接电子模拟开关。

反馈单元包括光电挡板和光电传感器，光电挡板安装在舵机上，光电传感器正对光电挡板设置，光电传感器的信号输出端与微处理器相连。

本实用新型以微处理器为核心，连接其他装置来传输舵机参数时，信号从通信接口输入输出，通过拨动三刀双掷开关切换不同的档位，三刀双掷开关一部分控制通信电平转换单元与通信接口的连接，三刀双掷开关另一部分控制电子模拟开关，通过电子模拟开关控制通信电平转换单元和微处理器的连接。微处理器根据通信传输过来的指令或者键盘输入的指令产生相应的PWM波，控制舵机转动。舵机的转动带动光电挡板的转动，光电挡板的转动使得光电传感器得到相应的脉冲信号，经过处理后反馈回微处理器，微处理器进行显示或者通过通信接口反馈给其他装置。

如图2所示，通信接口采用标准D型数据接口连接器DB9；手动切换开关采用三刀双掷开关E-TEN302，它有2个档位；通信电平转换单元的主芯片采用MAX232和MAX485；电子模拟开关采用CH440，它是 4 通道低阻宽带双向电子模拟开关芯片。由通信接口DB9连接外部通信设备，连接后通过三刀双掷开关S1切换通信连接，2个档位，当三刀双掷开关S1拨到位置1时，三刀双掷开关S1的三个公共接线点分别连接第一、第三、第五输出接线点，DB9的第3脚和第2脚分别与MAX232的第7脚和第8脚相连，同时控制电子模拟开关U3的第1脚为低电平；当三刀双掷开关S1拨到位置2时，三刀双掷开关S1的三个公共接线点分别连接第二、第四、第六输出接线点，DB9的第3脚和第2脚分别与MAX485的第6脚和第7脚相连，同时控制电子模拟开关U3的第1脚为高电平。通信信号经过通信电平转换单元后送入电子模拟开关CH440的输入端，CH440 包含 4 通道单刀双掷模拟开关，高带宽，低导通电阻，可以用于视频或者其他信号二选一切换。它的内部功能框图如图3所示，15脚为EN控制端低电平有效，第1脚为选择输入端，当其为低电平时选择输入为S1的端口输出：微处理器的TXD、RXD引脚与MAX232的TXD、RXD相连接；当为高电平时选择输入为S2的端口输出。通过拨动三刀双掷开关S1处于位置1和位置2，选择不同的信号传输通道使得该装置可以实现多种通信方式。