舵机的芯片原理

XQ-POWER舵机

舵机芯片的核心原理是接收 PWM（脉冲宽度调制）信号，通过内部电路解析脉冲宽度以确定目标角度，再驱动电机转动至该角度并保持位置，本质是 “信号解析 + 电机驱动 + 位置反馈” 的闭环控制。
核心工作流程（3 步闭环控制）舵机芯片需配合电机、减速齿轮、电位器（位置反馈元件）实现功能，具体流程如下：

• 信号接收与解析
  芯片接收外部控制器（如单片机）发送的 PWM 信号，通过内部 “脉冲宽度检测电路” 识别信号周期（标准舵机通常为 20ms）和高电平时间（0.5ms~2.5ms 对应 0°~180°），计算出目标转动角度。
• 位置比较与驱动信号生成
  芯片通过 ADC（模数转换）读取电位器（与舵机输出轴机械联动）的电压信号，换算成当前实际角度；将 “目标角度” 与 “实际角度” 对比，若存在偏差，生成对应的电机驱动信号（正转 / 反转 / 停止）。
• 电机驱动与位置保持
  芯片内置 H 桥驱动电路，根据驱动信号控制电机正转或反转，通过减速齿轮带动输出轴转动；当实际角度与目标角度一致时，芯片停止输出驱动信号，电机停转，舵机通过齿轮自锁和芯片 “零偏差” 控制保持当前位置。
  

核心内部模块（4 大关键电路）

模块名称

核心功能

PWM 信号解码器

检测 PWM 信号的周期和高电平宽度，将其转化为对应的 “目标角度数字信号”。

位置反馈采样器

连接电位器，通过 ADC 将电位器的模拟电压（对应实际角度）转化为数字信号。

误差比较器

对比 “目标角度信号” 与 “实际角度信号”，输出 “正转 / 反转 / 停止” 的偏差控制指令。

H 桥电机驱动器

接收偏差控制指令，输出足够功率的电流驱动舵机电机（直流有刷电机）转动。

关键特点

• 闭环控制：依赖电位器的位置反馈，确保输出轴精准停在目标角度，而非 “开环瞎转”。
• 固定 PWM 协议：多数舵机芯片仅识别标准 PWM（20ms 周期），脉冲宽度直接对应角度，无需额外通信协议（如 I2C、UART）。
• 集成驱动：无需外部额外驱动芯片，芯片内置 H 桥可直接驱动电机，简化电路设计。