第一篇：基于单片机的Biped型机器人设计的创新策略论文
随着机电一体化技术的不断发展和工业自动化程度的日益提高，机器人在工业生产和日常生活等诸多方面都得到了越来越广泛的应用。目前，仿人机器人作为机器人研究的热门领域受到了极高的关注，其中，Biped型机器人以其结构复杂，自由度多和运动控制精度要求高等特点已经成为了仿人机器人研究的重中之重。
本文通过研究仿人机器人运动过程规划以及伺服电机控制的基本原理和方法, 给出了Biped型机器人设计的整体方案。所述的机器人采用基于STC89C52单片机的高精度伺服控制系统，减少了传统控制方法不稳定性对系统精度的影响。同时，选用了TR213高精度伺服电机，使机器人的运动机构在运行过程中协调、平稳。并通过单自由度调试、多自由度调试、运动过程规划等实验验证了系统的可行性，所设计的机械结构及控制方法真正地实现了Biped型机器人控制的高精度、高稳定性和智能化。整体结构设计
根据仿人机器人的行走、前进、后退、重心偏移和上下楼梯等运动过程要求，Biped型机器人主要由机械结构、高精度伺服电机、伺服控制系统和驱动系统等部分组成。
由于人体为左右对称结构，为了达到仿人运动的目的，Biped型机器人也采用相同的对称结构，如图1所示。
以机器人行走过程中的右腿向前移动过程为例，在此过程中包括重心左移，右腿抬起前移，右腿放下和重心恢复四个阶段。为了实现动作要求，机器人需要踝关节、膝关节和髋关节6个自由度配合完成，其各关节的转动角度范围如表1所示。从表中可以看出，踝关节1、2可以通过转动完成整体结构重心沿y轴方向的移动控制，保持机器人在动作过程中的重心稳定；膝关节3、4和髋关节5、6通过配合转动改变机器人沿z轴方向的双脚高度以及双脚沿x轴方向的前后位置控制，实现机器人的动作要求；另外，双足机器人各个关节角的运动范围都大于人类各个关节角度的运动范围，可以满足模仿人类动作的关节角度范围要求。高精度伺服电机的转动控制
Biped型机器人的各关节的位置采用TR213高精度伺服电机的转动进行驱动和控制，并由STC89C52单片机产生周期为20ms，脉宽为0.5ms-2.5ms的脉冲宽度调制（PWM）信号，该脉冲宽度与电机转动的偏转角度成正比，通过不同的脉冲输入宽度可精确地控制伺服电机的转动角度，其驱动分辨率达到1μs，角度分辨率可达0.09°，伺服电机的转动角度控制原理如图2所示。
位于伺服电机内部的齿轮组将电机的转动速度成大倍数缩小，并将电机的输出扭矩放大倍数后输出；电位器和齿轮组的末级一起转动，测量舵机轴转动角度；电路板检测并根据电位器判断舵机转动角度，然后控制舵机转动到目标角度或保持在目标角度，其内部电路如图3所示。
PWM信号进入信号解调芯片BA6688后将产生直流偏置电压信号，该信号和芯片内部5K电位器所产生的基准电压信号进行比较，将得到的脉冲进行展宽后输入至芯片BAL6686，芯片根据展宽后的脉冲信号驱动伺服电机转动，在此过程中，伺服电机的转动将带动电位器发生变化从而改变电压差的大小，直到压差为0时，伺服电机转动到指定位置后停止转动。另外，解调后的直流偏置电压通过与在电位器上得到反馈电压进行比较可得到正负电压差，BA6688将该电压差输送的PWM信号给电机驱动电路BAL6686以驱动伺服电机正反转。叠加在5K电位器上的另外一个信号Motor Back EMF信号将会使伺服电机产生一个反向电动势，通过和给定的基准电压进行比较可以改变伺服电机的转速，从而控制机器人的动作速度。伺服控制系统
Biped型机器人的伺服电机控制主要是通过STC89C52单片机所产生的PWM信号来实现。由555定时器组成的振荡器作为时间基准信号，通过对其产生的脉冲信号进行计数来产生PWM脉冲信号，并由I/O口进行多路输出，输出后的信号经过整形处理，产生标准的PWM脉宽调制信号，以提高机器人动作的精度和稳定性。同时，STC89C52单片机上的FLASH为程序存储提供了足够的空间，还可以使用其串口和在线烧录功能与上位机进行通信来完成对多路伺服电机转动的控制。驱动系统
为了使Biped型机器人具有足够的驱动能力，在设计中采用具有较大输出扭矩的TR213伺服电机，该电机的供电电压为4.8-7.2V，最大输出扭矩为13kg·cm，当其空载时电流很小，可以忽略不计，但当其动态负荷扭矩达到最大时驱动电流可达2A，但由于Biped型机器人的6个自由度一般不会全部同时工作在最大负荷状态下，根据测试表明，在正常情况下每个伺服电机的电流小于0.5A，因此，采用电流为10A的直流稳压电源为其供电，即可满足其驱动要求。伺服电机控制电路与伺服电机驱动电路采用分开供电模式，由7805稳压芯片为其提供稳定电压，以减小伺服电机电压波动对其造成的干扰，来提高控制精度。
结语
理论与实验表明，所设计的Biped型机器人具有控制精度高、稳定性好和结构简单等特点。通过高精度伺服电机和控制系统有效地减少了系统不稳定性对机器人运动过程造成的影响，为仿人机器人的开发和设计提供了一种比较理想的方法与解决方案。
参考文献
[1] 史耀强.双足机器人步行仿真与实验研究 [D].上海：上海交通大学，2008.[2] 李健.多自由度机器人的设计与研究 [D].合肥：中国科学技术大学，2009.[3] 蔡自兴.机器人学 [M].北京：清华大学出版社，2003.
第二篇：机器人创新设计课程总结
机器人创新设计课程总结
苏登
自动化1509 学号20153800 记得当初选择机器人创新设计这门课程有很多原因，其一是自己喜欢机械结构，对和机械自动化有关的课题感兴趣，还有一个原因是刚刚看完BAYMAX这部好评如潮的电影，被其中各色各样的机器人所打动。在选择这门课程时心里还是有一些犹豫，担心自己在这方面毫无基础，难以跟上课程进度，再者担心考试太难，拿不到好成绩。然而事实证明，我当初选择这门选修课的决定是正确的，期间不但接触到了最新的机器人概念和进展，还认识到了专业的老师，很多有想法有能力的朋友，最重要的是我完全是因为兴趣而不是为了完成修学分的任务，因此哪怕期间有所困难，哪怕偶尔感觉枯燥，我都觉得没有白费时间。
如果说这门课程给我留下的最深的印象是什么，我的总结是：实践，参与。机器人不是纸上谈兵的东西，机器人从开端到如今的繁荣，都是一个个实验，一个个失败铸造的结果。对此，我对我们的指导老师李海龙老师深感敬佩。短短半个学期的时间，不多的上课机会，李海龙老师拿出两节课的时间给我们做课堂展示，又拿出两节课的时间给我们组装，展示机器人，更不用说课下我们在网上查找资料，为机器人编程这类直接接触机器人的时间。很多人把选修课看作水课，我想说的是，咋们的机器人创新设计不是水课。
在课堂展示的PPT中，我负责的是智能机器人这一部分。期间花了很多的时间上网查找资料。在我以往的印象中，真正智能的机器人应该可以具有自我学习的功能，而不仅仅是依靠事先储存的数据。比如可以自己根据实际问题，根据发生过的事件自动储存记忆更新数据库。在我整理完智能机器人这一部分的资料后，我发现现在的机器人技术尚未达到这一高度，机器人做出的判断也仅仅只是基于现有的数据，无法自己学习，更不用说产生灵感之类的智慧了。舍友问我：“你上网查这些资料有什么意义？”，可能这些东西不会对我产生直接的影响，但是作为自动化的学生，在以后系统地接触到机器人的时候，甚至自己有点小小的成绩的时候，我可以在心里提醒自己：我离真正的智能机器人还差的很远。正如乔布斯所说，当初我在大学选修书法课，我看不到任何的直接作用，但是若干年后，我把在书法上的知识运用到了苹果电脑里，如果当初我没有选择书法课，那么现在你们的电脑里就不会有如此美丽的字体。为自己的兴趣，为团队的成果而投入地做一件事情，本来就非常值得。
认清团队的力量，这是我在机器人创新设计课程上的第二个收获。在最后的机器人组装上，没有专门的讲解，仅仅是一百四十多页的图纸。然而在这种情况下，我们的组长曹旭分工明确，组装的工作进行的井井有条，期间有各种错误，盲区，但是我们没有松懈，没有气儽，正如之前所说，机器人是一门实践的科学。在组装机器人的过程中，我们被机器人的魅力深深吸引，似乎一个个零件都有了自己的生命，最重要的是，我们在发现问题解决问题的过程中一步步的提高了自己的能力。例如在第一个机器人完成后，我们经过讨论决定该做一个分拣机，但是在分拣机完成后出现了识别失误，物品分拣不可靠的情况。面对这一问题，我们积极讨论，分析原因，在多方面作出了改进，在原图纸的基础上实现创新，最终完美地解决了这一问题，最后在课堂展示上向全班同学展示了我们的成果。组装机器人这一段时间向我展示了团队的力量，无论是在以后的生活还是科研中，团队至上将是我的座右铭。
最后，作为九组的一员，我衷心感谢我们九组的所有组员和曹组长所做出的努力，正是因为你们，让这堂趣味无穷的课程增添了几分感动和思念。最后付几张组装机器人的照片：
第三篇：单片机课程设计秒表系统设计
单片机课程设计
学院：信息工程专业：
——秒表系统设计
一，设计目的：
1，熟悉51单片机的内部结构，计数器，中断控制器等的用法，来实现简单的控制应用系统。
2，通过简单系统的设计了解单片机应用系统的设计与开发过程及其相应的调试程序过程。
二，设计任务：
实验通过单片机的定时器/计数器定时和计数原理，设计简单的计时器系统，拥有正确的计时、暂停、清零、快加功能，并同时可以用数码管显示，在现实生活中应用广泛，具有现实意义。
三，设计题目：
秒表系统设计——用AT89C51设计一个2位LED数码显示“秒表”，显示时间为00~99秒，每秒自动加一。另设计一个“开始”按键和一个“复位”按键。调用子程序:暂停键子程序,计时键子程序,清0键子程序,加一子程序，显示子程序,定时子程序，所用特殊寄存器：寄存器A，寄存器C，所用中断：外部中断INT0、INT1，定时器T0、T1
四，设计的硬件接线图：
五，设计思路及描述
要求进行计时并在数码管上显示时间，则可利用DVCC系列单片机微机仿真实验系统中的芯片8032（芯片的功能类似于芯片AT89C51，其管脚功能也和AT89C51的管脚功能类似）中的P3.2管脚做为外部中断0的入口地址，并实现“开始”按键的功能；将P3.3做为外部中断1的入口地址，并实现“清零”按键的功能；将P3.0做为数据信号DATA输入的入口地址；将P3.1做为时钟信号CLK输入的入口地址。定时器T0作为每秒加一的定时器；定时器T1作为“快加”键的定时器。其中“开始”按键当开关由1拨向0（由上向下拨）时开始计时；“清零”按键当开关由1拨向0（由上向下拨）时数码管清零，此时若再拨“开始”按键则又可重新开始计时。
六，流程图
七，程序 源程序： ORG
0000H AJMP
MIAN;主程序入口地址 ORG
0003H
AJMP
ZHONGDUAN0;中断0入口地址
ORG
000BH
AJMP YANSHI;定时器T0入口地址
ORG
0013H
AJMP
ZHONGDUAN1;中断1入口地址
ORG
001BH
AJMP
DINGSHI1;定时器T1入口地址
ORG
0030H
;主程序
;***********************************************************
MAIN: MOV
TCON,#05H;主程序开始 外部中断跳变模式
MOV
TMOD,#11H;定时器0,1模式1 MOV
IE,#8FH;开总中断,中断0,1,定时器0,1 MOV
DPTR,#TAB MOV
R1,#00H MOV
R2,#00h MOV
R3,#40;循环次数40 MOV
TL0#2CH;置初值,定时25MS
MOV
TH0,#0CFH
MOV
TL1#78H;置初值,定时10MS
MOV
TH1,#0ECH CLR TR0;关定时器
CLR
TR1;***********************************************************;暂停键K3，快加键K4程序
;*********************************************************** HERE:JB P1.0,HERE SHOW:
CLR
TR1 CLR
TR0 ACALL
XIANSHI KUAIJIA
:JB P1.2,KUAIJIA;等待P1.2为0 快加 CLR
TR0 SETB
TR1
HERE 3JNB
P1.2,HERE 3 AJMP
HERE;***********************************************************;外部中断INT0子程序-----计时按键K1子程序
;***********************************************************
ZHONGDUAN 0:
SETB TR0;计时按键 RETI;***********************************************************;外部中断INT1子程序----复位按键K2子程序
;***********************************************************
ZHONGDUAN 1: CLR TR0;复位按键
CLR
TR1
MOV
12H,#00H
MOV
11H,#00H ACALL
XIANSHI;调用显示子程序
MOV
R1,#00H
MOV
R2,#00H RETI;***********************************************************;加一子程序
;***********************************************************
JIA1:
INC
R1;加1子程序
CJNE R1，#0AH ,LOOP;判断是否到表尾
MOV
R1,#00H INC
R2
CJNE
R2,#0AH,LOOP
MOV
R2,#00H
LOOP: MOV
12H,R1;重新赋值
MOV
11H,R2
RET;***********************************************************;显示子程序
;*********************************************************** XIANSHI: MOV R7,#02H;2个数码管显示子程序 MOV R0,#12H LOOP5: MOV R6,#08H;8位2进制数 MOV A,@R0 MOVC A,@A+DPTR LOOP6: RLC A;循环左移 CLR P3.1 MOV P3.0,c SETB P3.1 DJNZ R6,LOOP6 DEC R0 DJNZ R7,LOOP5 RET;***********************************************************;定时器T0子程序;*********************************************************** YANSHI: MOV Tl0,#2CH;定时子程序 MOV TH0,#0CFH DJNZ R3,LOOP7 ACALL JIA1;调用加1子程序 ACALL XIANSHI;调用显示子程序 MOV R3,#40 LOOP7: RETI;***********************************************************;定时器T1子程序
;*********************************************************** DINGSHI1:MOV Tl1,#78H;置初值,定时10MS MOV TH1,#0ECH CLR TR0 SETB TR1 MOV 12H ,R1 MOV 11H,R2 JNB p1.0,SHOW ACALL JIA1 ACALL XIANSHI LOP7:TETI;*********************************************************** TAB:DB 3FH,06H,5BH,4FH,66H,6DH,7DH,07H,7FH,6FH END
八，内容提要
利用单片机的定时器/计数器定时和记数的原理，结合dvcc实验箱上的集成电路芯片8032、LED数码管以及实验箱上的按键来设计计时器。将软、硬件有机地结合起来，使得系统能够正确地进行计时，数码管能够正确地显示时间。其中本设计了四个开关按键：其中一个按键按下去时以1秒加一开始计时，即秒表开始键（本实验中当开关从1变为0时开始计时），另一个按键按下去时暂停计时，使秒表停留在原先的计时（本实验中当相应开关从1变为0时即停止计时），第三个按键按下去时清0（本实验中当相应开关从1变为0时即停止计时），第四按键按下去则是以每10ms秒快速加一计时（本实验中当开关从1变为0时开始计时）。本设计中开始时都要使各按键回到各初始位置，即都处于1状态。
九，课程设计心得体会
选择适当的课题，不益太简单或者太难。做到既能把课题完成又能锻炼自己的能力！根据课题要求，复习相关的知识，查询相关的资料。根据实验条件，找到适合的方案，找到需要的元器件及工具，准备实验。根据课程设计的要求和自己所要增加的功能写好程序流程图，在程序流程图的基础上，根据芯片的功能写出相应的程序。然后再进行程序调试和相应的修改，以达到能够实现所要求的功能的目的。还要根据实验的实际情况，添加些额外程序来使系统更加的稳定，如开关的消震荡（采用延迟）。程序要尽量做到由各个子程序组成，在有些程序后面最好加注释，这样在程序出错的检查过程中可以更容易查找的到，也更简洁，更明白易懂。该设计的程序可以参考DVCC系列单片机微机仿真实验系统实验指导书中的串并转换实验，也可自己根据自己熟悉的方法来编程。在设计控制开关时，注意2个中断的打开和关闭的先后顺序，否则就会出错。这次的单片机课程设计重点是理论与实际的相结合。不再只读书了。该设计从头到尾都要自己参与，熟悉了对整个设计的过程，更系统的锻炼了自己。
十、参考文献
苏家健等编的《单片机原理及应用技术》 高等教育出版社 2004年11月 余锡存等，《单片机原理及接口技术》 西安电子科技大学出版社 2004
孙涵芳等 《单片机原理及应用》 北京航空航天大学出版社 1990
吴金戌等 《8051电片机的实践与应用》 清华大学出版社
第四篇：小学申报创新效率型党组织事迹材料
近年来，中国共产党成都市西一路小学支部委员会在金牛区教育局党工委的正确领导下，在广大教职员工的积极配合下，认真贯彻党的十八大、十八届三中、四中、五中全会精神，把全面加强党的各项工作与推动学校发展紧密结合起来，把“培养学生的创新精神和实践能力”作为实施素质教育的重点。在这一过程中，学校党支部认真贯彻落实党的各项方针政策，围绕“改革与创新”这一主题，以队伍建设为着力点，全面贯彻党的教育方针，充分发挥党支部政治核心的作用，逐步建立起一支政治素质优、专业技能优、工作业绩优、群众评价优的党员、干部、教师队伍，实现了学校持续稳定，高品优质的发展。
找准位置，求真务实，扎实开展基层党建工作
（一）思想重视，强化意识。教育本来平凡，精彩在哪？就是把平凡事做细、做实、落在师生发展的点上。校长任勇作为成都市西一路小学党支部的支部书记，是学校全体教师的领头羊，是党组织建设和党建工作的“第一责任人”.支部书记牢牢树立“党建落地”意识，将组织建设和学校发展进行有机结合，推进学校干部队伍建设，推进学校依法治校、规范办学，推进学校项目制管理。2015年，学校因管理规范，成绩突出评为成都市文明单位、金牛区阳光体育示范校。
（二）思想引领，强化学习。管理增效，重在“火车头”的带领。干部提升，党建先行。西一路小学党支部建立了“每周行政干部例会制度”,传达学习省委、市委、区委和教育局党工委、教科院教学改革动态要求等重大事项，同时每周二下午是全校教师政治学习时间，专时专用，强化了全体党员、教师的政治学习，以具体措施和服务细节使学校时刻牢记“办人民满意的教育”的宗旨。
（三）以“三严三实”要求自己。在学校管理中，支部书记树立以人为本、服务为先的理念，对工作方法、思想看法等方面问题的交流，既展开批评、勇于碰撞，又注意方式方法，通过多讨论、多摆事实来影响和说服他人。努力做到与同事在思想上真正相互沟通和了解，工作中更多相互信任和支持，带领全体干部群众共促学校发展。
充分发挥战斗堡垒作用，有效促进学校整体发展
（一）加强依法治校力度，规范办学行为
梳理学校常规管理制度，不断完善学校教师奖励性绩效制度、考勤制度、教育教学常规管理制度、后勤管理制度、校园文化建设制度、安全管理制度。
（二）明确定位强化管理，大力提升教育质量
（1）榜样示范养习惯
学校采用“榜样示范”的方式，让孩子们的一言一行成为孩子们自己的榜样。同时，学校通过“品格”课题的开展，对各班的行为习惯进行评价。为了促进学生约束、规范自己的行为，学校大队部策划了“正义朱迪”监督活动，并在每周一升旗仪式上向全校师生进行反馈，颁发“正义朱迪”徽章，督促各班良好行为习惯的养成。
（2）家校合作重沟通
沟通渠道方面。学校从面对面、通讯、媒体以及网络等角度提供了多样化的渠道，包括每期至少一次家长会、半天新教师汇报课开放活动、每学年一次年级家长开放日活动、每期一次教师满意度测评、每周两次学校公众微信号信息推送、以及学校网站信息发布等。
合作机构方面。学校从各班家委会中选出代表成立校级家委会，常态开展校级家委会工作会，参与学校相关事宜的讨论及决策，对平时各班收集到的意见进行反馈。
申诉渠道方面。学校在校门口设置“校长信箱”,向全校家长公布学校咨询电话，保障家长有意见、有建议时可以有正常的表达渠道。
加强党员队伍建设情况
（一）扎实开展党员帮扶活动
学校组织开展“党员干部包干制”、一个党员落实责任包干3名学困生，开展辅差帮扶活动，支委负责4名教师，一期至少联系一次，重点了解群众对干部、对党组织，对党员的意见和建议。同时，学校下年级行政随时对自己年级的教师负责，发现问题，及时与老师交流沟通，很好地促进了常规管理。
（二）做好发展党员工作
按照《党章》要求，严格把好发展党员工作的各个环节。严格履行入党手续，把握发展党员工作中培训、政审、考察、审批、转正等各个环节。2015年年底，支部完成了李彬同志发展为预备党员的工作。
（三）定期组织党员生活会
学校支部定期召开支委会、定期召开党员大会，要求党员自觉参加组织生活，完成党组织交给的任务，每位党员都能按期按规定交纳党费，自觉接受和参加党组织的教育和培训。2015，西一路小学党支部无一起违纪违法的事件发生。
>>>>躬行实践，改革创新，有效提升党员专业能力
西一路小学党支部现有党员58名（退休党员33名），(www.xiexiebang.com)其中行政管理者均为党员，中层及学科组长党员11人，党员是学校教师队伍中的绝对主力。我们引导党员教师从关注生命成长的角度出发，通过教师发展课程来丰富自己的情趣和精神，以专业促发展，“让每一个孩子都幸福绽放”成为了西一路党员自愿服务队的重要任务和使命。
（一）亮点举措为保障，落实师生发展点。
课程改革核心是课程实施，课程实施的基本途径是课堂教学，而课堂教学的突破在于课题研究的命题。近年，我们将工作重心聚焦到教师实践智慧的持续提升上，通过课程视野、目标靶向、模式构建、集体合作四个策略开展直面课堂、强调实践、关注思考的课例研究，取得良好效果：学校多名教师在各级各类专业评选中获奖；学校参加市区各类质量监测居于同类学校前列；学校连续三年学生体质健康监测合格率达99.37%;学校男子、女子足球队分别在2016成都市校园足球总决赛（P联赛）中获乙组一等奖……在西一路小学，学校特色发展遵循“全员普及+特长提升”原则，结合金牛区艺体教育“2+1”的目标，对学生兴趣爱好、个性特长进行培养。在学校快速发展的过程中，支部设立了“党员示范岗”,让每位党员都亮身份、亮形象、亮课堂、亮业绩，积极提升专业素养，在改革实践中勇挑重担，率先垂范，充分发挥了先锋模范作用。
（二）发展社团文化，推进“项目制”管理方式
学生社团活动作为学校校园文化的重要载体，是培养学生项目爱好，扩大求知领域，陶冶思想情操，展示才华智慧的舞台。我校社团建设在近年来发展很好，在区域内享有良好的声誉和知名度。特别是我校在川剧特色学校背景下的社团建设，更加体现了学校社团建设特色化，专业化发展趋势。社团要发展，社团要出特色，出成绩，必须要建立健全社团管理机制和制度，加大社团管理力度，使社团步入制度化和规范化，这对社团发展和管理既是机遇又是挑战。
学校将各类课外项目社团以培训内容的不同划分为几个不同的项目，包括川剧项目、足球项目、健美操项目、科技模型项目、美术项目，每个项目设立一位负责人，项目所有成员在项目负责人的统筹组织和安排下开展社团活动。学校根据项目开展情况从教师课时、工作量的计算方面、特色项目成果等方面对社团成员考虑作为突破口，提高项目成员的工作积极性，促进学校规范化管理。
党支部围绕创新驱动、转型发展的中心任务推进学校党建工作，以党建促学校教育事业发展，学校的综合办学水平显著提升。
一个党员就是一面旗帜，一个支部就是一个堡垒。西一路小学党支部将以党的十八大精神为准绳，按照上级党委的要求，积极完善和落实长效机制，不断加强党的组织建设，继续提高党员的思想觉悟，职业操守和专业能力，从而带领西一路小学教职工务本求实、开拓创新，全心全意办人民满意的教育。
第五篇：机器人创新设计作品说明材料概要
机机器器人人创创新新设设计计 目目录 录
机器人创新设计作品说明材料 学 校 名 称:景德镇高等专科学校 作 品 名 称:探索者机器人创新设计 作 品 设 计 成 员: 作 品 设 计 时 间:二零一二年十月十九日 摘要
本文主要介绍了一个基于ARM7 LPC2138,32 位的高性能主控芯片控制的探索者机器人的创新设计,该设计包括C语言编程,声控、振动、触碰、光强、闪动、黑标、白标、近红外等多种传感控制,图形化编程及便携式编程三种编程模式,能满足任何软件水平的用户实现简单或复杂的自动化控制程序及其他功能实现。
在设计中,详细的展现了探索者机器人的各个功能模块、传感器的属性功能工作状况。最后,实现整个实验功能创新设计。
目录 摘要(1 第一章引言(1 1.1 探索者机器人创新设计概述(2 1.2 探索者机器人创新设计特点(2 1.3 探索者机器人创新设计目的(3
1.4 探索者机器人创新设计意义和前景(4 第二章、主控板(5 第三章、红外接收头(5 第四章、语音模块(5 第五章、LED 模块(6 第六章、舵机(6 第七章、传感器(7 7.1 黑标/白标传感器(8 7.2近红外传感器(8 7.3 姿态传感器(9 7.4 闪动传感器(9 7.5 声控传感器(10 7.6 触碰传感器(10 7.7 振动传感器(11 7.8 触须传感器(11 7.9 光强传感器(11 第八章、编程手柄说明(12 第九章、C 语言编程基础指南(13 9.1 安装编程环境(13
9.2 第一个ARM 软件(18 9.3 烧写程序(21 9.4 ARM 主控板端口列表(22 9.5 库函数(24 lib_io.c(24 lib_irq.c(26 lib_arm.c(27 第十章、Robottime Robotway Studio 指南(28 10.1 准备运行环境(28 10.2 RRS 使用流程(28 第十一章、扩展模块指南(29 11.1 蓝牙模块(29 11.2 语音识别模块(29 11.3 自平衡模块(30 第一章、引言
1.1、探索者机器人创新设计概述
“探索者”机器人创意设计是机器时代推出的一种机器人创新设计理念。探 索者采用了世界先进的仿生和欠驱动设计理念,机械结构设计概念明显,传动结 构突出,可以满足绝大部分的机械原理构造。金属机械零件美观耐用,除了可以 的搭建常规的机器人机构,还可以组合成各种仿真动物以及智能家居品。探索者
主控板采用了32 位高性能主控芯片,拥有C 语言编程、图形化编程及便携式编程三种编程模式,能满足任何软件水平的用户实现简单或复杂的自动化控制程
序。包装箱里更配备了多种常见传感器,能让用户搭建的机器人活起来,使它们 能够听到、看到、触摸到人类世界。1.2、探索者机器人创新设计特点 Ⅰ、突出机构设计。
探索者的设计思路是采用多种具备“积木”特点的基础机械零件,搭建出各式各样的机械结构。包含大量传动机构零件,引入欠驱动设计思路。除了可搭建出各种典型的机器人机构以外,更可以激发想象力,设计出无数种创意独特的机器人机构。
Ⅱ、控制能力优越。
探索者控制器采用ARM7 LPC2138,32位的高性能主控芯片,是一款专为智能机器人和小型智能设备设计的多功能控制器。拥有巨大的缓冲区空间和强大的处理功能,可同时控制6 路舵机,2路直流电机,4路传感器,并可串联协同工作,非常适合作为智能机器人的主控制器。
Ⅲ、开放电子端口。
探索者开放了包括控制器和多种传感器在内的所有电子部件I/O 接口,并提供所有电子元件电路图,供用户学习使用,可进行单片机、传感器、数字/模拟
电路等课程的各种实验。极大方便了有二次开发需求的用户。
1.3、探索者机器人创新设计目的
探索者机器人是一个典型的自动化系统,是目前世界各国进行工程训练、教学实验和研究的最为理想的平台。随着自动化技术的发展,许多创新的工程专业都有了共同的专业基础课程,那就是电子电路、检测技术与传感器、控制原理与控制工程。可以说这些专业基础课程是现代创新工程专业普遍性原理,也就是可以将其称为现代创新工程之道。许多国内外的知名公司都相继在开发各种教育与娱乐机器人,为现代创新工程专业教育提供共同的教育平台,引导学生学习电子电路、检测技术与传感器、控制原理和控制工程等基础课程。因此,采用机器人作为计算机、检测与控制技术的教学实验平台是各相关工程专业的最佳选择,这就是探索者机器人的目的和动因。教学常用机器人大致可以分为三大类:轮式机器人、仿生机器人和人形机器人。目前,人形机器人是世界上最为看好也是技术含量最高的一款。
机器人创新设计将紧密结合主要面向大学生进行课程实验与实践(包括嵌入式微控制器、数电和模电、数字逻辑、工业传感器和工业控制、基础机器人等课程,同时照顾部分优秀学生开展机器人创新竞赛等要求进行建设,满足机器人基础创新课程实验和实践以及高级机器人创新竞赛两个层次的教学要求。机器人创新设计能满足大量学生进行基础课程实验,掌握电子电路、嵌入式微控制器、检测与控制技
术等工程基础课程的内容,又能组织大量学生观摩智能机器人平台和部分优秀学生代表学校参加各种创新竞赛,激励学生投身科技的热情和提高学校的知名度。
机器人创新设计可以引领科技走向进步,实现科学、便捷、安全、效率、自动化、智能化等多功能设计。为打造世界知名的民族机器人品牌、探索全人类机器人梦想而努力。造福人类,贡献社会。
1.4探索者机器人创新设计意义和前景
㈠、为电子设计,自动化、机械制造、计算机、机器人等主要工程专业的学生提供一个以机器人为实验对象的创新基地,课程教学内容、方法和手段全面引进先进教学实验模式,使学生能在“做中学、学中做”,提高学生的创新能力和动手能力,提升整个教学实验水平,并不断的扩展和延伸,使之能够广泛适用于各个专业教学实践和创新要求。
㈡、与机器人技术发展趋势相结合,用机器人取代传统的电子、电路、单片机等分立式实验仪器,增强实验的开放程度和系统性,为学生提供一个可以发挥自己想象力、创造力和展现才能的空间。
㈢、为学校参加国内、国际各种机器人大赛等提供配套的硬件和软件支持,激励学生投身工程科技的热情和提高学校的知名度。对于学生结束学业后走上工作岗位更好的适应市场需求奠定基础,对于学校招生也起到一个助推作用。
㈣、达到教育部提出的“高等教育要重视培养大学生创新能力、实践能力和创业精神”的创新教育的要求。
㈤、智能机器人玩具的研发与设计。
㈥、通过探索者机器人的创新设计可以投入到实际工程项目设计,制造出用于生活、商业、工业、军工、航空、航天、探险等多种领域的工具。
第二章、主控板(晶振:11.0592M
1、输入端口A,连接传感器
2、输入端口B,连接传感器
3、输入端口C,连接传感器
4、输入端口D,连接传感器
5、红外接收端口,连接红外接收头
6、通道选择键,对应手柄的通道选择键,分为ABC三个通道
7、程序写保护口,1为正常工作状态,当按钮拨向ON时才可以进行程序下载
8、程序下载端口,连接下载线
9、舵机端口1~6,连接舵机,从左起竖排4针接口为一组,共分为6组。(注意:
具体连接方式在操作说明中会用图示详细说明,在没有看过操作说明之前请不要连接电机
10、输出端口7~8,连接LED、语音模块等执行部件,从左起竖排4针接口为一组, 共分为2组。(注意:具体连接方式在操作说明中会用图示详细说明,在没有 看过操作说明之前请不要连接LED以及语音模块
11、电源端口,接入电池或适配器连接
12、复位键,对单片机进行重启,会清除单片机内所有未保存的动作
13、电源开关
14、电源指示灯,当开关打开后,指示灯长亮并且呈红色 第三章、红外接收头
红外接收头主要用于接收来自手柄控制发出的红外信号。工作电压:4.7~5.5V 工作电流:1.2mA 频率:37.9KHZ 有效距离:5米
①、红外接收元件,用于接收手柄发出的红外信号 ②、固定孔,便于用螺丝将接收头固定于机器人上 ③、三芯输入线接口,连接三芯输入线 第四章、语音模块
可录制、存储和播放50分贝以上,最长20秒的音频。
①、录音键,一直按下可以录音,白色LED长亮,录音完毕松开录音键,LED 灯熄灭
②、四芯输出线接口,用于连接四芯输出线
③、播放键,按下,可以播放录音,播放完毕后LED闪动一下 ④、固定孔,便于用螺丝将模块固定于机器人上 ⑤、音频输入口,可插入音频输入线进行录音
⑥、麦克风,录制声音时需要将音源对准麦克风 ⑦、音频输出口,可以连接外放设备(音箱、耳机等 第五章、LED模块
工作电压:4.7~5.5V 工作电流:1.2mA ①、固定孔,便于用螺丝将模块固定于机器人上 ②、双色LED灯,颜色为红色与绿色 ③、四芯输出线接口,用于连接四芯输出线 第六章、舵机
1、圆周舵机正反转控制见光盘资料例程/舵机控制/ServoCode,可直接烧录hex 文件,该程序控制输出端口1的舵机转动,速度由大至小-改变转动方向-速 度由小至大。
2、在硬件上,圆周舵机是由标准舵机改造,拆除标准舵机中电位器与减速箱之 间的反馈电路,致使标准舵机的电机无法判断自身转动角度而持续转动。因 此圆周舵机在软件控制原理上与标准角度舵机相同,都是PWM 控制。
3、舵机控制函数Servo(uint8 Num,uint16 Ang,第一个参数为插接在主控制板 上的输出端口的序号,第二个参数的范围在0~180之间,该参数对标准舵机 而言,对应的是标准舵机的转动角度为0~180度,标准舵机的默认角度(复 位角度为90度;对圆周舵机而言,该参数越接近0或180,舵机转动速度越 快,反之越慢,参数等于90时圆周舵机停止转动,但是由于舵机硬件误差, 舵机停止转动的参数往往不等于90,而是在90左右浮动。因此,需要人为设 定圆周舵机的停止参数值大小,对圆周舵机的控制也要以此值为中心。在使
用指南手柄控制主控制板编程中,有关于手柄对圆周舵机微调的说明,以帮 助理解圆周舵机的编程控制技巧。黑色插线连接最外插针。第七章、传感器 7.1 黑标/白标传感器
黑标/白标传感器可以帮助进行黑线/白线的跟踪,可以识别白色/黑色背景中的黑色/黑色区域,或悬崖边缘。寻线信号可以提供稳定的输出信号,使寻线更准确更稳定。有效距离在0.7cm~3cm 之间。
工作电压:4.7~5.5V 工作电流:1.2mA ①、固定孔,便于用螺丝将模块固定于机器人上 ②、四芯输入线接口,连接四芯输入线 ③、黑标传感器元件,用于检测黑线信号
注意事项:黑标传感器的安装应当贴近地面且与地面平行,这样才能更加灵敏并且有效的检测到信号。
7.2近红外传感器
近红外传感器可以发射并接收反射的近红外信号,有效检测范围在20cm 以内。工作电压:4.7~5.5V 工作电流:1.2mA 频率:37.9KHZ ①、固定孔,便于用螺丝将模块固定于机器人上 ②、四芯输入线接口,连接四芯输入线 ③、近红外信号发射头,用于发射红外信号 ④、近红外信号接收头,用于接收反射的红外信号
注意事项:在安装近红外传感器时,注意不要遮挡发射和接收头,以免传感器检测发生偏差。
7.3 姿态传感器
姿态传感器可以检测机器人机身的倾斜变化,识别机器人所处的姿态,而适时做出反应。例如摔倒了之后,姿态传感器就会被触发。通常倾斜超过45 度时会被触发。
①、固定孔,便于用螺丝将模块固定于机器人上 ②、四芯输入线接口,连接四芯输入线 ③、姿态感应元件,检测机身的倾斜状态
注意事项:姿态传感器在安装时应注意与地面保持平行。以免传感器安装倾斜而引起持续触发。
7.4 闪动传感器
闪动传感器可以检测到环境光线的突然变化,从而使机器人做出相应的指令动作。30 LUX照度以上变暗触发,30LUX照度以下变亮触发。可通过用手电筒照射或者用手遮挡光线均可触发。
①、固定孔,便于用螺丝将模块固定于机器人上 ②、四芯输入线接口,连接四芯输入线 ③、光敏元件,检测光线强度
注意事项:日光灯是有闪烁的,频率在50HZ左右,这种闪烁会被闪动传感器识别,因此要避免在日光灯下使用。
7.5 声控传感器
声控传感器可以检测到周围环境的声音信号,声控元件是对震动敏感的物质,有声音时就被触发。有效检测范围在50 分贝以上(参考正常人说话时的声音。
①、固定孔,便于用螺丝将模块固定于机器人上 ②、四芯输入线接口,连接四芯输入线 ③、微型麦克风,检测声音。7.6 触碰传感器
触碰传感器可以检测物体对开关的有效触碰,通过触碰开关触发相应动作。触碰开关行程距离2mm。
①、固定孔,便于用螺丝将模块固定于机器人上 ②、四芯输入线接口,连接四芯输入线 ③、触碰开关,检测触碰
注意事项:触碰感应器需要安装在机器人容易被触碰到的位置,需要触碰开关本身被物体碰到后才会被触发。
7.7 振动传感器
振动传感器可以检测到机体本身的振动。①、固定孔,便于用螺丝将模块固定于机器人上 ②、四芯输入线接口,连接四芯输入线 ③、振动感应元件,用于检测振动 7.8 触须传感器
触须传感器可以检测到物体对弹簧触须的有效触动。安装时通常是将弹簧与地面平行。有效触动角度45 度。
①、固定孔,便于用螺丝将模块固定于机器人上 ②、四芯输入线接口,连接四芯输入线
③、弹簧触须:与障碍物接触后发生弹性形变,触发传感器
注意事项:触须感应器需要安装在机器人前端容易被触碰到的位置,需要弹簧触须被物体折弯至接触金属卡桥才会被触发。
7.9 光强传感器
光强传感器可以检测到周围光线强度的变化。光强传感器能够识别光线强弱,闪动传感器只能检测光线的突变。30 LUX 照度以下触发。(距离40瓦日光灯1.5米左右
①、固定孔,便于用螺丝将模块固定于机器人上 ②、四芯输入线接口,连接四芯输入线 ③、光敏元件,当光线由强变弱时被触发
注意事项:安装时注意将感光元件对准光源。这样传感器才能较精确的检测到光线的强弱变化。
第八章、编程手柄说明
1、红外信号发射端口
2、摇杆1,控制连接在主控板输出端口1 和端口2 所连接的舵机的动作
3、摇杆2,控制连接在主控板输出端口3 和端口4 所连接的舵机的动作
4、摇杆3,控制连接在主控板输出端口5 和端口6 所连接的舵机的动作
5、摇杆4,控制连接在主控板输出端口7 和端口8 所连接的语音模块或LED 的动作
6、动作加载键,清除当前未保存的动作
7、通道选择键,选择通道时,与主控制板通道配合使用,调整到对应通道
8、动作保存键,保存当前操作的动作
9、上方为动作记录键1,下方为动作播放键1,播放动作记录键1 录制的动作, 与主控板输入端口A 的触发功能对应
10、上方为动作记录键2,下方为动作播放键2,播放动作记录键2 录制的动作, 与主控板输入端口B 的触发功能对应
11、上方为动作记录键3,下方为动作播放键3,播放动作记录键3 录制的动作, 与主控板输入端口C 的触发功能对应
12、上方为动作记录键4,下方为动作播放键4,播放动作记录键4 录制的动作, 与主控板输入端口D 的触发功能对应
13、程序下载口,更新手柄程序
14、电源开关
15、微调,校正标准舵机角度以及圆周舵机停止不稳定状态
16、电源、信号指示灯,标志为红色时表示电源接通,蓝色时表示正在发射信 号
第九章、C 语言编程基础指南 9.1 安装编程环境
一、安装ADS 下载ADS1.2:http://www.xiexiebang.com/down/get.asp?id=39(右键单击链接左键点击上图所示的“本地双线路服务器”直接下载,或右键单击迅雷下载解压后点击“setup.exe”开始安装。
1、点击“Next”
2、点击“Yes”
3、点击“Next”
4、选择“Full”,点击“Next”
5、点击“Next”
6、点击“Next”
7、点击“Next”
8、点击“下一步”
9、点击“下一步”
10、选择安装程序“crack”目录下“LICENSE.DAT”点击“下一步”
11、点击“下一步”
12、点击“完成”
13、点击“Finish” 9.2 第一个ARM软件 打开ads 软件
1、点击“file”—“new”—“project”—“ARM Execuable Image for lpc2131”,选择 工程存放路径“位置”, 录入“工程名”(led,点击“确定”
2、工程建立完毕
3、选择红色下拉菜单处为“DebugInFLASH”
4、点击“Edit”—“DebugInFLASH Settings”,“Target Settings”项中“Post-Linker”选择“ARM fromELF”,点击“Apply”
5、续5,“ARM FromELF”项中“Output Format”选择“Intel 32 bit Hex”,“Output file name”栏输入“*.hex”(led.hex,点击“Apply”—“OK”
6、输入程序代码 /*点亮一个LED 灯*/ #include “config.h” #include “sysTime.h” const uint32_t Led1 =(1<<31;int main(void { PINSEL2 = PINSEL2 &(0x08;IO1DIR = Led1;IO1SET = Led1;
IO1CLR = Led1;initSysTime(;while(1 { IO1SET = Led1;pause(100000;IO1CLR = Led1;pause(100000;} return 0;}
7、点击F7,完成代码编译,led 工程目录FlashRel 中生成LPC21xx.hex 烧录文件 9.3 烧写程序
一、设置USB下载线
1、下载USB 驱动:http://code.google.com/p/robotway/downloads/list
2、解压后点击“setup”打开安装程序,在程序窗口点击“INSTALL”,完成后关闭驱动安
装程序
3、将USB 下载线接入电脑,选择自动查找设备,完成驱动安装
4、右键单击“我的电脑”,选择“属性”—“硬件”—“设备管理器”—“端口(COM 和 LPT”,右键单击“USB-SERIAL(COM×”,选择“属性”—“端口设置”—“高级”,选择“COM 端口号”为“COM3”,点击确定完成。
二、下载安装烧写程序
1、下载烧写程序: http://filer.blogbus.com/6243670/resource_6243670_12840150560.rar
2、解压后点击“Philips Flash Utility Installation.exe”安装程序
三、连接ARM主控板
1、将USB 下载线miniUSB 端接入ARM 主控板程序下载端口
2、拨动程序写保护口到“ON”位
3、打开ARM 主控板电源
4、按一次复位键
四、烧写程序
1、打开“开始菜单程序Philips SemiconductorsFlash UtilityLaunch
LPC210x_ISP.exe”
2、界面右侧Communication 栏,选择Connected to Port 为“COM 3:”
3、点击界面中下侧“Read Device ID”按钮,正常时出现“Please reset your LPC2000 board now and then press OK”,确定后界面左下角出现“Read Part ID Successfully”
4、点击界面中间“Erase”按钮,界面左下角出现“Erased LPC2000 Flash Successfully”
5、在“Flash Programming”栏,点击“Filename:”右下侧“...”按钮,在出现的对话框 中选择编译完成的“*.hex”文件,点击“Upload to Flash”,完成程序烧录。
9.4 ARM主控板端口列表
端口名称端口号端口功能功能说明 EINT0 外部中断0 输入
红外接收端口 P0.16 MAT0.2 定时器0 的匹配输出通道2 CAP0.2 定时器0 的捕获输入通道2 PWM5 脉宽调制器输出5 输出端口1 P0.21 CAP1.3 定时器1 的捕获输入通道3 AD0.2 A/D转换器0 输入2 输出端口1 P0.29 CAP0.3 定时器0 的捕获输入通道3 MAT0.3 定时器0 的匹配输出通道3 AD0.1 A/D 转换器0 输入1 输出端口2 P0.28 CAP0.2 定时器0 的捕获输入通道2 MAT0.2 定时器0 的匹配输出通道2 SSEL0 SPI0 从机选择SPI0 接口用作从机输出端口2 P0.7 PWM2 脉宽调制器输出2 EINT2 外部中断输入2 AD0.0 A/D 转换器0 输入0 输出端口3 P0.27 CAP0.1 定时器0 的捕获输入通道1 MAT0.1 定时器0 的匹配输出通道1 输出端口3 P0.8 TxD1 UART1 发送输出端
PWM4 脉宽调制器输出4 RxD1 UART1 接收输入端
输出端口4 P0.9 PWM6 脉宽调制输出6 EINT3 外部中断3 输入
输出端口5 P0.0 TxD0 UART0 发送输出端 PWM1 脉宽调制器输出1 输出端口5 P0.13 MAT1.1 定时器1 的匹配输出通道1 UART0 接收输入端
输出端口6 P0.1 RxD0 脉宽调制器输出3 PWM3 EINT0外部中断0 输入
输出端口6 P1.22 PIPESTAT1 流水线状态位1 SCK0 SPI0 的串行时钟
输出端口7 P0.4 CAP0.1 定时器0 的捕获输入通道1 AD0.6 A/D 转换器0 输入6 MISO0 SPI0 主机输入从机输出端
输出端口7 P0.5 MAT0.1 定时器0 的捕获输入通道1 AD0.7 A/D 转换器0 输入7 输出端口8 P0.10 CAP1.0 定时器1 的捕获输入通道0 输出端口8 P0.12 MAT1.0 定时器1 的匹配输出通道0
输出指示灯1 P1.16 TRACEPKT0 跟踪包位0 带内部上拉标准I/O 口输出指示灯2 P0.31 通用数字输出引脚
输出指示灯3 P1.31 TRST JTAG 接口的测试复位 输出指示灯4 P1.25 EXTIN0 外部触发输入 端口名称端口号端口功能功能说明
输出指示灯5 P0.6 MOSI0 SPI0 主机输出从机输入端 CAP0.2 定时器0 的捕获输入通道2 输出指示灯6P1.24T R A C E C L K跟踪时钟带内部上拉的标准I/O口输出指示灯7 P1.23 PIPESTAT2 流水线状态位2 输出指示灯8 P0.11 CAP1.1 定时器1 的捕获输入通道1 SCL1 I2C1 时钟输入/输出
输入端口1 P0.22 CAP0.0 定时器0 的捕获输入通道0 MAT0.0 定时器0 的匹配输出通道0 输入端口1 P1.19 TRACEPKT3 跟踪包位3 带内部上拉标准I/O 口输入端口2 P0.23 通用数字输入/输出引脚
输入端口2 P1.28 TDI JTAG 接口的测试数据输入 MAT1.2 定时器1 的匹配输出通道2 输入端口3 P0.19 MOSI1 SPI1 主机输出从机输入端 CAP1.2 定时器1 的捕获输入通道2 输入端口3 P1.30 TMS JTAG 接口的测试方式
CAP1.2 定时器1 的捕获输入通道2 输入端口4 P0.17 SCK1 SPI1 串行时钟 MAT1.2 定时器1 的匹配输出通道2 输入端口4 P1.21 PIPESTAT0 流水线状态位0 输入指示灯1 P0.25 AD0.4 A/D 转换器0 输入4 输入指示灯1 P1.18 TRACEPKT2 跟踪包位2 带内部上拉标准I/O 口 MAT1.3 定时器1 的匹配输出通道3 输入指示灯2 P0.20 SSEL1 SPI1 从机选择SPI1 接口用作从机 EINT3 外部中断3 输入
输入指示灯2 P1.27 TDO JTAG 接口的测试数据输出 CAP1.3 定时器1 的捕获输入通道3 输入指示灯3 P0.18 MISO1 SPI1 主机输入从机输出端 MAT1.3 定时器1 的匹配输出通道3 输入指示灯3 P1.29 TCK JTAG 接口的测试时钟 输入指示灯4 P0.15 EINT2 外部中断2 输入
输入指示灯4 P1.20 TRACESYNC 跟踪同步带内部上拉的标准I/O 口通道选择键A GND 通道选择键B P1.17 TRACEPTK1 跟踪包位1 带内部上拉标准I/O 口通道选择键C P0.26 AD0.5 A/D 转换器0 输入5
串口通信1 P0.0 TxD0 UART0 发送输出端 PWM1 脉宽调制器输出1 RxD0 UART0 接收输入端
串口通信2 P0.1 PWM3 脉宽调制器输出3 EINT0 外部中断0 输入 9.5 库函数
访问http://code.google.com/p/robotway/source/browse/。导入库函数到工程: 在工程窗口新增所有*.c 到“Source Files”目录下, *.h 到“Head Files”目录下。lib_io.c 通用参数: PortSe:端口序列号,值为0、1;PortNo:端口号,值为0~31;函数名函数原型功能返回值说明【DelayNS】 void DelayNS(uint32 dly 长软件延时无
【GPIO_In】 uint8 GPIO_In(uint8 PortSe, 检测电平1-成功 Level:检测电平uint8 PortNo,uint8 Level 输入函数 0-失败 1-高,0-低;【GPIO_Out】void GPIO_Out(uint8 PortSe, 电平输出无 Level:输出电平uint8 PortNo,uint8 Level 函数 1-高,0-低
【PWM】 void PWM(uint8 PortSe,uint8 pwm 控制无 PW:脉宽PortNo,uint32 PW,uint32 Tpwm 串行发 Tpwm:输出周期
void UART_Out(uint8 PortSe, 送数据 data:需要发送的数据【UART_Out】uint8 PortNo,uint8 data,uint32 串行发送无 bps:波特率bps,uint32 xtal 数据 xtal:晶振
【IRQ_End】 void IRQ_End(uint32 priority 中断处理结束无无 函数名函数原型功能返回值说明
【UART_In】 uint8 UART_In(uint8 type 接收串行返回串行 type:串口类 中断数据中断数据型,0 或1 打开或关 Stat:状态,0 关闭,1 开启void UART_irq(uint8 PortSe, 闭串行接无 bps:波特率【UART_irq】uint8 PortNo, uint8 stat, uint32 收数据 xtal:晶振bps, uint32 xtal, uint32 priority 中断 priority:中断优先级
【Delay】 void Delay(uint32 count 精确延时函数无单位:ms void Time_irq(uint8 PortSe,uint8 type:定时器类型【Time_irq】 PortNo,uint8 type,uint32 count, 定时中断无 count:定时时间uint32 xtal,uint8 priority xtal:晶振
priority:中断优先级【AD_In】uint16 AD_In(uint8 PortSe,uint8 读取成比例 Min:数模转换最小值PortNo,uint8 Min,uint16 Max 模拟量返回 Max:数模转换最大值
void EINT_irq(uint8 PortSe,uint8 irmod:中断方式,1-边沿【EINT_irq】 PortNo,uint8 irmod,uint8 polar,外部中断无 polar: 0-下降沿1-上升沿;uint8 priority priority: 中断优先级
【DA_Out】void DA_Out(uint8 PortSe,uint8 DA 输出函数无 DaData:输出模拟电压PortNo,uint16 DaData 范围0~1023 函数名函数原型功能返回值说明 void I2cInit(uint8 PortSe,uint8
【I2cInit】PortNo,uint8 PortNo1,uint32 I2C 初始化无 Fi2c:传输速率100000 Fi2c,uint8 prioritypriority:优先级
sla:器件从地址
【I2C_Read uint8 I2C_ReadNByte(uint8 sla, 从有子地 suba_type:从器件物理存NByte】 uint32 suba_type, uint32 suba, 址器件读读取的储地址;uint8 num 取1 字节数据 suba: 器件内部物理地址 数据 num: 1;uint8 I2C_WriteNByte(uint8 sla, 向有子地 sla 器件从地址0xAo 【I2C_Write uint8 suba_type, uint32 suba, 址器件写无 suba_type 子地址结构NByte】 uint8 s, uint32 num 入1 字节 suba 器件内部物理地址s: 数据将要写入的数据 num:1 lib_irq.c void __irq IRQ_UART0(void { uint8 a=0;a=ReadPC(;/*启动串口中断后,在此编写串口中断程序,可调用串口接收数据a*/ IRQ_End(0x00000000;} void __irq IRQ_Time0(void
{ /*启动定时器中断后,在此编写定时中断程序*/ } void __irq IRQ_Time1(void { /*启动外部中断后,在此编写外部中断程序*/ } lib_arm.c 通用参数: Num:序号
函数名函数原型功能返回值说明
【Initial_ARM】void Initial_ARM(初始化无 ARM主控板端口初始化 【LedIn】void LedIn(uint8 Num,uint8 Color输入无Color:0-灭,1-红色,2-蓝色 指示灯
【Input】int Input(uint8 Num,uint8 Pin检测输入0-失败Pin:引脚号,1-s1,2-s2 1-成功
【LedOut】void LedOut(uint8 Num,uint8 Stat输出无Stat: 0-灭,1-亮 指示灯
【Servo】void Servo(uint8 Num,uint16 Ang控制舵机无Ang:角度,0~180 【SendPC】void SendPC(uint8 data 发送串口数据无 data:发送的数据值
【SetReadPC】void SetReadPC(uint8 stat,uint8 设置接受无stat:状态,0-关闭,1-开启priority 串口数据 priority:中断优先级
【ReadPC(】uint8 ReadPC(读取串口数据无
【SetTimer】void SetTimer(uint32 Timer 设置定时中断无Timer:定时周期【TimerOpen】void TimerOpen(定时中断初始化无
【SetMemory】void SetMemory(uint8 priority启动存储芯片无
【SaveData】void SaveData(uint32 address, 存储数据无 Address:地址(0~65535 uint8 data data:数据(0~255 【LoadData】uint8 LoadData(uint32 address 读取数据无address:地址(0~65535 第十章、Robottime Robotway Studio指南 10.1 准备运行环境
1.1、打开http://code.google.com/p/robotway/downloads/list,下载USB连 接线驱动。
1.2、解压下载的USB连接线驱动.rar,运行USB转接线驱动.exe,按提示进行安 装。
1.3、将USB连接线接入电脑,选择自动查找设备,完成驱动安装。1.4、右键单击“我的电脑”,选择“属性”—“硬件”—“设备管理器”—“端
口COM和LPT”,右键单击“USB-SERIAL(COM×”,选择“属性”-“端口设置”—“高级”,选择“COM 端口号”为“COM3”(也可以选择COM4 或COM5,点击确定完成。
10.2 RRS 使用流程
2.1、注意主控制板的程序写保护口不在ON的位置
2.2、打开Robottime Robotway Studio.exe,进入图形化编程环境(如果检测 到有最新的RRS 版本时会出现提示
2.3、点击设置通信端口,按1.4 的端口选择相应的端口。
2.4、按一下主控制板的复位键,如果主控制板和计算机连接成功, RRS 的 主控制板图标会变成绿色,否则请检查USB 转接线的连接,并重复以上步骤。
2.5、在动作编辑区编辑动作
2.6、检查主控板输出端口是否按照动作条的序号连接舵机
2.7、点击运行动作,主控制板将按照编辑的动作内容驱动舵机转动 2.8、动作编辑完成后,点击录制第1 路动作,RRS 自动将当前动作内容写 入到主控制板,并与输入端口1 的传感器建立关联。第十一章、扩展模块指南 11.1 蓝牙模块
在实际应用中,蓝牙模块所实现的功能与USB连接线完全一样,主要用于主控制板ARM芯片烧写的传输介质,以及主控制板串口通信的传输介质。而蓝牙模块通过无线蓝牙技术,使得这两个功能可以脱离连接线的约束,从而令第三方设备对主控板的操作可以无线的进行,大大增强了主控板的可移动性,从而为安全自主的探索者机器人创新设计提供了硬件保证。
蓝牙模块的安装很简单,通过一条双口miniUSB连接线,将蓝牙模块的miniUSB接口与主控制板的miniUSB接口相连即可。当主控制板电源开启时,蓝牙模块指示灯会开始闪动。
通过第三方设备的蓝牙设备(如接驳在PC、手机上的蓝牙与主控板的蓝牙模块配对连接后,即可参照USB连接线的使用方法进行对主控板的操作了。
配对密码:1234 11.2 语音识别模块
语音识别模块能够简单快速的设置机器人的语音识别功能,并且让机器人在识别的既定的语音命令后执行相应的动作。语音识别模块的使用必须要求用户首先了解第七章编程手柄的内容。
使用三芯输入线将语音识别模块与主控板连接,主控板电源开启后,语音识别模块发出启动完毕提示音。长按训练按键,根据提示音录制待识别的语音:长按录音按键,根据提示音录制模块识别语音后的回复语音。识别语音、录音分别是六句话,识别语音与录制语句一一对应。同时,前四句语音又与主控板四路播放一一对应。实际上是使用语音识别来替代传感器的播放触发功能。
11.3 自平衡模块
自平衡模块可以使连接在该模块上的舵机转动根据模块正平面和地平线的夹角自动保持一致。
舵机插针可连接一个舵机,舵机黑色连接线与GND插针对齐。
舵机1 转动角度对应自平衡模块X方向与地平线夹角:舵机2 转动角度对应Y 方向与地平线夹角。
在自平衡模块出师启动时,使用舵机微调旋钮调整舵机转动角度与自平衡模块姿态之间的线性关系,以满足特定需要。
电源插座:连接电源适配器,给自平衡模块模块供电。
电源插针:可用4 芯输出线将自平衡模块时,注意连接的黑色端与电源插针GND插针对齐。
miniUSB接口:自平衡模块内置一片AVR ATMEL16 单片机,该接口是单片机的ISP接口,供用户对该模块进行狂战编程使用。
成品展示
附图1 简易四足
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