競步機(jī)器人的設(shè)計(jì)與制作

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1、競步機(jī)器人的設(shè)計(jì)與制作摘要:本文介紹一種競步機(jī)器人,以ATmega16單片機(jī)為核心控制器,通過單片機(jī)控制輸出P信號(hào)驅(qū)動(dòng)SR-403P舵機(jī)工作,使競步機(jī)器人能夠做出符合比賽要求、難度較高的動(dòng)作。本系統(tǒng)以競賽任務(wù)為驅(qū)動(dòng),采用模塊化設(shè)計(jì),軟件用C語言編寫?！　￡P(guān)鍵詞:ATmega16單片機(jī)SR-403P舵機(jī)　　:TP302:A:1007-9416(2011)01-0005-01　　　　1、設(shè)計(jì)思路和標(biāo)準(zhǔn)　　該機(jī)器人以ATmega16單片機(jī)為主控,主體由6個(gè)舵機(jī)組成,在機(jī)械結(jié)構(gòu)方面通過理論驗(yàn)證,模仿人的走路姿勢及關(guān)節(jié)動(dòng)作,分析設(shè)計(jì)合理的腿部構(gòu)造,使機(jī)器人能夠穩(wěn)定、快速的完成競

2、賽要求的動(dòng)作?！　　　?、系統(tǒng)組成及工作原理　　本系統(tǒng)包括硬件和軟件兩部分。硬件部分主要完成ISP下載電路連接、舵機(jī)控制電路板的焊接等。軟件主要完成機(jī)器人動(dòng)作程序編輯調(diào)試與下載等功能[1]。機(jī)器人獨(dú)立運(yùn)行后通過ATmega16單片機(jī)控制輸出P信號(hào)來控制舵機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng),實(shí)現(xiàn)競步機(jī)器人規(guī)定的動(dòng)作。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示?！　　　?、主要硬件電路　　3.1ISP下載電路　　該下載電路通過連接PC機(jī)并口和AVR單片機(jī)的串行SPI總線,實(shí)現(xiàn)片內(nèi)Flash及EEPROM的在系統(tǒng)編程[2]。以并口ISP下載線為開發(fā)工具,結(jié)合第三方軟件如ICCAVR6.31進(jìn)行下載操作。并口ISP下載線

3、由74HC244組成,74HC244為八緩沖器,三態(tài)輸出,由PC機(jī)電源供電。該器件的主要作用是,在執(zhí)行下載操作時(shí),令DB25的D3D2=00,74HC244各緩沖器均處于工作狀態(tài),PC機(jī)并口上的D4、D5、D7、ACK幾個(gè)信號(hào)分別通過各自的緩沖器與單片機(jī)上SCK、MOSI、RESET、MISO幾個(gè)引腳相接,傳輸數(shù)據(jù)。下載完成后,令D3D2=11,74HC244各緩沖器處于高阻態(tài),真正實(shí)現(xiàn)在線編程功能?！　?.2舵機(jī)控制電路　　舵機(jī)控制效果決定競步機(jī)器人整體運(yùn)動(dòng)性能。舵機(jī)是一種位置伺服的驅(qū)動(dòng)器,其工作原理是:控制信號(hào)由接收機(jī)的通道進(jìn)入信號(hào)調(diào)制芯片,獲得直流偏置電壓。它內(nèi)

4、部有一個(gè)基準(zhǔn)電路,產(chǎn)生周期為20ms,寬度為1.5ms的基準(zhǔn)信號(hào),將獲得的直流偏置電壓與電位器的電壓比較,獲得電壓差輸出,電壓差的正負(fù)輸出到電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片決定電機(jī)的正反轉(zhuǎn)。當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)速一定時(shí),通過級聯(lián)減速齒輪帶動(dòng)電位器旋轉(zhuǎn),使得電壓差為0,電機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)?！　　　?、軟件設(shè)計(jì)　　本系統(tǒng)的軟件用C語言編寫,主程序完成系統(tǒng)硬件的初始化、子程序調(diào)用等功能。主程序、動(dòng)作子程序如圖2、圖3所示。　　　　結(jié)語　　實(shí)踐證明,本文所設(shè)計(jì)的競步機(jī)器人運(yùn)行穩(wěn)定、任務(wù)目標(biāo)實(shí)現(xiàn)效果良好。通過改進(jìn)機(jī)器人硬件結(jié)構(gòu),結(jié)合專用調(diào)試軟件即可以實(shí)現(xiàn)機(jī)器人翻轉(zhuǎn)、倒立、邁步等規(guī)定動(dòng)作。