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【教程5】人形街舞机器人-舵机的基本控制

2022-8-16 11:43:17 3922 人形机器人舞蹈机器人舵机控制教程

0 多自由度人形双足舞蹈机器人 ——疯壳·机器人开发系列舵机的基本控制 1 舵机简介本章，我们将使用 IAP15W4K61S4 单片机控制舵机的转动。图 1 一般来说，舵机由舵盘、减速齿轮组、位置反馈电位计、直流电机、控制电路组成。它的输入线一共 3 条，电源线、地线和控制线。舵机是通过 PWM 脉宽调节角度，周期为 20ms，占空比 0.5ms 到 2.5ms 的脉宽电平对应舵机 0 度到 180 度角度范围。因此，我们就可以通过 IAP15W4K61S4 单片机产生不同占空比的方波，来控制舵机轴的不同位置，从而控制舵机的转动。 2 硬件设计由于单片机在实际中的输出电流很小，本次就使用了 74HC244 来增加输出电流。另外，机器人的头部舵机的信号线是通过 P27 与 74HC244 相连间接控制的。图 2 3软件设计本次我们是通过定时器 T0 控制 IO 口输出高低电平的时间来输出 PWM。首先，我们介绍一下 IO 口以及定时器相关寄存器。（1）数据寄存器 Px Px 对应的输入输出数据，以 P0 为例，如下图所示：图 3 （2）模式寄存器每个引脚对应的两个模式寄存器共同决定了引脚的工作模式，以 P0 为例，如下图所示：图 4 （3）定时器/计数器 0/1 控制寄存器 TCON 图 5 TF0：T0 溢出中断标志。T0 被允许计数以后，从初值开始加 1 计数，当产生溢出时，由硬件置 1TF0，向 CPU 请求中断，一致保持到 CPU 响应该中断时，才由硬件清 0。 TR0：定时器的运行控制位。该位由软件社设置清零。 IE0：外部中断 0 请求源（INT0/P3.2）标志。IE0=1 外部中断 0 向 CPU 请求中断，当 CPU 响应外部中断时，由硬件清 0 。 IT0：外部中断源 0 触发控制位。IT0=0，上升沿或下降沿均可触发外部中断 0。IT0=1，外部中断 0 程控为下降沿触发方式。（4）计时器/计数器工作模式寄存器 TMOD 图 6 M1，M0：定时器/计数器模式选择。C/T：清 0 作为定时器，置 1 作为计数器。关于其它的寄存器，可以参考 IAP15W4K61S4 的数据手册。代码中，我们首先将 IO 口初始化。代码1 将 IO 口设置为准双向口，默认低电平，然后通过赋值给 P27 一或者零，来控制 P27 口输出高低电平。关于定时器的使用，首先进行初始化。（1）设置辅助寄存器 AUXR，将定时器 0 设为传统 8051 速度的 12 分频。（2）设置定时器 0 为 16 位不可重装载模式，TH0、TL0 全用。（3）清除 T0 溢出中断标志。（4）允许 T0 产生中断。（5）打开总中断代码2 完成定时器 0 初始化之后，就必须通过函数 timer0(unsigned int us)给 TH0、TL0 填值。当时间到了，程序就可以进入定时中断函数 T0_Inter(void) interrupt 1。当进入一次中断之后，如果还要再次进入定时中断函数，就必须再一次装载定时器。代码3 我们在中断函数中再次装载定时器，改变 PWM 的占空比，让舵机不停的更换角度，从而达到使机器人做出摇头的效果。代码4 4实验现象首先打开下载软件 STC-ISP。图 7 （1）点击 Keil 仿真设置，添加 STC 相关的头文件。STC 的相关头文件路径是我们之前安装 Keil C51 的路径，如果之前采用的默认路径，那么选择 C 盘 Keil 文件夹。图 8 （2）添加完 STC 相关的头文件，点击弹窗中的确定。图 9 （3）设置单片机的型号、最低波特率、最高波特率如下图所示，硬件选项等选项默认即可。串口号根据实际情况选择。图 10 （4）点击打开程序文件，选择我们例程中的.hex 文件。图 11 （5）点击下载/编程，下载代码。图 12 （6）按一下电路板上面的 RST 按键，完成下载。图 13 代码下载完成之后，打开机器人的电源开关，运行代码，就能看到我们的机器人在做摇头动作。配套资料：https://www.fengke.club/GeekMart/su_fV1WzKsGQ.jsp 配套视频：https://www.fengke.club/GeekMart/su_fBdB1yTU0.jsp 如需定制开发，请通过官网“疯壳”网页底部的“联系我们”进行联系文件下载请点击： 4_舵机的基本控制.pdf (1.14 MB, 下载次数: 1 ) 0
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