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標(biāo)題: 【開(kāi)發(fā)教程8】瘋殼·人形街舞機(jī)器人-多個(gè)舵機(jī)不同速率轉(zhuǎn)動(dòng) [打印本頁(yè)]
作者: Linda-x 時(shí)間: 2022-7-21 14:03
標(biāo)題: 【開(kāi)發(fā)教程8】瘋殼·人形街舞機(jī)器人-多個(gè)舵機(jī)不同速率轉(zhuǎn)動(dòng)
多自由度人形雙足舞蹈機(jī)器人
——瘋殼·機(jī)器人開(kāi)發(fā)系列
多個(gè)舵機(jī)不同速率轉(zhuǎn)動(dòng)
1相關(guān)簡(jiǎn)介
本章將介紹兩個(gè)舵機(jī)的不同速率轉(zhuǎn)動(dòng)原理以及代碼實(shí)現(xiàn)，多個(gè)舵機(jī)不同速率的轉(zhuǎn)動(dòng)跟兩個(gè)舵機(jī)的不同速率轉(zhuǎn)動(dòng)的原理基本一致。
首先要知道的一點(diǎn)就是我們的舵機(jī)速率是一定的，不可控制。我們要完成兩個(gè)舵機(jī)不同速率的轉(zhuǎn)動(dòng)，是采用了一個(gè)積分算法。其實(shí)就是延時(shí)，從而降低一個(gè)或者多個(gè)舵機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)速率。
我們先舉個(gè)例子。假設(shè) 1 號(hào)舵機(jī)要從 0°轉(zhuǎn)到 180°，同時(shí) 2 號(hào)舵機(jī)要從 0° 轉(zhuǎn)到 90°。如果不做任何處理，那么當(dāng) 1 號(hào)、2 號(hào)舵機(jī)同時(shí)轉(zhuǎn)到 90°時(shí)，2 號(hào)舵機(jī)不轉(zhuǎn)，1 號(hào)舵機(jī)繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)到 180°。這樣就會(huì)導(dǎo)致機(jī)器人難以完成許多動(dòng)作。假設(shè)舵機(jī)直接從 0°轉(zhuǎn)到 180°的時(shí)間是 t，那么 2 號(hào)舵機(jī)實(shí)際轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)間就是t/2，暫停時(shí)間是 t/2。如果我們將整個(gè)時(shí)間 t 分成 n 份，每次先讓舵機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng) t/2n，然后再暫停 t/2n。當(dāng) n 足夠大時(shí)，我們的舵機(jī)就可以按照以原來(lái)二分之一的角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，從而達(dá)到控制舵機(jī)的轉(zhuǎn)速。
2硬件設(shè)計(jì)
本次將要控制機(jī)器人的兩條腿，也就是 2、16 號(hào)舵機(jī)，對(duì)應(yīng)的 IAP15W4K61S4 單片機(jī)管腳是 P15 和 P44，通過(guò)這兩個(gè) IO 口連接 74HC244 間接控制兩個(gè)腿部舵機(jī)。
圖 1
3軟件設(shè)計(jì)
軟件方面，關(guān)于舵機(jī)的控制可以參考上一章節(jié)，這里只講解積分算法。按照前面所提及的例子，我們的時(shí)間份數(shù) n 應(yīng)該盡可能大，這樣才會(huì)使舵機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)得更加均勻。但由于實(shí)際情況下，舵機(jī)的控制時(shí)間是 2.5ms，那么分成的最小時(shí)間塊的長(zhǎng)度就不能小于 2.5ms。
在本次代碼中，我們?cè)O(shè)置一個(gè)動(dòng)作完成時(shí)間（舵機(jī)從目前角度轉(zhuǎn)到目標(biāo)角度的時(shí)間，時(shí)間可以自己設(shè)置）是 1s，那么時(shí)間份數(shù)，也就是積分次數(shù)就是NeedCount = 1000*2/5（1000 除以 2.5）。每一次裝載的 PWM 對(duì)應(yīng)的角度為當(dāng)前角度加上動(dòng)作角度差的 NeedCount 分之一，從而實(shí)現(xiàn)舵機(jī)的近似勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。
本次積分代碼如下。
代碼1
4實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象
首先打開(kāi)下載軟件 STC-ISP。
圖 2
（1）點(diǎn)擊 Keil 仿真設(shè)置，添加 STC 相關(guān)的頭文件。STC 的相關(guān)頭文件路徑是我們之前安裝 Keil C51 的路徑，如果之前采用的默認(rèn)路徑，那么選擇 C 盤(pán) Keil 文件夾。
圖 3
（2）添加完 STC 相關(guān)的頭文件，點(diǎn)擊彈窗中的確定。
圖 4
（3）設(shè)置單片機(jī)的型號(hào)、最低波特率、最高波特率如下圖所示，硬件選項(xiàng)等選項(xiàng)默認(rèn)即可。串口號(hào)根據(jù)實(shí)際情況選擇。
圖 5
（4）點(diǎn)擊打開(kāi)程序文件，選擇我們例程中的.hex 文件。
圖 6
（5）點(diǎn)擊下載/編程，下載代碼。
圖 7
（6）按一下電路板上面的 RST 按鍵，完成下載。
圖 8
代碼下載完成之后，打開(kāi)機(jī)器人的電源開(kāi)關(guān)，運(yùn)行代碼，就能看到我們的機(jī)器人的兩條腿以不同的速率上下擺動(dòng)。
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