【開發(fā)教程8】瘋殼·人形街舞機器人-多個舵機不同速率轉(zhuǎn)動

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多自由度人形雙足舞蹈機器人

——瘋殼·機器人開發(fā)系列

多個舵機不同速率轉(zhuǎn)動   

    1相關(guān)簡介

    本章將介紹兩個舵機的不同速率轉(zhuǎn)動原理以及代碼實現(xiàn)，多個舵機不同速率的轉(zhuǎn)動跟兩個舵機的不同速率轉(zhuǎn)動的原理基本一致。
    首先要知道的一點就是我們的舵機速率是一定的，不可控制。我們要完成兩個舵機不同速率的轉(zhuǎn)動，是采用了一個積分算法。其實就是延時，從而降低一個或者多個舵機的轉(zhuǎn)動速率。
    我們先舉個例子。假設(shè) 1 號舵機要從 0°轉(zhuǎn)到 180°，同時 2 號舵機要從 0° 轉(zhuǎn)到 90°。如果不做任何處理，那么當(dāng) 1 號、2 號舵機同時轉(zhuǎn)到 90°時，2 號舵機不轉(zhuǎn)，1 號舵機繼續(xù)轉(zhuǎn)動到 180°。這樣就會導(dǎo)致機器人難以完成許多動作。假設(shè)舵機直接從 0°轉(zhuǎn)到 180°的時間是 t，那么 2 號舵機實際轉(zhuǎn)動時間就是t/2，暫停時間是 t/2。如果我們將整個時間 t 分成 n 份，每次先讓舵機轉(zhuǎn)動 t/2n，然后再暫停 t/2n。當(dāng) n 足夠大時，我們的舵機就可以按照以原來二分之一的角速度勻速轉(zhuǎn)動，從而達到控制舵機的轉(zhuǎn)速。
    2硬件設(shè)計
    本次將要控制機器人的兩條腿，也就是 2、16 號舵機，對應(yīng)的 IAP15W4K61S4 單片機管腳是 P15 和 P44，通過這兩個 IO 口連接 74HC244 間接控制兩個腿部舵機。

  
    圖 1
    3軟件設(shè)計

    軟件方面，關(guān)于舵機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，我們的時間份數(shù) n 應(yīng)該盡可能大，這樣才會使舵機轉(zhuǎn)動得更加均勻。但由于實際情況下，舵機的控制時間是 2.5ms，那么分成的最小時間塊的長度就不能小于 2.5ms。
    在本次代碼中，我們設(shè)置一個動作完成時間（舵機從目前角度轉(zhuǎn)到目標(biāo)角度的時間，時間可以自己設(shè)置）是 1s，那么時間份數(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 對應(yīng)的角度為當(dāng)前角度加上動作角度差的 NeedCount 分之一，從而實現(xiàn)舵機的近似勻速轉(zhuǎn)動。
    本次積分代碼如下。



   
    代碼1
    4實驗現(xiàn)象

    首先打開下載軟件 STC-ISP。

     
    圖 2
    （1）點擊 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路徑，那么選擇 C 盤 Keil 文件夾。

   
    圖 3
    （2）添加完 STC 相關(guān)的頭文件，點擊彈窗中的確定。

           
    圖 4
    （3）設(shè)置單片機的型號、最低波特率、最高波特率如下圖所示，硬件選項等選項默認即可。串口號根據(jù)實際情況選擇。

   
    圖 5
    （4）點擊打開程序文件，選擇我們例程中的.hex 文件。

  
    圖 6
    （5）點擊下載/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，打開機器人的電源開關(guān)，運行代碼，就能看到我們的機器人的兩條腿以不同的速率上下擺動。





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2022-7-21 14:01 上傳

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