機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)畢業(yè)論文——四腳柱狀甲蟲(chóng)機(jī)器人控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）</b></p><p><b>　　說(shuō)明書(shū)</b></p><p>　　課 題 名 稱：四腳柱狀甲蟲(chóng)機(jī)器人控制系統(tǒng)</p><p>　　地 市： </p><p>　　準(zhǔn) 考

2、 證 號(hào)： </p><p>　　姓 名： </p><p>　　學(xué) 科 專 業(yè)： </p><p>　　指 導(dǎo) 教 師： </p

3、><p>　　： </p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　近年來(lái)，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，機(jī)器人的研究及應(yīng)用得到迅速發(fā)展，因其在教育，醫(yī)療，軍事，工業(yè)等領(lǐng)域的巨大應(yīng)用。因此得到了許多國(guó)內(nèi)外科學(xué)家的關(guān)注，使用計(jì)算機(jī)代替人眼及大腦直接對(duì)景物環(huán)境進(jìn)行感知、解釋和理解計(jì)算機(jī)視覺(jué)

4、已經(jīng)成為計(jì)算機(jī)領(lǐng)域的一個(gè)熱點(diǎn)問(wèn)題。在地球陸地表面，有超過(guò)50%以上的面積為崎嶇不平的山丘或沼澤，僅僅依靠輪式機(jī)械無(wú)法完全實(shí)現(xiàn)在這些自然環(huán)境中的移動(dòng)。因此，設(shè)計(jì)和制造一個(gè)類似動(dòng)物能夠在自然環(huán)境中步行的機(jī)器，一直以來(lái)是人類追求的目標(biāo)。正是這個(gè)原因，使得仿生足式機(jī)器人的研究成為機(jī)器人研究領(lǐng)域的熱點(diǎn)之一。其中四足機(jī)器人由于既有超于二足機(jī)器人的平穩(wěn)性，又避免了六足機(jī)器人機(jī)構(gòu)的復(fù)雜性，在工程探險(xiǎn)、反恐防爆、軍事偵察等具有良好的應(yīng)用前景，展開(kāi)該方面的

5、研究具有重要的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值及社會(huì)意義。</p><p>　　本文主要由四部分組成：</p><p>　　第一部分介紹了四腳機(jī)器人，闡述了選擇本課題的意義，既普及機(jī)器人知識(shí)，提高機(jī)器人應(yīng)用水平、研究能力的需要深入開(kāi)展信息技術(shù)教育需要，并介紹本課題要就內(nèi)容。</p><p>　　第二部分主要介紹了單片機(jī)AT89S52，多路PWM信號(hào)產(chǎn)生并通過(guò)PWM信號(hào)對(duì)8個(gè)舵機(jī)的控制及

6、分析舵機(jī)的驅(qū)動(dòng)電路。</p><p>　　第三部分主要介紹了通過(guò)PROTEL99SE的應(yīng)用繪制電路原理圖和PCB圖。</p><p>　　第四部分主要介紹了程序編寫(xiě)和機(jī)器人的步態(tài)分析即機(jī)器人如何走起來(lái)。 關(guān)鍵詞：四腳柱狀機(jī)器人；控制設(shè)計(jì)；單片機(jī)；步態(tài)</p><p><b>　　ABSTRACT</b></p>

7、<p>　　In recent years, with the rapid development of computer technology, the research and application of robot has developed rapidly because of its educational, medical, military, great application industry etc. S

8、o many domestic and foreign scientists attention, directly to the scenery environment perception, interpretation and understanding of computer vision has become a hot issue in the field of computer instead of eyes and br

9、ain using computer. In the earth's land surface, there are more than 50%</p><p>　　This paper mainly consists of four parts：</p><p>　　The first part introduce the four feet robot, select the

10、subject of universal significance, such knowledge, robotics applications and research capacity of the need for information technology education and introduce this issue needs to be content.</p><p>　　The seco

11、nd part mainly introduces at89s52 monolithic integrated circuits, the signals produced through PWM signal in the eight the steering gear control and analyses the machine driven circuit. </p><p>　　The third p

12、art mainly introduces the application by protel99se draw circuit principles and PCB. </p><p>　　The fourth part mainly introduces the application compiled and robots gait analysis of how to go up the robot.&l

13、t;/p><p>　　Key word： Four feet columnar robot；MCU；control design；gait</p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　第一章 緒 論1</p><p>　　1.1機(jī)器人簡(jiǎn)介1</p><p>　　1.2本課題

14、研究現(xiàn)狀2</p><p>　　1.21國(guó)外有關(guān)研究綜述2</p><p>　　1.22國(guó)內(nèi)有關(guān)研究綜述3</p><p>　　1.3本課題選題意義3</p><p>　　1.4本課題研究?jī)?nèi)容4</p><p>　　第二章 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)5</p><p><b>　　2.

15、1單片機(jī)5</b></p><p>　　2.11單片機(jī)介紹5</p><p>　　2.12單片機(jī)功能介紹5</p><p>　　2.2舵機(jī)的驅(qū)動(dòng)6</p><p>　　2.21舵機(jī)工作原理6</p><p>　　2.22 舵機(jī)的驅(qū)動(dòng)電路8</p><p>　　2.3 PW

16、M信號(hào)的產(chǎn)生8</p><p>　　2.31 PWM波產(chǎn)生的原理和產(chǎn)生的方法8</p><p><b>　　2.4本章小結(jié)9</b></p><p>　　第三章 電路圖的設(shè)計(jì)10</p><p>　　3.1Protel 99SE簡(jiǎn)介10</p><p>　　3.2原理圖設(shè)計(jì)10<

17、;/p><p>　　3.3ISP下載接口設(shè)計(jì)11</p><p>　　3.4按鍵復(fù)位電路設(shè)計(jì)11</p><p>　　3.5串口通信電路設(shè)計(jì)12</p><p>　　3.6電源電路設(shè)計(jì)13</p><p>　　3．7單片機(jī)電路及時(shí)鐘電路設(shè)計(jì)13</p><p><b>　　3.8

18、小結(jié)14</b></p><p>　　第四章 步態(tài)分析及程序編寫(xiě)15</p><p>　　4.1步態(tài)分析15</p><p>　　4.11單腿運(yùn)動(dòng)的分解15</p><p>　　4.12四腿復(fù)合運(yùn)動(dòng)規(guī)劃15</p><p>　　4.2程序分析16</p><p>　　4

19、.21舵機(jī)控制程序編寫(xiě)16</p><p>　　4.22主程序17</p><p>　　4.23中斷程序17</p><p><b>　　結(jié)束語(yǔ)20</b></p><p><b>　　致謝21</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)22</

20、b></p><p><b>　　附錄23</b></p><p><b>　　第一章 緒 論</b></p><p><b>　　1.1機(jī)器人簡(jiǎn)介</b></p><p>　　機(jī)器人是自動(dòng)控制機(jī)器（Robot）的俗稱，自動(dòng)控制機(jī)器包括一切模擬人類行為或思想與模擬其他

21、生物的機(jī)械（如機(jī)器狗，機(jī)器貓等）。狹義上對(duì)機(jī)器人的定義還有很多分類法及爭(zhēng)議，有些電腦程序甚至也被稱為機(jī)器人。在當(dāng)代工業(yè)中，機(jī)器人指能自動(dòng)執(zhí)行任務(wù)的人造機(jī)器裝置，用以取代或協(xié)助人類工作。理想中的高仿真機(jī)器人是高級(jí)整合控制論、機(jī)械電子、計(jì)算機(jī)與人工智能、材料學(xué)和仿生學(xué)的產(chǎn)物，目前科學(xué)界正在向此方向研究開(kāi)發(fā)。在科技界，科學(xué)家會(huì)給每一個(gè)科技術(shù)語(yǔ)一個(gè)明確的定義，但機(jī)器人問(wèn)世已有幾十年，機(jī)器人的定義仍然仁者見(jiàn)仁，智者見(jiàn)智，沒(méi)有一個(gè)統(tǒng)一的意見(jiàn)。原因之

22、一是機(jī)器人還在發(fā)展，新的機(jī)型，新的功能不斷涌現(xiàn)。根本原因是機(jī)器人涉及到了人的概念，成為一個(gè)難以回答的哲學(xué)問(wèn)題。正如機(jī)器人一次最早誕生于科幻小說(shuō)之中一樣，人們對(duì)機(jī)器人充滿了幻想。也許正是由于機(jī)器人定義的模糊，才給人們充分的想象和創(chuàng)造空間。</p><p>　　其實(shí)并不是人們不想給機(jī)器人一個(gè)完整的定義，自己氣人誕生之日起人們就不斷地嘗試著說(shuō)明到底什么是機(jī)器人。但隨著機(jī)器人技術(shù)的飛速發(fā)展和信息時(shí)代的到來(lái)，機(jī)器人所涵蓋的

23、內(nèi)容越來(lái)越豐富，機(jī)器人的定義也不斷充實(shí)和創(chuàng)新。</p><p>　　在1967年日本召開(kāi)的第一屆機(jī)器人學(xué)術(shù)會(huì)議上，就提出了兩個(gè)有代表性的定義。意識(shí)森政弘與和田周平提出的：“機(jī)器人是一種具有移動(dòng)性、個(gè)體性、智能性、通用性、半機(jī)械半人性、自動(dòng)性、奴隸性等7個(gè)特征的柔性機(jī)器”。從這一定義出發(fā)，森政弘又提出了用自動(dòng)性、智能性、個(gè)體性、半機(jī)械半人性、作業(yè)性、通用性、信息性、柔性、有限性、移動(dòng)性等10個(gè)特性來(lái)表示機(jī)器人的形象

24、。另一個(gè)是加藤一郎提出的具有如下3個(gè)條件的機(jī)器成為機(jī)器人：</p><p>　　（1）具有腦、手、腳等三要素的個(gè)體；</p><p>　?。?）具有非接觸傳感器（用眼、耳接觸遠(yuǎn)方信息）和接觸傳感器；</p><p>　　（3）具有平衡覺(jué)和固有覺(jué)的傳感器。</p><p>　　機(jī)器人的定義是多種多樣的，其原因是它具有一定的模糊性。動(dòng)物一般有上述

25、這些要素，所以在把機(jī)器人理解為仿人機(jī)器人的同時(shí)。也可以廣義地把機(jī)器人理解為仿動(dòng)物的機(jī)器。</p><p>　　1988年法國(guó)的埃斯皮奧將機(jī)器人學(xué)定義為：“機(jī)器人學(xué)是設(shè)計(jì)能根據(jù)傳感器信息實(shí)現(xiàn)預(yù)先計(jì)劃好的作業(yè)系統(tǒng)，并以此系統(tǒng)的使用方法作為研究對(duì)象”。</p><p>　　1987年國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織對(duì)工業(yè)機(jī)器人進(jìn)行了定義：“工業(yè)機(jī)器人是一種具有自動(dòng)控制操作和移動(dòng)功能，能完成各種作業(yè)的可編程操作機(jī)。

26、”</p><p>　　我國(guó)科學(xué)家對(duì)機(jī)器人的定義是：“機(jī)器人是一種自動(dòng)化的機(jī)器，所不同的是這種機(jī)器具備一些人或生物相似的智能能力，如感知能力、規(guī)劃能力、動(dòng)作能力和協(xié)同能力，是一種具有高度靈活性的自動(dòng)化機(jī)器”。</p><p>　　關(guān)于機(jī)器人如何分類，國(guó)際上沒(méi)有制定統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，有的按負(fù)載重量分，有的按控制方式分，有的按自由度分有的按結(jié)構(gòu)分，有的按應(yīng)用領(lǐng)域分。常見(jiàn)的機(jī)器人的種類如表1—1。&l

27、t;/p><p>　　表1-1 機(jī)器人分類</p><p>　　1.2本課題研究現(xiàn)狀</p><p>　　1.21國(guó)外有關(guān)研究綜述</p><p>　　隨著機(jī)器人在工業(yè)上的廣泛應(yīng)用如何加強(qiáng)工人對(duì)機(jī)器人的了解從而提高他們對(duì)機(jī)器人的控制也就成為了一個(gè)顯著的問(wèn)題。機(jī)器人教育也就隨之產(chǎn)生國(guó)外教育機(jī)器人的研究較早。早在上世紀(jì)六十年代，日本、美國(guó)、英國(guó)等西

28、方發(fā)達(dá)國(guó)家已經(jīng)相繼在大學(xué)里開(kāi)始了機(jī)器人教育的研究，到了六十年代他們中小學(xué)也開(kāi)始了機(jī)器人的教學(xué)，在此過(guò)程中也推出了各自的教育機(jī)器人基礎(chǔ)開(kāi)發(fā)平臺(tái)。1994年麻省理工學(xué)院就設(shè)立了“設(shè)計(jì)和創(chuàng)造LEGO機(jī)器人”課程，目的是提高工程設(shè)計(jì)專業(yè)學(xué)生的設(shè)計(jì)和創(chuàng)造能力。嘗試機(jī)器人教育與理科實(shí)驗(yàn)的整合：麻省理工學(xué)院媒體實(shí)驗(yàn)室“終身幼兒園”項(xiàng)目小組開(kāi)發(fā)了各種教學(xué)工具，通過(guò)與著名積木玩具商樂(lè)高公司緊密合作，該項(xiàng)目組開(kāi)發(fā)出可編程的樂(lè)高玩具，幫助孩子們學(xué)會(huì)在數(shù)字時(shí)代

29、怎樣進(jìn)行設(shè)計(jì)活動(dòng)。2006年6月新加坡國(guó)立教育學(xué)院和樂(lè)高教育部舉辦了第一屆亞太ROBO-LAB國(guó)際教育研討會(huì)，通過(guò)專題報(bào)告、論文交流和動(dòng)手制作等方式，就機(jī)器人教育及其在科技、數(shù)學(xué)課程里的應(yīng)用進(jìn)行交流，以提高教師們開(kāi)展機(jī)器人教育的科技水平與應(yīng)用能力。目前，全球每年有一百多項(xiàng)機(jī)器人競(jìng)賽，參加人員從小學(xué)生、中學(xué)生、大學(xué)生、研究生到研究人員。國(guó)際上主要的機(jī)器人競(jìng)賽有：國(guó)際</p><p>　　1.22國(guó)內(nèi)有關(guān)研究綜述&l

30、t;/p><p>　　我國(guó)教育部門(mén)也在政策上加以引導(dǎo)，積極把教育機(jī)器人引入課堂。隨著教育機(jī)器人活動(dòng)的積極開(kāi)展，教育機(jī)器人將得到普及。各級(jí)各類學(xué)校積極把機(jī)器人引入課堂，更多中小學(xué)生得以學(xué)習(xí)機(jī)器人知識(shí)。機(jī)器人教學(xué)課堂成為中小學(xué)信息技術(shù)教育的重要組成部分。在科技創(chuàng)新活動(dòng)方面，形成一個(gè)廣大中小學(xué)生、大學(xué)生直至專業(yè)研究人員以及機(jī)器人愛(ài)好者都積極參加各級(jí)各類機(jī)器人比賽的局面。機(jī)器人不再神秘，直接走入我們的生活學(xué)習(xí)中。在這種氛圍下

31、，更多的人參與到機(jī)器人的研制和應(yīng)用中去，必將促進(jìn)機(jī)器人的大發(fā)展，從而促進(jìn)社會(huì)的發(fā)展。2000年，北京市景山學(xué)校以科研課題的形式將機(jī)器人普及教育納入到信息技術(shù)課程中，在國(guó)內(nèi)率先開(kāi)站了中小學(xué)機(jī)器人課程教學(xué)。2001年，上海市西南位育中學(xué)、盧灣高級(jí)中學(xué)等學(xué)校開(kāi)始以“校本課程”的形式進(jìn)行機(jī)器人活動(dòng)進(jìn)課堂的探索和嘗試。2005年，哈爾濱市正式將機(jī)器人引入課堂教學(xué)，在哈爾濱師范附小、60中、省實(shí)驗(yàn)中學(xué)等41所學(xué)校開(kāi)設(shè)了“人工智能與機(jī)器人”的課程，用

32、必修課形式對(duì)中小學(xué)生進(jìn)行機(jī)器人科學(xué)方面的教育。此外香港在高中及高等教育新學(xué)制的改革中，也在高中“設(shè)計(jì)與應(yīng)用科技”課程中增設(shè)了機(jī)器人制作的課程。</p><p>　　1.3本課題選題意義</p><p>　　機(jī)器人活動(dòng)主題不僅有趣，更提供開(kāi)放性的問(wèn)題解決方案，學(xué)生可以用不同的方法達(dá)到同一項(xiàng)目標(biāo)，從而鼓勵(lì)學(xué)生充分發(fā)揮想象力、創(chuàng)造力，培養(yǎng)學(xué)生的開(kāi)發(fā)性思維。對(duì)機(jī)器人進(jìn)行研究學(xué)生們將有機(jī)會(huì)：1、探討

33、有趣的、具有挑戰(zhàn)性的主題；2、通過(guò)動(dòng)手實(shí)踐獲取知識(shí)；3、學(xué)習(xí)多學(xué)科知識(shí)，如電子工程及信息技術(shù)等。讓我們就像真正的工程師一樣，針對(duì)項(xiàng)目主題，進(jìn)行研究、策劃、設(shè)計(jì)、和測(cè)試，為自己設(shè)計(jì)機(jī)器人，并編寫(xiě)程序，讓它完成自己想讓它完成的事情。</p><p>　　通過(guò)鼓勵(lì)使我們主動(dòng)探索、動(dòng)手實(shí)踐，讓我們親身體驗(yàn)抽象的理論如何變成了觸手可及的答案，享受成功的興奮。在設(shè)計(jì)中，我們不僅可以學(xué)到有關(guān)機(jī)械、電子、計(jì)算機(jī)等技術(shù)知識(shí)，更可幫

34、助我們培養(yǎng)良好的生活習(xí)慣、掌握技能；與人的溝通與合作、對(duì)他人的尊重、毅力與自信的梳理及時(shí)間的合理分配、利用等，知道自己的興趣所在，為將來(lái)走上社會(huì)，面對(duì)新的挑戰(zhàn)做好充分的準(zhǔn)備。</p><p>　　1.4本課題研究?jī)?nèi)容</p><p>　　本課題是對(duì)機(jī)器人控制方面的研究：主要分為舵機(jī)的控制、PWM波形產(chǎn)生、步態(tài)控制等。其中較難懂的為控制原理的設(shè)計(jì)、程序分析和步態(tài)分析。</p>

35、<p>　　第二章 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)</p><p><b>　　2.1單片機(jī)</b></p><p><b>　　2.11單片機(jī)介紹</b></p><p>　　At89S52 是一種低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有 8K 在系統(tǒng)可編程Flash 存儲(chǔ)器。使用Atmel 公司高密度非 易失性存儲(chǔ)器技術(shù)制造

36、，與工業(yè)80C51 產(chǎn)品指令和引腳完 全兼容。片上Flash允許程序存儲(chǔ)器在系統(tǒng)可編程，亦適于 常規(guī)編程器。在單芯片上，擁有靈巧的8 位CPU 和在系統(tǒng) 可編程Flash，使得AT89S52為眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高靈活、超有效的解決方案。AT89S52具有以下標(biāo)準(zhǔn)功能：8k字節(jié)Flash，256字節(jié)RAM，32位I/O 口線，看門(mén)狗定時(shí)器，2個(gè)數(shù)據(jù)指針，三個(gè)16 位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，一個(gè)6向量2級(jí)中斷結(jié)構(gòu)，全雙工串行口，片內(nèi)晶振及時(shí)

37、鐘電路。另外，AT89S52 可降至0Hz 靜態(tài)邏 輯操作，支持2種軟件可選擇節(jié)電模式?？臻e模式下，CPU 停止工作，允許RAM、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工作。掉電保護(hù)方式下，RAM內(nèi)容被保存，振蕩器被凍結(jié)，單片機(jī)一切工作停止，直到下一個(gè)中斷或硬件復(fù)位為止。單片機(jī)電路上還需有一個(gè)復(fù)位開(kāi)關(guān)、一個(gè)信號(hào)接收端口、一個(gè)單刀雙擲開(kāi)關(guān)一個(gè)和+5V輸入電源一個(gè)。</p><p>　　2.12單片機(jī)功能介紹</p&g

38、t;<p>　　VCC：電源正極輸入，GND：電源接地端。</p><p>　　RST:復(fù)位輸出端。復(fù)位后，寫(xiě)入單片機(jī)內(nèi)的程序從起點(diǎn)重新運(yùn)行。</p><p>　　EA/VPP：片內(nèi)程序存儲(chǔ)器選擇輸入信號(hào)端/編程電壓輸入端，高電平有效；當(dāng)單片機(jī)運(yùn)行時(shí)，若在此引腳加上持續(xù)時(shí)間按大于兩個(gè)機(jī)器周期的高電平，就會(huì)完成復(fù)位操作，使單片機(jī)恢復(fù)到初始狀態(tài)對(duì)于AT89C51、AT89C52，

39、當(dāng)使用內(nèi)部ROM時(shí)，讓其接5V高電平。</p><p>　　XTAL1：震蕩器反向放大器及內(nèi)部時(shí)鐘的輸入端，XTAL2：震蕩器反向放大器的輸出端。在XTAL1與XTAL2之間接石英振蕩器，給MCU的工作提供時(shí)鐘，當(dāng)前，對(duì)于MCS-51系列，最高可使用24MHz。</p><p>　　PSEN(非)：片外程序存儲(chǔ)器讀選通信號(hào)線，低電平有效。當(dāng)從外部程序存儲(chǔ)器讀取指令或數(shù)據(jù)期間，每個(gè)機(jī)器周期該

40、信號(hào)兩次有效，以通過(guò)數(shù)據(jù)總線P0口讀回指令或常數(shù)，在訪問(wèn)片外數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器期間，PSEN(非)信號(hào)處于無(wú)效狀態(tài)。</p><p>　　ALE/PROG(非)：地址鎖存允許信號(hào)。ALE在每個(gè)機(jī)器周期內(nèi)輸出兩個(gè)脈沖。在訪問(wèn)片外程序存儲(chǔ)器期間，下降沿用于控制鎖存P0口輸出的低8位地址；在不訪問(wèn)片外程序存儲(chǔ)器期間可作為對(duì)外輸出的時(shí)鐘脈沖信號(hào)或用于定時(shí)，此頻率為震蕩頻率的1/6。對(duì)于EPROM型的單片機(jī)，在EPROM編程期間，

41、此引腳用于輸入編程脈沖。</p><p>　　當(dāng)VCC發(fā)生故障時(shí)，降低到低電平規(guī)定值或掉電時(shí)，改引腳可接上備用電源VPD(+5V)為內(nèi)部RAM供電。以保證RAM中的數(shù)據(jù)不丟失。</p><p>　　P0口：P0 口是一組8 位漏極開(kāi)路型雙向I/O 口， 也即地址/數(shù)據(jù)總線復(fù)用口。作為輸出口用時(shí)，每位能吸收電流的方式驅(qū)動(dòng)8 個(gè)TTL邏輯門(mén)電路，對(duì)端口P0 寫(xiě)“1”時(shí)，可作為高阻抗輸入端用。在

42、訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器或程序存儲(chǔ)器時(shí)，這組口線分時(shí)轉(zhuǎn)換地址（低8 位）和數(shù)據(jù)總線復(fù)用，在訪問(wèn)期間激活內(nèi)部上拉電阻。</p><p>　　在Flash 編程時(shí)，P0 口接收指令字節(jié)，而在程序校驗(yàn)時(shí)，輸出指令字節(jié)，校驗(yàn)時(shí)，要求外接上拉電阻。</p><p>　　P1口是一個(gè)內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，P1的輸入緩沖級(jí)可驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流）4個(gè)TTL邏輯門(mén)電路。對(duì)端口寫(xiě)“1”，通過(guò)內(nèi)部的上拉電

43、阻把端口拉到高電平，此時(shí)可作輸出口。作輸入口時(shí)，因?yàn)閮?nèi)部存在上拉電阻，某個(gè)引腳被外部信號(hào)拉低時(shí)輸出一個(gè)電流（I）。Flash編程和程序校驗(yàn)期間，P1口接收8位地址。</p><p>　　P2口：P2口是一個(gè)帶有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，P2的輸入緩沖極可以驅(qū)動(dòng)（輸入或輸出電流）4個(gè)TTL邏輯門(mén)電路。對(duì)端口“1”，通過(guò)內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電平，此時(shí)和作為輸出口，作輸出口時(shí)，因?yàn)榇嬖趦?nèi)部上拉電阻，某個(gè)引腳

44、被外部信號(hào)拉低時(shí)會(huì)輸出一個(gè)電流。在訪問(wèn)外部存儲(chǔ)器或1位地址的外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（例如執(zhí)行MOVX@DPTR指令）時(shí)，P2口送出高8位地址數(shù)據(jù)。在訪問(wèn)8位地址的外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（如執(zhí)行MOVX@RI指令）時(shí)，P2口線的內(nèi)容（也既特殊功能寄存器（SFR）區(qū)中R2寄存器的內(nèi)容），在整個(gè)訪問(wèn)期間不改變。Flash編程或校驗(yàn)時(shí)，P2亦接收高地址和其他控制信號(hào)。</p><p><b>　　2.2舵機(jī)的驅(qū)動(dòng)</b&

45、gt;</p><p>　　2.21舵機(jī)工作原理 </p><p>　　舵機(jī)是一種位置伺服的驅(qū)動(dòng)器，它接收一定的控制信號(hào)，輸出一定得角度。適用于那些需要角度不斷變化把那個(gè)可以保持的控制系統(tǒng)。例如四腳柱狀甲蟲(chóng)機(jī)器人。</p><p>　　舵機(jī)的工作原理是：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)部有一個(gè)基準(zhǔn)電路，產(chǎn)生周期為20ms，寬度為1.5m

46、s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。最后，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(guò)級(jí)聯(lián)減速齒輪帶動(dòng)電位器旋轉(zhuǎn)，直到電壓差為0，電機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)。舵機(jī)的控制信號(hào)為PWM信號(hào)，利用占空比的變化改變舵機(jī)的位置。</p><p>　　圖2-1 標(biāo)準(zhǔn)舵機(jī)</p><p>　　標(biāo)準(zhǔn)的舵機(jī)有三條導(dǎo)線，分別是：電源線、地線、控制線。</

47、p><p>　　圖2-2 舵機(jī)實(shí)物圖</p><p>　　控制方法：電源線和地線用于提供內(nèi)部的直流電機(jī)和控制線路所需的能源，電壓通常介于4V~6V之間一般取5V。注意給多級(jí)供電的電源應(yīng)能提供足夠的功率?？刂凭€輸入的是一個(gè)寬度可調(diào)的周期性方波脈沖信號(hào)，方波脈沖信號(hào)周期為20ms。當(dāng)方波的脈沖寬度改變時(shí)，多級(jí)轉(zhuǎn)軸的角度發(fā)生改變，角度變化與脈沖寬度的變化成正比關(guān)系，如圖2-2所示。</p&

48、gt;<p>　　圖2-3 舵機(jī)輸出轉(zhuǎn)角與輸入信號(hào)脈沖寬度的關(guān)系</p><p>　　2.22 舵機(jī)的驅(qū)動(dòng)電路</p><p>　　一般在以單片機(jī)P1口作為端口輸出，輸出的多路PWM信號(hào)通過(guò)光耦隔離傳送到下一級(jí)電路。因?yàn)橥ㄟ^(guò)光耦傳動(dòng)過(guò)程中進(jìn)行了反相，因此通過(guò)光耦出來(lái)的信號(hào)必須經(jīng)過(guò)反相器進(jìn)行反向。方波信號(hào)經(jīng)過(guò)光耦傳輸后，前沿和后沿會(huì)發(fā)生畸形，因此反相器還要具有整形功能，對(duì)傳

49、過(guò)來(lái)的信號(hào)進(jìn)行整形產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)的方波信號(hào)。但是本次設(shè)計(jì)只需8路信號(hào)且采用的是舵機(jī)，可采用直接輸出信號(hào)。因此從硬件和成本方面考慮本次設(shè)計(jì)無(wú)需添加光耦和反相器。</p><p>　　2.3 PWM信號(hào)的產(chǎn)生</p><p>　　2.31 PWM波產(chǎn)生的原理和產(chǎn)生的方法</p><p>　　主程序與中斷服務(wù)程序相結(jié)合可以完成多路PWM信號(hào)的輸出，并且有空余的時(shí)間完成其他功能，

50、如動(dòng)作分析、相關(guān)計(jì)算與其他處理器通信等。舵機(jī)所需的控制信號(hào)的高電平時(shí)間為0.5～2.5 ms，單個(gè)舵機(jī)控制信號(hào)周期T為20ms，其中變化的時(shí)間為t，每一個(gè)舵機(jī)控制信號(hào)至少有17.5ms是低電平且不會(huì)發(fā)生變化。對(duì)一個(gè)周期內(nèi)的所有路PWM信號(hào)，按照高電平的時(shí)間長(zhǎng)度進(jìn)行排序，在20ms內(nèi)，首先置P0.0高電平，t ms后取反，舵機(jī)轉(zhuǎn)軸將轉(zhuǎn)到t ms對(duì)應(yīng)的角度。t的最大取值為2.5ms，在2.5ms后將P0.0置成高電平將不會(huì)影響P0.0對(duì)舵機(jī)

51、的控制，則在20ms內(nèi)最多可以控制8路信號(hào)（20ms/2.5ms=8），P1口的8路PWM波輸出示意圖如下圖2-4所示。</p><p>　　圖2-4 PWM輸出示意圖</p><p><b>　　2.4本章小結(jié)</b></p><p>　　本章主要講了機(jī)器人控制硬件的設(shè)計(jì)。舵機(jī)的控制是其中的關(guān)鍵。</p><p>

52、　　圖2-5是本設(shè)計(jì)的控制結(jié)構(gòu)框圖：</p><p>　　圖2-5 設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)框圖</p><p>　　第三章 電路圖的設(shè)計(jì)</p><p>　　3.1Protel 99SE簡(jiǎn)介</p><p>　　Protel作為中國(guó)最流行的EDA軟件，其在中國(guó)的普及程度確實(shí)是其他EDA軟件所不能比擬的，Protel從其DOS版開(kāi)始，就已經(jīng)在中國(guó)普及，

53、最先推出的Tango以其方便使用的功能受到廣大業(yè)界用戶的歡迎，其后一直追隨操作系統(tǒng)的變更推出最新的Protel版本。目前最新的是ProtelDXP，最新版本雖然功能不差，但運(yùn)行要求過(guò)高，目前使用比較多的還是Protel 99SE。</p><p>　　Protel 99SE是個(gè)龐大的EDA軟件，完全安裝需要200多兆的空間，它是一個(gè)完整的板級(jí)全方位電子設(shè)計(jì)系統(tǒng)，包含了電路原理圖繪制、模擬電路與數(shù)字混合信號(hào)仿真、多

54、層印制電路板設(shè)計(jì)、信號(hào)完整性分析、可編程邏輯器件設(shè)計(jì)、圖標(biāo)生成、電子表格生成、支持宏操作等功能，并具有Client/Server體系結(jié)構(gòu)，同時(shí)還兼容一些其他設(shè)計(jì)軟件的格式，如ORCAD,PSPICE,Excel等，其多層印制線路板的自動(dòng)布線可實(shí)現(xiàn)高密度PCB的100%布通率。</p><p><b>　　3.2原理圖設(shè)計(jì)</b></p><p>　　電路原理圖設(shè)計(jì)主要

55、是為了以后讀圖方便和生成網(wǎng)絡(luò)報(bào)表給后期電路板設(shè)計(jì)使用的，原理圖設(shè)計(jì)的步驟基本可以用下面的設(shè)計(jì)流程來(lái)表示：</p><p>　　圖3-1 設(shè)計(jì)流程圖</p><p>　　原理圖表示元件的連接，根據(jù)引腳排列無(wú)關(guān)性，對(duì)于計(jì)算機(jī)而言重要的是引腳連接，可是，一張好的原理圖，不但要求引腳連接正確，沒(méi)有錯(cuò)誤，還要美觀、信號(hào)流向清晰、標(biāo)注清楚、可讀性強(qiáng)等特點(diǎn)，所以，對(duì)于原理圖設(shè)計(jì)而言，有一些原則需要遵

56、循：1、順設(shè)計(jì)流向擺放元器件，設(shè)計(jì)流向可以是信號(hào)流向，也可以是以某個(gè)元件作為中心器件來(lái)擺設(shè)外圍電路等，總之要符合模塊化的設(shè)計(jì)原則。2、同一模塊中的元件靠近，不同模塊中的元件稍微遠(yuǎn)離。3、不可有過(guò)多的交叉，充分利用總線和端口。</p><p>　　3.3ISP下載接口設(shè)計(jì)</p><p>　　圖3-1 ISP下載接口圖</p><p>　　3.4按鍵復(fù)位電路設(shè)計(jì)&

57、lt;/p><p>　　復(fù)位時(shí)任何單片機(jī)的初始化操作，只要給RESET引腳加上2個(gè)機(jī)器周期以上的高電平信號(hào)，就可以是MCS-51單片機(jī)復(fù)位。復(fù)位的主要功能是把PC初始化0000H，使MCS-51單片機(jī)從0000H單元開(kāi)始從執(zhí)行程序。除了進(jìn)入系統(tǒng)的正常初始化之外，當(dāng)由于程序運(yùn)行出錯(cuò)或操作錯(cuò)誤使系統(tǒng)處于死鎖狀態(tài)時(shí)，也需要俺復(fù)位鍵重新啟動(dòng)。單片機(jī)的復(fù)位狀態(tài)與應(yīng)用系統(tǒng)的復(fù)位狀態(tài)是密切相關(guān)的，因此熟悉單片機(jī)的復(fù)位狀態(tài)非常重要。

58、通過(guò)MCS-51單片機(jī)上的復(fù)位引腳RST/VPD，引入兩個(gè)機(jī)器周期以上的高電平，即可使器件復(fù)位，只要RST一直保持高電平，那么CPU就一直處于復(fù)位狀態(tài)。當(dāng)RST由高電平變?yōu)榈碗娖胶髲?fù)位結(jié)束，CPU從初始狀態(tài)開(kāi)始工作。復(fù)位電路如圖3-2所示：</p><p>　　圖3-2 復(fù)位電路圖</p><p>　　3.5串口通信電路設(shè)計(jì)</p><p>　　在實(shí)際工作中，計(jì)

59、算機(jī)的CPU與外部設(shè)備之間常常要進(jìn)行信息交換：一臺(tái)計(jì)算機(jī)與其他計(jì)算機(jī)之間也往往要交換信息，所有這些信息交換均可稱之為數(shù)據(jù)通信。數(shù)據(jù)通信方式有兩種，即并行數(shù)據(jù)通信和串行數(shù)據(jù)通信。</p><p>　　串口通信電路如圖3-3、圖3-4所示，在機(jī)器人系統(tǒng)中，把UART0用來(lái)配置ISP下載功能。如果使用ISP下載功能，就要把UARTO的電壓升到和電腦串口的電壓一樣，然后將PC機(jī)的串口與機(jī)器人的外部接口相連，使用UART0

60、進(jìn)行通訊。</p><p>　　圖3-3 串口通信電路圖</p><p>　　圖3-4 串口通信電路圖</p><p><b>　　3.6電源電路設(shè)計(jì)</b></p><p>　　在機(jī)器人制作測(cè)試機(jī)調(diào)試的全過(guò)程中，穩(wěn)壓電源是必備設(shè)備之一，它具有穩(wěn)</p><p>　　定、方便及廉價(jià)的特點(diǎn)。

61、如圖3-5四腳柱狀機(jī)器人控制系統(tǒng)的電源電路原理圖。</p><p>　　采用的是LM7805穩(wěn)壓器，當(dāng)輸入電壓大于7V時(shí)，能夠輸出穩(wěn)定的5V正電壓，最大的負(fù)載電壓，最大負(fù)載電流1A。對(duì)于部分要求電流大于1A情況，可以將兩個(gè)適配器輸出并聯(lián)起來(lái)使用。</p><p>　　圖3-5 電源電路圖</p><p>　　3.7單片機(jī)電路及時(shí)鐘電路設(shè)計(jì)</p>

62、<p>　　時(shí)鐘電路用于產(chǎn)生MCS-51單片機(jī)工作時(shí)所需的時(shí)鐘信號(hào)。MCS-51單片機(jī)本身就是一個(gè)復(fù)雜的同步時(shí)序電路，為保證同步工作方式的實(shí)現(xiàn)，MCS-51單片機(jī)應(yīng)在唯一的時(shí)鐘信號(hào)控制下，嚴(yán)格地按時(shí)序執(zhí)行指令進(jìn)行工作。</p><p>　　時(shí)鐘電路如圖3-6所示，單片機(jī)的VCC和EA/VPP接5V高電平，X1,X2接單片機(jī)的XTAL1和XTAL2。圖3-6中Y1為晶振或陶瓷振蕩器，振蕩器產(chǎn)生的頻率主要由

63、Y1參數(shù)確定.電容C7、C8的作用有兩個(gè)：一是幫助振蕩器起振，二是對(duì)振蕩器的頻率起微調(diào)作用，典型值30pf。</p><p>　　圖3-6 單片機(jī)時(shí)鐘電路圖</p><p><b>　　3.8小結(jié)</b></p><p>　　本章主要介紹了Protel 99SE的使用和電路原理圖的設(shè)計(jì)。而電路原理圖是本次設(shè)計(jì)中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，在布線時(shí)要分為

64、手動(dòng)和自動(dòng)兩個(gè)部分，先用手動(dòng)將主要連線先布好，然后再用自動(dòng)布線就可以。因?yàn)樗P(guān)系到機(jī)器人的控制電路板，稍有出錯(cuò)機(jī)器人就不能正常的行走，因此原理圖的設(shè)計(jì)要非常的謹(jǐn)慎。</p><p>　　第四章 步態(tài)分析及程序編寫(xiě)</p><p><b>　　4.1步態(tài)分析</b></p><p>　　4.11單腿運(yùn)動(dòng)的分解</p><p&

65、gt;　　機(jī)器人的每條腿都安裝了兩部伺服馬達(dá)，上方的馬達(dá)與機(jī)身鉸接，通過(guò)馬達(dá)的轉(zhuǎn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)腿部相對(duì)機(jī)身的前后扭轉(zhuǎn)；下方的馬達(dá)則與腿部連桿機(jī)構(gòu)鉸接，馬達(dá)的往復(fù)擺動(dòng)帶動(dòng)連桿機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)步足的上下起落。</p><p>　　4.12四腿復(fù)合運(yùn)動(dòng)規(guī)劃 </p><p>　　四腿機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)方式分為兩種，即靜態(tài)步行方式（三腿支撐一腿行進(jìn)）和動(dòng)態(tài)步行方式（步行過(guò)程任意時(shí)刻均少于三條腿同時(shí)處于支撐狀態(tài)的步行方

66、式）。</p><p>　　當(dāng)要求保證機(jī)器人在行進(jìn)中保持靜態(tài)穩(wěn)定，或要求行走在崎嶇路面，此時(shí)采用靜態(tài)步行法。在運(yùn)動(dòng)的任一時(shí)刻至少有三條腿與地面支撐機(jī)體，且機(jī)體的中心必須落在三足支撐點(diǎn)構(gòu)成的三角形區(qū)域內(nèi)。然后按照1342的順序抬起和落地，實(shí)現(xiàn)行走。雖然靜態(tài)步行法比較穩(wěn)定，但是需要四條腿輪流擺動(dòng)一次才能完成一個(gè)運(yùn)動(dòng)周期，因此步行速度緩慢。</p><p>　　當(dāng)若要求快速行進(jìn)則采用動(dòng)態(tài)步行法，

67、即處于對(duì)角線的兩條腿動(dòng)作完全一致。如圖4-1行進(jìn)過(guò)程中對(duì)角線上的兩條擺動(dòng)腿1、3抬起向前擺動(dòng)，此時(shí)由于1、3腿的前擺，使機(jī)體重心前移不在支撐腿對(duì)角線上，支撐腿2、4同時(shí)向后擺動(dòng)，使機(jī)體前移，重心恢復(fù)到1、3腿的對(duì)角線中點(diǎn)上，然后落下1、3腿，從而使集體保持平衡狀態(tài)。</p><p>　　圖4-1 機(jī)器人步態(tài)</p><p>　　四條腿在一周期的循環(huán)過(guò)程中，機(jī)體始終相對(duì)地面作勻速運(yùn)動(dòng)。腿

68、部的運(yùn)動(dòng)分兩個(gè)過(guò)程：1、支撐腿在支撐過(guò)程中，機(jī)體移動(dòng)，足尖相對(duì)機(jī)體向后運(yùn)動(dòng)；2、在抬跨過(guò)程中，足尖的運(yùn)動(dòng)時(shí)由隨機(jī)體的向前運(yùn)動(dòng)和足尖相對(duì)機(jī)體向前抬跨運(yùn)動(dòng)的合成。</p><p>　　舵機(jī)分布圖如表2-1：</p><p>　　表2-1 舵機(jī)分布</p><p>　　圖4-2 舵機(jī)分布實(shí)物圖</p><p><b>　　4.2程序

69、分析</b></p><p>　　4.21舵機(jī)控制程序編寫(xiě)</p><p>　　四足機(jī)器人需要8個(gè)舵機(jī)，在每個(gè)控制 周期20ms中，首先J3、J7號(hào)舵機(jī)輸入高電平，持續(xù)2.5ms后轉(zhuǎn)為低電平。當(dāng)J3、J7號(hào)舵機(jī)為高電平時(shí)，其余舵機(jī)保持狀態(tài)不變。</p><p>　　在J3、J7號(hào)舵機(jī)高電平轉(zhuǎn)為低電平瞬間，J2、J4、J6、J8號(hào)舵機(jī)輸入高電平，持續(xù)2.0

70、ms后轉(zhuǎn)為低電平。當(dāng)J2、J4、J6、J8號(hào)舵機(jī)為高電平時(shí)，其余舵機(jī)保持狀態(tài)不變。</p><p>　　在J2、J4、J6、J8號(hào)舵機(jī)高電平轉(zhuǎn)為低電平瞬間， J3、J7號(hào)舵機(jī)輸入高電平，持續(xù)0.5ms然后轉(zhuǎn)為低電平。當(dāng)J3、J7號(hào)舵機(jī)為高電平時(shí)，其余舵機(jī)保持不變。</p><p>　　在J3、J7號(hào)舵機(jī)高電平轉(zhuǎn)為低電平的瞬間，J5、J9號(hào)舵機(jī)輸入高電平，持續(xù)2.5ms,然后轉(zhuǎn)為低電平。當(dāng)J

71、5、J9號(hào)舵機(jī)為高電平時(shí)，其余舵機(jī)保持狀態(tài)不變。</p><p>　　在J5、J9號(hào)舵機(jī)高電平轉(zhuǎn)為低電平瞬間，J2、J4、J6、J8號(hào)舵機(jī)輸入高電平，持續(xù)2.0ms后轉(zhuǎn)為低電平。當(dāng)J2、J4、J6、J8號(hào)舵機(jī)為高電平時(shí)，其余舵機(jī)保持狀態(tài)不變。</p><p>　　在J2、J4、J6、J8號(hào)舵機(jī)高電平轉(zhuǎn)為低電平瞬間，J5、J9號(hào)舵機(jī)輸入高電平，持續(xù)0.5ms然后轉(zhuǎn)為低電平。當(dāng)J5、J9號(hào)舵機(jī)

72、為高電平時(shí)，其余舵機(jī)保持不變。依此類推，在每個(gè)控制周期的20ms中，可以滿足對(duì)8機(jī)同時(shí)控制的要求。</p><p><b>　　4.22主程序</b></p><p>　　運(yùn)動(dòng)控制器軟件分為2個(gè)部分：即主程序和中斷服務(wù)程序。</p><p>　　主程序完成定時(shí)器初始化、舵機(jī)位置初始化工作。定時(shí)時(shí)間為50us,考慮到定時(shí)時(shí)間較短，方式2自動(dòng)裝入初

73、值，誤差較小，且方式2最長(zhǎng)定時(shí)時(shí)間為28=256us,因此TH0=256-50；TL0=256-50。然后開(kāi)中斷，執(zhí)行中斷程序和其他功能模塊。主程序流程圖如圖4-3所示。</p><p>　　圖4-3 主程序流程圖</p><p><b>　　4.23中斷程序</b></p><p>　　定時(shí)器中斷時(shí)間為50us。機(jī)器人邁一步需要一定的執(zhí)行

74、時(shí)間，程序中預(yù)設(shè)為0.4s，用整形變量Step_Delay計(jì)數(shù)。Step_Delay未減至0時(shí)繼續(xù)發(fā)送當(dāng)前的步態(tài)控制信號(hào)（即i不變）。（1）如果減至0，說(shuō)明已經(jīng)走完一小步。然后檢查是否走完規(guī)定步數(shù)（大步，num_step==0）并且回到初始狀態(tài)（i==0）；若是，停止計(jì)時(shí)中斷，機(jī)器人不再動(dòng)作。否則Step_Delay重新賦初值，然后邁下一步（i++）；再檢查是否完成一個(gè)步態(tài)周期（走完一大步）。若是（i==Pace），預(yù)定步數(shù)減1（num

75、_step--），并且將i置零，開(kāi)始下一步態(tài)周期。（2）如果Step_Delay大于0，減1。</p><p>　　以下是20ms周期計(jì)時(shí)，先判斷Circle是否等于0：（1）若計(jì)滿20ms（Circle ==0），重新賦初值（Circle=TIME20ms;Flag=0;）并且將當(dāng)前控制信號(hào)的參數(shù)讀進(jìn)來(lái)，重新賦值，然后將P20置高電平，又一次的PWM周期開(kāi)始。（2）若未計(jì)滿20ms，Circle減1。</

76、p><p>　　以下是在一個(gè)脈沖周期內(nèi)依次輸出8個(gè)舵機(jī)的控制信號(hào)。用Flag標(biāo)志8路控制信號(hào)是否送完，若沒(méi)有（Flag==0），先判斷，后將第j號(hào)舵機(jī)的計(jì)數(shù)值減1。若當(dāng)前舵機(jī)控制信號(hào)高電平時(shí)間已到（pulse[j]==0），將該通道置0（相應(yīng)I/O輸出為低電平），同時(shí)下一通道置高，開(kāi)始輸出正脈沖（相應(yīng)I/O輸出高電平）。當(dāng)?shù)?號(hào)舵機(jī)的控制信號(hào)已送完時(shí)，P27置0，j=0，同時(shí)將標(biāo)志位Flag置1，表示在這個(gè)20ms內(nèi)

77、控制信號(hào)全部送出，剩下的時(shí)間不動(dòng)作。</p><p>　　中斷程序流程圖如圖4-4所示，全部程序見(jiàn)附錄。</p><p>　　圖4-4 中斷程序流程圖</p><p><b>　　結(jié)束語(yǔ)</b></p><p>　　畢業(yè)論文是本科學(xué)習(xí)階段一次非常難得的理論與實(shí)際相結(jié)合的機(jī)會(huì)，通過(guò)這次比較完整的設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)，我擺脫了單

78、純的理論知識(shí)學(xué)習(xí)狀態(tài)，和實(shí)際設(shè)計(jì)的結(jié)合鍛煉了我的綜合運(yùn)用所學(xué)的專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)，解決實(shí)際工程問(wèn)題的能力，同時(shí)也提高我查閱文獻(xiàn)資料、設(shè)計(jì)手冊(cè)、設(shè)計(jì)規(guī)范以及電腦制圖等其他專業(yè)能力水平，而且通過(guò)對(duì)整體的掌控，對(duì)局部的取舍，以及對(duì)細(xì)節(jié)的斟酌處理，都使我的能力得到了鍛煉，經(jīng)驗(yàn)得到了豐富，并且意志品質(zhì)力，抗壓能力及耐力也都得到了不同程度的提升。這是我們都希望看到的也正是我們進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)的目的所在。</p><p>　　雖然畢業(yè)設(shè)

79、計(jì)內(nèi)容繁多，過(guò)程繁瑣但我的收獲卻更加豐富。各種系統(tǒng)的適用條件，各種設(shè)備的選用標(biāo)準(zhǔn)，各種元件的安裝方式，我都是隨著設(shè)計(jì)的不斷深入而不斷熟悉并學(xué)會(huì)應(yīng)用的。和老師的溝通交流更使我從經(jīng)濟(jì)的角度對(duì)設(shè)計(jì)有了新的認(rèn)識(shí)也對(duì)自己提出了新的要求，舉個(gè)簡(jiǎn)單的例子：一塊PCB板可以放置很多的元件而有的元件口必須朝板材的外面，還有部分元件放置過(guò)緊又有部分元件太松導(dǎo)致板材的浪費(fèi)，這些本是我工作后才會(huì)意識(shí)到的問(wèn)題，通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)讓我提前了解了這些知識(shí)，這是很珍貴的

80、。</p><p>　　對(duì)于本次設(shè)計(jì)其實(shí)還有很多的不足，比如說(shuō)機(jī)器人每次只能完成一種命令，要想完成其他命令得重新改程序重新輸入。而且機(jī)器人沒(méi)有安裝液晶顯示器，因此我無(wú)法得知機(jī)器人的指令，無(wú)法交流。希望在以后的設(shè)計(jì)中能有所改進(jìn)、有所提高，設(shè)計(jì)一個(gè)更加完善的機(jī)器人。</p><p><b>　　致 謝</b></p><p>　　本文在我的指導(dǎo)教

81、師**的多次指導(dǎo)下終于完稿，感激之情，溢于言表。在論文寫(xiě)作過(guò)程中，得到了許多教師和同學(xué)的指導(dǎo)和幫助，尤其是**老師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度、淵博的專業(yè)知識(shí)、崇高的職業(yè)品德、無(wú)私的奉獻(xiàn)精神令我很感動(dòng)，我從老師身上學(xué)到了做學(xué)問(wèn)的態(tài)度、方法與知識(shí)，但更重要的是學(xué)到了做人的道理與做任何事情都應(yīng)有的認(rèn)真、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度。這將使我受用終身！在這里我要對(duì)指導(dǎo)教師表達(dá)衷心的敬意與謝意。在此過(guò)程中，有眾多的老師和同學(xué)幫我搜集、查閱資料，校對(duì)文章，我不勝感激！同時(shí)對(duì)所有

82、關(guān)心過(guò)我的領(lǐng)導(dǎo)、老師、同學(xué)表達(dá)我由衷的敬意！最后衷心感謝在百忙之中抽出時(shí)間參加答辯的各位專家、教授，謝謝你們！ </p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 戴敏，張志勝，史金飛．大學(xué)生創(chuàng)新與實(shí)踐能力培養(yǎng)的探索[J]． 東南大學(xué)學(xué)報(bào)(哲學(xué)社會(huì)科學(xué)版)，2008，10(增刊)：258-260</p><p>　　[2

83、] 王寧．基于嵌入式系統(tǒng)的開(kāi)放式教育機(jī)器人控制器[D]：[碩士學(xué)位論文]．鄭州：鄭州大學(xué)，2007</p><p>　　[3] 徐愛(ài)鈞，彭秀華. Keil Cx51 V7.0單片機(jī)高級(jí)語(yǔ)言編程與μVision2應(yīng)用實(shí)踐[M].北京：電子工業(yè)出版社. 2004.1-72,214-250</p><p>　　[4] 曹建樹(shù)，夏云生，曾林春．51單片機(jī)實(shí)用教程[M]．北京：中國(guó)石化出版社，200

84、8</p><p>　　[5] 張義和，王敏男，許宏昌，余春長(zhǎng)編著，袁彩霞改編．例說(shuō)51單片機(jī)（C語(yǔ)言版）[M]．北京人民郵電出版社，2008</p><p>　　[6] 付麗，劉衛(wèi)國(guó)，伊強(qiáng)．單片機(jī)控制的多路舵機(jī)用PWM波產(chǎn)生方法[J]．微特電機(jī)，2006(2)：28-29</p><p>　　[7] 多梁磊，王樹(shù)強(qiáng)，許芹．多路PWM信號(hào)產(chǎn)生算法研究[J]．電氣電子

85、教學(xué)學(xué)報(bào)，2008，30(4)：47-49</p><p>　　[8] 朱定華，黃松，蔡苗．Protel 99 SE原理圖和印制板設(shè)計(jì)[M].北京：清華大學(xué)出版社，2007</p><p>　　[9] 沙占友，孟志永，王彥朋．單片機(jī)外圍電路設(shè)計(jì)[M]．第2版．北京：電子工業(yè)出版社，2006</p><p>　　[10] 程君實(shí)，潘俊民，汪瓊，吳立衛(wèi)．四足機(jī)器人步行控

86、制算法的研究[J]．上海交通大學(xué)學(xué)報(bào)，1991，25(6)：37-44</p><p>　　[11] 秦志強(qiáng)．C51單片機(jī)應(yīng)用與C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)[M]．北京：電子工業(yè)出版社，2007．80-120</p><p>　　[12] David Cook.Robot building for beginners[M].US:Apress L.P.,2003</p><p>

87、　　[13] Shuuji Kajita and Bernard Espiau.Springer Handbook of Robotics[M].Germany: SpringerBerlin Heidelberg,2008.362-386 </p><p><b>　　附錄</b></p><p>　　#include<reg51.h></p>

88、;<p>　　#include<stdio.h></p><p>　　#define Pace 6</p><p>　　#define TIME20ms 360</p><p>　　// 20.4 ms </p><p>　　#define Begin_delay 7000</p><

89、p>　　#define uint unsigned int </p><p>　　#define uchar unsigned char</p><p>　　sbit P20=P2^0;</p><p>　　sbit P21=P2^1;</p><p>　　sbit P22=P2^2;</p><p>　　

90、sbit P23=P2^3;</p><p>　　sbit P24=P2^4;</p><p>　　sbit P25=P2^5;</p><p>　　sbit P26=P2^6;</p><p>　　sbit P27=P2^7;</p><p>　　uchar code Pulse_width[6][8]={ <

91、;/p><p>　　{ 25, 35, 20, 40, 12, 18, 30, 14};</p><p>　　{ 25, 18, 20, 40, 12, 35, 30, 14};</p><p>　　{ 30, 18, 25, 40, 20, 35, 12, 14};</p><p>　　{ 30, 35, 25, 40, 20, 18, 12,

92、 14};</p><p>　　{ 30, 35, 25, 14, 20, 18, 12, 40};</p><p>　　{ 25, 35, 20, 14, 12, 18, 30, 40};</p><p>　　uchar i=0,j=0;</p><p>　　uchar pulse[8];</p><p><b

93、>　　uint k=0;</b></p><p>　　uint Circle=TIME20ms;</p><p>　　uint Delay=Begin_delay;</p><p>　　uchar *point;</p><p>　　bit Flag=0;</p><p>　　// --------

94、----------- routines declaration ------------------------</p><p>　　void Leg_adjust();</p><p>　　//void ppm();</p><p><b>　　main()</b></p><p><b>　　

95、{</b></p><p><b>　　IE=0x82;</b></p><p>　　TMOD=0x02; // time 0 mode 2</p><p>　　TH0=256-50;</p><p>　　TL0=256-50;</p><p><b>　　i=

96、0;</b></p><p><b>　　j=0;</b></p><p>　　point=&Pulse_width[0][0];</p><p>　　for(k=0;k<8;k++)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　pu

97、lse[k]=point[k];</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　P2=0x00;</b></p><p>　　for(k=10000 ;k>0;k--);</p><p><b>　　P20=1;</b></p><

98、;p><b>　　TR0=1;</b></p><p><b>　　while(1)</b></p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p&g

99、t;<p>　　void time0() interrupt 1 using 1</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　Delay-=1;</b></p><p>　　if(Delay==0)</p><p><b>　　{</b>&

100、lt;/p><p>　　Delay=Begin_delay;</p><p><b>　　i++;</b></p><p>　　if(i==Pace)i=0;</p><p><b>　　}</b></p><p>　　Circle-=1;</p><p>

101、;　　if(Circle==0)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　Circle=TIME20ms;</p><p><b>　　Flag=0;</b></p><p>　　for(k=0;k<8;k++)pulse[k]=point[i*8+k];</p>

102、;<p><b>　　P20=1;</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　if(Flag==0)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　if(pulse[j]==0)</p><p>&l

103、t;b>　　{</b></p><p><b>　　switch(j)</b></p><p><b>　　{</b></p><p>　　case0:{P10=0;P11=1;j++;break;}</p><p>　　case1:{P11=0;P12=1;j++;break;}

104、</p><p>　　case2:{P12=0;P13=1;j++;break;}</p><p>　　case3:{P13=0;P14=1;j++;break;}</p><p>　　case4:{P14=0;P15=1;j++;break;}</p><p>　　case5:{P15=0;P16=1;j++;break;}</p&g

105、t;<p>　　case6:{P16=0;P17=1;j++;break;}</p><p>　　case7:{P17=0;Flag=1;j=0;break;}</p><p>　　default: {j=0;break; }</p><p><b>　　}</b></p><p><b>