单片机控制机器人电路图
机器人电路图
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Plant Location Page Page description 31 ANALOGUE I/O UNIT DSQC355B 32 ENCODER UNIT DSQC377 33 CC-LINK 34 VISION, INTEGRATED CAMERAS 35 ETHERNET SWITCH A64/CAMERA 36 AXIS COMPUTER UNIT 37 AXIS COMPUTER UNIT 38 RECTIFIER AND BLEEDER 39 FAN UNIT 40 REMOTE SERVICE BOX DSQC680 41 SERVO DRIVE SYSTEM IRB 120 42 CONTROL CABLE 43 SERVO DRIVE SYSTEM IRB 140 44 CONTROL CABLE IRB 140 45 SERVO DRIVE SYSTEM IRB 360 46 47 48 49 50 CONTROL CABLE IRB 360 SERVO DRIVE SYSTEM IRB 1200 CONTROL CABLE IRB 1200 SERVO DRIVE SYSTEM IRB 1410, 1600, 260 CONTROL CABLE IRB 1410, 1600, 260 Page supplementary field Date 3/31/2016 3/31/2016 3/31/2016 3/31/2016 3/31/2016
苏教版高中通用技术选修3：简易机器人的单片机控制电路
谢谢
工作过程是CPU首先从ROM中提取指令，接着分析指 令，然后执行指令，并送出处理结果。
AT89c2051单片机简介
单片机有很多规格和型号，本书中的简易机器人选 用的单片机型号为AT89C2051。AT89C2051单片机具有较 高的性能与价格比，具有速度快、功能强、体积小、使 用方便、设计灵活等特点。
单片机的特点与应用
单片机具有体积小、功耗少、成本低、结构 简单、控制处理功能强等特点，广泛应用于工业 控制、机器人、智能化仪器仪表、计算机网络及 通信、智能武器等方面。日常生活中的CD机、 DVD机、数字电视机、自动洗衣机、空调及其遥 控器、高级智能玩具中也使用着各种各样的单片 机。
智能玩具汽车中的单片机 DVD机中的单片机
●时钟电路主要产生单片机运行所需的时钟信号。
●I/O端口是单片机的输入/输出接口，其中I （ Input）表 示输入，O （ output）表示输出，它们负责信号的传送。
●定时器/计数器为单片机进行精确的定时或外部事件的 计数，就好像人做事时大脑要决定何时开始、何时结束、确定 状态和知道事情做了多少等。
简易机器人的单片机控制电路
在简易机器人的控制系统中，单 片机充当着简易机器人的“大脑”。 这一节我们将介绍以单片机为核心的 简易机器人控制电路。
1.认识单片机
单片机（ SCM，single chip microcomputer）全 称为“单片微型计算机”，在它内部有块只有人 的指甲大小的超大规模集成电路芯片，是一台不 带外部设备的微型控制器。近年来，国际上采用 MCU（micro controller unit）替代SCM。
AT89C205l单片机外形
本科毕业论文-基于单片机的多自由度机械手臂控制器设计解析
唐山学院毕业设计设计题目：基于单片机的多自由度机械手臂控制器设计系别：信息工程系班级：11电气工程及其自动化3班姓名：刘亮指导教师：田红霞2015年6月1日基于单片机的多自由度机械手臂控制器设计摘要机械臂控制器作为机械臂的大脑，对于它的研究有着十分重要的意义。
随着微电子技术和控制方法的不断进步，以单片机作为控制器的控制系统越来越成熟。
本课题正是基于单片机的机械臂控制系统的研究。
本文首先介绍了国内外机械臂发展状况以及控制系统的发展状况。
其次，阐述了四自由度机械手臂控制系统的硬件电路设计及软件实现。
详细阐述了机械臂控制系统中单片机及其外围电路设计、电源电路设计和舵机驱动电路设计。
在程序设计中，着重介绍了利用微分插补法进行PWM调速的程序设计。
并给出了控制器软件设计及流程图。
最后，给出了系统调试中出现的软硬件问题，进行了详细的分析并给出了相应的解决办法。
关键词：机械臂单片机自由度舵机PWMDesign of Multi DOF Manipulator ControllerBased on MCUAbstractAs the brain of robot arm, manipulator controller is very important for its research.With the development of microelectronics technology and control method, the control system of MCU is becoming more and more mature.This thesis is based on the research of the manipulator control system of MCU.Firstly,it is introduced the development of the manipulator and the control system at home and abroad.Secondly,it is given the circuit and software design for the four DOF manipulator in this disertation.it is expatiated the Single Chip Microcomputer(SCM),the relative circuit design ,Power circuit design,and driver circuit design of manipulator control system.In the design of the program, the design of PWM speed regulation by differential interpolation is introduced emphatically. The software design and flow chart of the controller are given.Finally,it is presented the problems of hardware and software in practive given resolves.Key word: Manipulator;MCU;DOF;Steering engine;PWM目录1引言 (1)1.1研究的背景和意义 (1)1.2国内外机械臂研究现状 (2)1.2.1国外机械臂研究现状 (2)1.2.2国内机械臂研究现状 (3)1.3机械臂控制器的发展现状 (3)1.4本设计研究的任务 (4)2机械结构与控制系统概述 (5)2.1机械结构 (5)2.2控制系统 (6)2.3系统功能介绍 (8)2.4舵机工作原理与控制方法 (8)2.4.1概述 (8)2.4.2舵机的组成 (8)2.4.3舵机工作原理 (9)3系统硬件电路设计 (11)3.1时钟电路设计 (11)3.2复位电路设计 (11)3.3控制器电源电路设计 (12)3.4舵机驱动电路 (13)3.5串口通信电路设计 (13)4系统软件设计 (14)4.1四自由机械臂轨迹规划 (15)4.2主程序设计 (16)4.3舵机调速程序设计 (17)4.3.1舵机PWM信号 (17)4.3.2利用微分插补法实现对多路PWM信号的输出 (18)4.4初末位置置换子程序 (21)4.5机械爪控制程序 (22)4.6定时器中断子程序 (23)4.6.1定时器T1中断程序 (23)4.6.2定时器T0中断子程序 (24)5系统软硬件调试 (25)5.1单片机系统开发调试工具 (25)5.1.1编程器 (25)5.1.2集成开发环境Keil和Protues (25)5.2控制系统的仿真 (26)5.3软件调试 (27)5.4硬件调试 (27)5.5软硬件联合调试 (28)6结论 (29)谢辞 (30)参考文献 (31)附录 (32)1引言1.1研究的背景和意义机器人是传统的机械结构学结合现代电子技术、电机学、计算机科学、控制理论、信息科学和传感器技术等多学科综合性高新技术产物,它是一种拟生结构、高速运行、重复操作和高精度机电一体化的自动化设备。
《简易机器人的单片机控制电路作业设计方案》
《简易机器人的单片机控制电路》作业设计方案第一课时一、设计目标本设计旨在利用单片机控制电路，实现一个简易的机器人。
通过该设计，让同砚了解单片机的应用和控制原理，培育他们的动手能力和创新思维。
二、设计方案1.硬件设计：a.主控芯片：选择一款性能稳定、易于编程的单片机，如ATmega328P。
该单片机具有丰富的外设和通用性，适合用于控制电路的设计。
b.电源模块：接受稳压电源模块，输入电压为5V，输出电压为3.3V和5V，以确保电路稳定工作。
c.传感器模块：接入光敏电阻、红外避障传感器等传感器，以实现机器人的感知能力。
d.执行模块：毗连电机驱动模块和舵机驱动模块，用于实现机器人的运动和动作控制。
e.通信模块：设计串口通信模块，可与电脑或其他设备进行数据传输和控制。
2.软件设计：a.编写控制程序：利用Arduino IDE编写单片机控制程序，包括传感器数据采集、运动控制和通信功能。
b.算法优化：针对不同传感器的数据处理和机器人运动控制，优化算法，提高机器人的稳定性和灵活性。
c.人机交互：设计简洁直观的界面，便利用户操作机器人。
三、实施步骤1.搭建硬件平台：按照设计方案，毗连各模块并接入单片机，搭建机器人控制电路。
2.编写程序：依据硬件毗连，编写控制程序，实现机器人的基本功能。
3.调试测试：对机器人进行测试，检查传感器数据是否准确、执行模块是否正常工作，调整程序和电路，确保机器人正常运行。
4.完善功能：依据需求不息优化程序和电路设计，添加新的功能模块，使机器人更加智能和好用。
四、预期效果通过该设计方案的实施，同砚将进修到单片机的基本原理和应用，精通电路设计和编程的基本技能。
同时，他们还将培育解决问题的能力和团队合作认识，为将来的科技创新奠定基础。
五、总结本设计方案旨在激发同砚对科技创新的爱好，培育其动手能力和创设力。
通过实践操作，同砚将提高对单片机控制电路的理解和运用能力，为将来的进修和职业进步打下坚实基础。
《简易机器人的单片机控制电路作业设计方案-2023-2024学年高中通用技术苏教版》
《简易机器人的单片机控制电路》作业设计方案第一课时一、设计目的本次作业设计旨在让学生通过设计一个简易机器人的单片机控制电路来提高其对单片机控制原理和电路设计的理解能力，培养其动手实践的能力，同时提升其解决问题的能力和创新思维。
二、设计内容1. 设计一个简易机器人的结构，包括底盘、轮子、电机等部件。
2. 选定一个合适的单片机作为控制核心，设计机器人的控制电路。
3. 设计机器人的控制程序，实现基本的前进、后退、左转、右转等功能。
4. 可根据自身兴趣和能力增加其他功能，如避障、跟随等。
三、设计步骤1. 确定机器人的结构：确定机器人的底盘尺寸、轮子和电机的选择，设计一个稳固、灵活的机器人结构。
2. 选定单片机：选择常用的单片机，如Arduino、STM32等，考虑性能、成本和学习难度等因素。
3. 设计控制电路：根据机器人的功能需求设计控制电路，包括电机驱动电路、传感器接口电路等。
4. 编写控制程序：根据机器人的功能设计控制程序，使用C 语言或Arduino IDE等开发环境编写程序。
5. 测试调试：将控制程序下载到单片机中，连接控制电路，进行测试调试，不断优化程序，确保机器人能够正常运行。
四、设计要求1. 机器人结构稳固，电路设计合理，控制程序功能完善。
2. 设计过程规范，注重实践操作，充分发挥创新能力。
3. 提交完整的设计报告，包括设计思路、电路原理图、控制程序代码等内容。
五、评分标准1. 机器人结构设计（20%）：底盘稳固、轮子灵活、电机驱动正常。
2. 控制电路设计（30%）：电路简洁、稳定、接口清晰。
3. 控制程序设计（40%）：功能完善、代码规范、运行稳定。
4. 实验过程和报告（10%）：实验操作规范、报告内容详尽、结论明确。
六、参考资料1. 《单片机原理与应用》2. 《Arduino编程从入门到精通》3. 《机器人控制与传感技术》七、总结本次作业设计将有助于学生深入了解单片机原理和控制电路设计，培养其动手实践和解决实际问题的能力，提高其创新思维和团队合作能力，为未来的学习和工作打下良好基础。
《简易机器人的单片机控制电路作业设计方案-2023-2024学年高中通用技术苏教版》
《简易机器人的单片机控制电路》作业设计方案一、设计背景随着科技的不息发展，机器人技术越来越受到人们的关注和重视。
机器人作为一种能够代替人类完成一些重复性工作的智能设备，已经在各个领域得到了广泛的应用。
本次作业设计旨在通过单片机控制电路，实现一个简易的机器人模型，让学生们能够了解机器人控制的基本原理，并动手实践，提高他们的动手能力和创造力。
二、设计内容1. 硬件部分：设计一个简易的机器人模型，包括机器人的机械结构和电子元件。
机械结构可以采用简单的材料如纸板、塑料等制作，电子元件包括单片机、电机、传感器等。
2. 软件部分：编写单片机的控制程序，实现机器人的基本功能，如前进、后退、左转、右转等。
三、设计步骤1. 硬件设计：（1）设计机器人的机械结构，包括主体、轮子、电机支架等部件，确保机器人能够稳定地行走。
（2）选择合适的电子元件，如单片机、电机、传感器等，搭建电路毗连。
2. 软件设计：（1）进修单片机的控制原理和编程语言，编写控制程序，实现机器人的基本功能。
（2）调试程序，确保机器人能够按照预设的指令进行运动。
四、实施方案1. 组织学生分组进行设计和制作，每个小组卖力一个机器人模型的制作。
2. 提供必要的材料和工具，指导学生进行机械结构的设计和电路的搭建。
3. 指导学生进修单片机的编程和调试，帮助他们完成机器人的控制程序。
4. 在完成设计和制作后，组织学生进行展示和比赛，评选出最佳设计和制作的机器人模型。
五、评估标准1. 机器人模型的机械结构是否稳定，能否正常行走。
2. 机器人模型的电路毗连是否正确，是否能够按照预设指令进行运动。
3. 学生对单片机控制原理和编程语言的掌握水平。
4. 学生的团队合作能力和创造力。
六、总结通过本次作业设计，学生能够了解机器人控制的基本原理，掌握单片机的编程技能，提高他们的动手能力和创造力。
同时，也能够培养学生的团队合作能力和解决问题的能力，为他们未来的进修和工作打下良好的基础。
基于单片机控制的机器人的设计
指向角 ，光轴 ， 波 长，辉度等性能指标。红 外接 收管可用上述光电二极管或三极管 。 红外元件所接收的信号 ， 根据 隋况的需
要 ，要进行模拟一 数字量 的转换 ，因此 需要
ＭＤ转换 的过程首先 向 Ｐ ｏ 和Ｐ ２ 端口 输
脉 冲启动 Ａ ／ Ｄ转换 ， 把 内部转换的数据送往
单片机 ，为 了提高 数据处 理速度 和控 制精 度 ，本次设计采用并 口技术 。
总路线 ， 当Ｅ Ｏ Ｃ由低变高时数据转换结换结
束。
制电路 ； 中层板是驱动及检测板 ，放置电机 驱动线路及红外检测线路 ；底层板是电源 与
电机板 ，放置两路 电源 ，两套电机及减速 系
算法设计要解决 的重要 问题。然而笔者查阅
存放灰度传感器
的数值 ，
ｕ ｃ ｈ ａ ｒ ｉ ｃ ｌ ａ ｔ ａ ２ ］ ； ， ・ 存放最原始灰度
不大，必且场地尺寸有限 ， 可选用小型直流
伺服 电机 ，可 用 电枢 电压作 为速度控 制信 号， 但 必须加装减速箱 以适应低转速和大扭 矩的应用环境 。 发 出红 外光 的足球 意 味着机 器人 必须
倒 ，用集成度较 高的 ８ ０ ５ １ 单片机为核 ｌ 心来设计电路，并应用 Ｃ语 言实现软件的编程。
关键词 ：单片机 ；８ ０ ５ １ ；Ｃ语 言；足球机 器人
１总体介绍 该足球机器人主要具有 以下功能 ： 无线 数字接收 、电动驱动 及调速 、 红外检测 、 障 碍、 智能协调控 制等。 采取 了双层 Ｐ Ｃ Ｂ板结 构，各部件通过屏障电缆连接 ， 金 属框架结
科 技创 新
《简易机器人的单片机控制电路作业设计方案-2023-2024学年高中通用技术苏教版》
《简易机器人的单片机控制电路》作业设计方案第一课时一、设计背景随着科技的不息进步，机器人技术在各个领域得到了广泛应用。
为了让同砚更好地了解机器人的工作原理和控制方式，本设计方案旨在设计一个简易的机器人，并通过单片机控制电路实现对机器人的控制。
二、设计目标1. 设计一个简易的机器人，包括底盘、传动装置、传感器等组件；2. 利用单片机控制电路实现对机器人的前进、后退、左转、右转等基本动作的控制；3. 通过设计试验，让同砚精通单片机控制电路的原理和应用。
三、设计方案1. 机器人组件设计：（1）底盘：接受牢固耐用的材料制作，搭载马达和轮子，用于支持和挪动机器人；（2）传动装置：毗连底盘和马达，实现马达的动力传递至轮子，驱动机器人挪动；（3）传感器：安装在机器人上，用于感知四周环境，如红外传感器、超声波传感器等。
2. 单片机控制电路设计：（1）选择一款适合的单片机芯片，如STC89C52，具有较强的控制能力和丰富的外设接口；（2）设计电路毗连图，包括单片机芯片、电源模块、电机驱动模块、传感器模块等；（3）编写单片机控制程序，实现对机器人的控制，包括前进、后退、左转、右转等功能。
3. 试验步骤：（1）组装机器人：按照设计要求组装机器人的各个组件，确保毗连稳固；（2）搭建单片机控制电路：按照设计方案毗连各个电路模块，注意接线的正确性；（3）烧录程序：将编写好的单片机控制程序烧录至单片机芯片中；（4）调试测试：通过外部控制设备（如遥控器）发送指令，测试机器人的运动是否符合预期。
四、设计意义1. 增强同砚动手能力：通过设计和组装机器人，培育同砚的动手实践能力和创新认识；2. 拓展同砚知识面：让同砚了解机器人的基本原理和控制方式，拓展他们的科技视野；3. 提升同砚进修爱好：通过试验操作，激发同砚对科技的爱好和热忱，激发他们的进修动力。
五、总结通过本设计方案，同砚可以在实践中深度了解机器人的工作原理和控制方法，提升他们的动手能力和创新认识。
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机器人主程序流程图
在本次机器人的软件设计过程中，为考虑整个机器人的协调、稳定、快速的运动，所以在整个的路径规划中我们采用部分机械结构的联动，比如：机器人的行走运动和机械手的升降运动、机器人的行走运动和底层积木移动臂组件放置黄金块运动、机器人的行走运动和顶层积木移动臂组件抓取金顶运动等。
那么在软件当中对于实现部分机械结构联动就要充分利用单片机片上集成的外设，比如：片上集成的PWM功能。
对于片上集成的外设在实际使用时，只要在程序开始的部位初始化一次就可以了，操作方便简单快捷，并且片上集成的外设在运行过程中近似可以独立于单片机的CPU工作。
在CPU的资源分配上，降低开发的难度，提高了CPU效率。