基于STM32的三自由度机械手臂
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基于STM32的三自由度机械手臂
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基 本 结 构
STM32控制TFTLCD显示摄像 头拍摄到的图片对拍摄到的图 片进行目标提取并定位中心 用STM32的定时器三产生 PWM波对机械手臂的转角进 行控制 根据定位的中心并结合位置关 系确定手臂的运动轨迹
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第一部分 用STM32控制TFTLCD显示摄像头拍摄到的图 片 STM32
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TFT-LCD即薄膜晶体管液晶显示器
1，2.4 ’/2.8/3.5 ’3种大小的屏幕可选。 2，320 ×240 的分辨率 3，16 位真彩显示。 4，自带触摸屏，可以用来作为控制输
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OV7670
该图像传感 器体积小、工作电压低，提供单片 器体积小、工作电压低，提供单片 VGA 摄像头和 影处理器的所有功能。通过 SCCB 总线控 ，可以 输出整帧、子采样、取窗口等方式的各种分辨率 8 位影像数据 由于OV7670的像素时钟频率很高，故不是用 单片机直接抓取的，而是用FIFO暂存数据，方便 LCD缓慢的读取
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STM32的定时器三介绍 STM32定时器资源比较丰富， TIME1 和 TIME8 （能同时各产生7路的 PWM波）等高级定时器
TIME2~TIME5（能同时各产生4路的 PWM波）等通用定时器
TIME6 和 TIME7 T 等基本定时器。 此次用的是TIME3的通道1、2和4，用以 产生3路PWM波，控制机械手臂的三个电 机
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第三部分 根据定位的中心并结合位置关系确定手臂的运动轨 迹 检测到的位置与实际位置的映射关系
LCD上的位置坐标
映射到实际位置
根据实际情况进行测量，计算机械手臂需 旋转的角度
angle 90 180 * a sin(( x 80 ) *12 / 160 / 14.5)) / 3.14
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对拍摄到的图片进行目标提取并定位中心
先将彩色图像变为二值图像，便于处理定位
再将图像缩小成原来的四分之一，建立一 个矩阵将这些数据储存，相当于储存了一 个二维图像矩阵
目标中心定位：先对行扫描，找到目标点数 最多的行，同理找到目标点数最多的列， 即为目标中心
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实际拍摄并二值化效果
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第二部分 用STM32产生PWM波对机械手臂转角控制
机械手臂旋转原理
T=20ms, t=0.5ms T=20ms ,t=0.5ms-2.5ms 即脉冲占空比为2.5%-12.5%对应旋转角度
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STM32控制TFTLCD显示摄像 头拍摄到的图片对拍摄到的图 片进行目标提取并定位中心 用STM32的定时器三产生 PWM波对机械手臂的转角进 行控制 根据定位的中心并结合位置关 系确定手臂的运动轨迹
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1，2.4 ’/2.8/3.5 ’3种大小的屏幕可选。 2，320 ×240 的分辨率 3，16 位真彩显示。 4，自带触摸屏，可以用来作为控制输
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该图像传感 器体积小、工作电压低，提供单片 器体积小、工作电压低，提供单片 VGA 摄像头和 影处理器的所有功能。通过 SCCB 总线控 ，可以 输出整帧、子采样、取窗口等方式的各种分辨率 8 位影像数据 由于OV7670的像素时钟频率很高，故不是用 单片机直接抓取的，而是用FIFO暂存数据，方便 LCD缓慢的读取
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STM32的定时器三介绍 STM32定时器资源比较丰富， TIME1 和 TIME8 （能同时各产生7路的 PWM波）等高级定时器
TIME2~TIME5（能同时各产生4路的 PWM波）等通用定时器
TIME6 和 TIME7 T 等基本定时器。 此次用的是TIME3的通道1、2和4，用以 产生3路PWM波，控制机械手臂的三个电 机
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第三部分 根据定位的中心并结合位置关系确定手臂的运动轨 迹 检测到的位置与实际位置的映射关系
LCD上的位置坐标
映射到实际位置
根据实际情况进行测量，计算机械手臂需 旋转的角度
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对拍摄到的图片进行目标提取并定位中心
先将彩色图像变为二值图像，便于处理定位
再将图像缩小成原来的四分之一，建立一 个矩阵将这些数据储存，相当于储存了一 个二维图像矩阵
目标中心定位：先对行扫描，找到目标点数 最多的行，同理找到目标点数最多的列， 即为目标中心
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实际拍摄并二值化效果
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第二部分 用STM32产生PWM波对机械手臂转角控制
机械手臂旋转原理
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