六足爬行机器人系统设计 最后论文 - 图文(7)

六足爬行机器人控制系统设计

6 启动VB6.0，添加MSComm控件，修改其属性，如图3-10。

图3-10 属性设置

7 在VB上编写程序，控制舵机运动。

3. 4 本章小结

本章主要介绍了舵机的基本知识，选择了TowerPro—MG995伺服电机作为驱动装置和型号为mini USB32 路舵机控制器，以及VB如何实现对舵机的控制。经过加工，最终完成的试制物理样机，如图3-11。

图3-11 六足爬行机器人实物

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4 六足爬行机器人系统软件开发

4. 1 开发工具

Visual Basic是Microsoft公司推出的一套完全独立的Windows应用程序开发系统，可应用于Windows环境下的各种应用程序。VB是一种可视化、面向对象、采用事件驱动方式的结构化高级程序设计语言，简捷易用，开发效率高，而且功能强大。 利用VB事件驱动的编程机制和新颖的可视化设计工具以及Windows内部应用程序接口(API)函数，采用动态链接库(DLL) 动态数据交换(DDE)、对象链接嵌入(OLE)以及开放式数据库访问(ODBC)等技术，可以高效、快速地开发出Windows环境下功能强大、图形界面丰富的应用软件。其MSComm控件是开发串口通信的便捷工具。

MSComm控件通过串行端口传输和接收数据，为应用程序提供串行通讯功能。 MSComm控件提供下列两种处理通讯方式：

事件驱动通信是处理串行端口交互作用的一种非常有效的方法。 在许多情况下，在事件发生需要得到通知。

在程序的每个关键功能后，可以通过CommEvent属性的值来查询时间和错误。 如果应用程序较小，并且是自保持的，这种方法是可取的。

每个使用的MSComm控件对应着一个串行端口。 如果应用程序需要访问多个串行端口，必须使用多个MSComm控件。 可以在Windows“控制面板”中改变端口地址和中断地址。

4. 2 系统软件控制对象的控制原理

系统软件的控制对象为：伺服电机、伺服电机控制器。它们的控制关系为递进关系。首先系统软件控制串口发送控制字节到mini USB 32伺服电机控制器，mini USB 32伺服电机控制器发出PWM信号到伺服电机，伺服电机根据驱动信号运转相应的角度。

4. 2. 1伺服电机控制原理

伺服电机是一个典型闭环反馈系统，如图4-1所示。 控制脉冲 图4-1 伺服电机原理

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控制电路 马达 齿轮组 比例电位器 六足爬行机器人控制系统设计

伺服电机的主要工作原理在第三章已经介绍过了，需要指出的是，本次设计采用的是用专业的伺服电机控制器来直接驱动伺服电机。这种方法归根结底来说还是单片机控制伺服电机，所不同的是控制伺服电机的所以方法都被固化于单片机内。可以通过对伺服电机控制器的简单控制字节产生伺服电机所需要大量变化的PWM信号。

4. 2. 2 mini USB 32伺服电机控制器工作原理

mini USB 32的物理特性已经在第二章做过介绍，这里主要针对mini USB 32的控制特性作说明。

mini USB 32具有高效的控制伺服电机的能力。它不但可以很轻松地实现单个舵机的速度、位置等控制，还可以通过单个字符控制多个舵机的协调运动。每个动作的控制只用一个字符的ASCⅡ就足够了，而以往的单片机编程控制来说则需要至少几十行的程序工作。mini USB 32的指令输入必须以回车键（ASCⅡ13）字符作为一个连贯的命令输入，在没有收到ASCⅡ13字符时，mini USB 32接收到的指令不会被执行。 不同类型的的命令不能出现在同一命令组中。另外，mini USB 32所有的命令的数据必须是ASCⅡ的字符串，其中一些指令接受负数数据。mini USB 32对ASCⅡ的格式不敏感，可以根据需要使用其他字符如：空格、换行、等，增加控制程序的可读性，它们不会被系统识别。

指令格式

# P S . . . # P S T =舵机号，范围 0 – 31(十进制)。

=脉冲宽度(舵机位置) ，范围500 -2500。 单位 us(微秒) =移动速率 每秒移动脉脉冲宽度 单位 us/s 仅对一路舵机有效。 =移动到指定位置 使用的毫秒数，对所有的舵机有效，最大值65535ms。 =ASCII 13. (回车）， 指令结束符 范例：

#5 P1600 S750 注： 为ascii 13(回车) 移动舵机号5 到 脉宽 1600us 速率为 每秒改变脉宽750 微秒

#5 P1600 #10 P750 T2500 注： 为ascii 13(回车) 移动舵机号5 到 脉宽 1600us 移动舵机号10 到 脉宽 750us 使用时间为

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2500ms。

无论前面舵机的位置是多少，5 号和10 号舵机 都将花2500ms 移动到指定位置，此时舵机的移动速度依赖于前一个舵机位置和要移动到的位置决定，5 号和 10 号舵机将同时完成动作。

注： T 可以对前面所有舵机有效 除了有S 参数的舵机号。 #5 P1600 #10 P750 #12 P1700S500 T2500

5 号和10 舵机是使用2. 5S 完成移动 12 舵机的速度取决于他的开始位置，但是速度不能超过S500，2. 5秒后无论12 舵机在什么位置都将停止。

4. 3 系统软件的开发

所开发的控制系统是利用VB6. 0开发的，主要是利用MSComm控件进行串口程序的开发。系统软件结构图，如图4-2所示。

开始 初始化 左转按钮？ Y 运行 N 结束按钮？ Y 结束 N 其他按钮？ Y 运行 图4-2 系统软件机构图

开发的控制系统软件界面，如图4-3所示。在此界面中，

为计时器，每一个

计时器对应一个方向按钮，所有计时器初始状态为无效。点击开始按钮，串口通信端

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口有效，机器人进入初始状态；点击左转按钮时，与之对应的计时器有效，机器人向左运动；点击暂停按钮，计时器无效，机器人暂停；点击结束按钮，程序结束，机器人停止运动，重新进入初始状态；其它方向按钮与左转按钮的工作原理类似。

图4-3 系统软件界面

4. 3. 1 MSComm控件属性设置

使用VB的MSComm控件作通信控制的步骤： 加入MSComm对象。

设定通信端口号码，即MSComm。 设定通信协议，即HandShaking属性。 设定传输速度等参数，即Settings属性。 设定其他参数，若必要时再加上其他属性设定。 开启通信端口，即将PortOpen属性设定为TRUE。 使用完MSComm通信对象后，将通信端口关闭。 MSComm的属性设置如图4-4所示。

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