蛇形机器人说明书 - 图文(5)

图4-5 无线数据收发模块安装位置图 4-6 遥控发射器的内部元件布置

整个遥控发射器的内部元件布置如图4-7所示。

遥控发射器采用两个3.7V的锂电池串联作为电源，经稳压电路转变为5V后为单片机供电，电池和稳压电路放置在另一个游戏手柄中，并在其正面加装了电源开关，在背面设计了充电接口，由于锂电池充电电压必须控制精确，否则会导致电池损坏，所以采用平衡充电接口进行充电。

两个遥控手柄通过导线连接。所有电路安装测试完成后，将手柄装回原样，如图4-7所示。

图4-7 改装完成的遥控发射器

遥控接收器采用同样的2.4G无线数据接收模块，两者完全一样，只是初始化模块时通过软件设置其负责发射还是接收。接收处理单片机使用AT89C4051，P3.2至P3.5与无线数据接收模块相连，负责接收无线数据。

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4.6 遥控系统程序设计

根据需要的功能和单片机端口设置进行程序编写，具体程序见附件Ⅲ。遥控发射与接收程序流程图如图4-8、图4-9所示。

开始遥控发射模块初始化控制灯开关实时遥控发射数据控制直流电机开关一实时遥控发射数据控制直流电机开关二实时遥控发射数据八个比例开关得到通道号和A/D转换数据遥控发射每个数据 图4-8 遥控发射器流程图

开始接收模块初始化数据接收信号P3.2==0?数据处理和判断编码0x090x0A0x0B0x0C0x0D灯亮灯灭电机正转电机反转电机停舵机运动控制编码判断无通道号有舵机角度编码无有串口向舵机发射控制度数参数

图4-9 遥控接收单片机处理流程图

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4.7 姿态控制系统设计

采用AT89C4051单片机和16路舵机控制板对关节处的8个舵机实现姿态控制，单片机处理由无线遥控接收器收到的编码数据信号，再将数据信号解码后发送给舵机控制板，舵机控制板收到信号后控制舵机旋转角度，实现蛇形机器人的姿态控制。

AT89C4051的引脚功能如图4-10所示。

图4-10 AT89C4051引脚功能图

4.8 蛇形机器人控制电路设计

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4.9 舵机控制板的选择与改装

单片机和舵机控制板串口通信程序：

蛇形机器人控制电路如图4-11所示。

delay(unsigned int dt) // 通用延时程序 {

unsigned int i,j; for(i=0;i

完成后的舵机控制板如图4-12、图4-13所示。

图4-11 AT89C4051单片机控制电路图

图4-12 改造后的舵机控制板正面图 4-13 改造后的舵机控制板背面

舵机控制板采用成品捷龙CX54160A 型舵机控制器，为了减小舵机控制板的体积

且减轻重量，将舵机控制板上不需要的一些零件拆去，并对部分电路做了改造。改造

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}

action(const char *p) // 舵机串口发送函数 {

while(*p!=0) {

SBUF=*p; p++;

while(TI!=1); //等待发送完毕 TI=0; //清标志 } }

void ini_mcu(void) {

TMOD=0x20; //定时器1方式2 TH1=0xFD; //11.0592M 9600BIT

SCON=0x50; //10101,0000 8 位数据位, 无奇偶校验 RI=0; TI=0; TR1=1;

PSW = 0x00; PCON = 0x00;

IP = 0x00; // 设置中断优先级

IE = 0x00; // EA-ET2 ES ET1 EX1 ET0 EX0 , disable all interrupt }

4.10 直流减速电机驱动部分

电路图中的直流电机驱动部分与单片机采用了光耦进行隔离，防止干扰；8个续流二极管可以防止直流电机产生的关于电动势损坏芯片。

本蛇形机器人共5节，每节安装有两个直流减速电机，每侧5个电机并联。电压8V时，负载电流80mA，10个电机总电流800mA。直流电机控制芯片采用L298N，输出电流可达2.5A，由于10个电机使用时电流很小，故芯片不需要加装散热器。

为了将直流电机驱动电路板体积做得尽量小，整个驱动板采用了大量贴片元件制作，制作完成的直流电机驱动电路板实物如图4-14、图4-15所示。

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