【正文】 /*通道 2，邊緣 PWM，設(shè)置比較輸出 */ TPM1C2V=0X5E。 /*通道 2，脈寬為 */ TPM1C3SC=0X28。 /*通道 3，脈寬為 */ TPM1C4SC=0X28。/* feeds the dog */ } 4).行走子程序： void walk (void) 33 { unsigned int i。 /*通道 1，脈寬為 */ __RESET_WATCHDOG()。 /*通道 1，邊緣 PWM，設(shè)置比較輸出 */ TPM2C0V=0X5E。 /*周期為 20MS*/ TPM2C0SC=0X28。 /* feeds the dog */ } } /* loop forever */ } 3).擺手動(dòng)作子程序： void hand (void) { unsigned int i。 /*設(shè)置 A口為輸出，作為 373的片選 */ PTAD=0X46。 /*通道 0，邊緣 PWM，設(shè)置比較輸出 */ TPM1C0V=0X65。一味地死記硬背只會(huì)阻礙知識(shí)的更新和拓展。 26 技術(shù)總結(jié) 設(shè)計(jì)應(yīng)用了機(jī)械學(xué)、力學(xué)、嵌入式微控制器等技術(shù)，研制開發(fā)了一臺(tái)仿人型雙足步行機(jī)器人，實(shí)現(xiàn)了機(jī)器人的站立、搖頭、平穩(wěn)行走、招手、鞠躬等動(dòng)作以及觸摸感應(yīng)等功能。 觸摸技術(shù)的優(yōu)點(diǎn) :減少 BOM,增加系統(tǒng)可靠性； 簡(jiǎn)化機(jī)械設(shè)計(jì) ,降低模具費(fèi)用； 與主機(jī)接口簡(jiǎn)單 ,采用通用的 IIC通訊接口； IIC 雙地址可選； 可以做成觸摸按鍵MPR084 或者觸摸滑塊 MPR083；按鍵非直接接觸 ,能用于接近檢測(cè) ,提高產(chǎn)品的智能性； 帶聲音驅(qū)動(dòng) ,能出聲提示按鍵動(dòng)作； 抗干擾性能強(qiáng) ,防水防塵防油污； 可變的喚醒時(shí)間；低功耗。) 21 { While (PTAD_PTAD3) /* 判斷 A3口是否接受到高電平 */ { hand()。 74LS373 的輸出端 O0~O7 可直接與總線相連。其封裝引腳如圖 42 所示： S08AC系列是 Freescale公司推出的新一代 S08系列微控制器中的一款增強(qiáng)型 8位微控制器，它不僅集成度高、片內(nèi)資源豐富，接口模塊包括 SPI、 SCI、 IIC、 A/D和 PWM 等，還具有很寬的工作溫度范圍（－ 40～＋ 125） ，在汽車電子、工業(yè)控制和中高檔機(jī)電產(chǎn)品等領(lǐng)域具有廣泛的用途。 (2) 還有很大一部分抖舵現(xiàn)象是因電位器內(nèi)部接觸不良或電阻碳膜面磨損造成的。其引腳圖如圖 34 所示。它內(nèi)部有一個(gè)基準(zhǔn)電路，產(chǎn)生一個(gè)周期信號(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。機(jī)器人步行的穩(wěn)定性問題是運(yùn)動(dòng)規(guī)劃的關(guān)鍵問題，在雙足步行機(jī)器人穩(wěn)定性的研究和分析中，有兩個(gè)指標(biāo)來衡量穩(wěn)定性，一個(gè)是重心，另外一個(gè)是零力矩點(diǎn) ZMP。MC9S08AC60 微控制器內(nèi)部有兩個(gè)定時(shí)器，一共 8個(gè) PWM 通道 ,設(shè)計(jì)采用三個(gè) 74LS373來對(duì) PWM 通道進(jìn)行擴(kuò)展，以實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)器人身上 19個(gè)舵機(jī)的控制。 “匯童”突破了仿人機(jī)器人的復(fù)雜動(dòng)作設(shè)計(jì)技術(shù)，在國(guó)際上率先實(shí)現(xiàn)了模仿人類復(fù)雜動(dòng)作的突破。早在 60 年代末人類就開始仿人機(jī)器人的研究?？梢哉f是高級(jí)整合控制論、機(jī)械電子、計(jì)算機(jī)、材料和仿生學(xué)的產(chǎn)物。本設(shè)計(jì)采用基于 MC9S08AC60 和MCF51JM128 MCU 的機(jī)電一體化技術(shù)，研制低成本的機(jī)構(gòu)與動(dòng)力驅(qū)動(dòng)模塊和 MCU 控制模塊及觸摸感應(yīng)模塊。 檢測(cè)裝置的作用是實(shí)時(shí)檢測(cè)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)及工作情況，根據(jù)需要反饋給控制系統(tǒng)，與設(shè)定信息進(jìn)行比較后，對(duì)執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行調(diào)整，以保證機(jī)器人的動(dòng)作符合預(yù) 定的要求。 P2的問世將雙足步行機(jī)器人的研究工作推向了高潮 ,使本田公司在此領(lǐng)域處于世界絕對(duì)領(lǐng)先的地位， P2 的外觀 圖如圖 11 所示。在研究機(jī)器人的過程中，往往還會(huì)產(chǎn)生許多新的研究領(lǐng)域和研究命題，這就極大地促進(jìn)了新興學(xué)科 的發(fā)展。其結(jié)構(gòu)如圖 21所示 ： 圖 21 本課題仿人型雙足步行機(jī)器人機(jī)械結(jié)構(gòu)圖 7 圖 22為本設(shè)計(jì)機(jī)器人樣機(jī)的 CAD 主、左、后視圖。易與計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)相連接、精度高、安全性好、維修方便，目前的兩足步行機(jī)器人大都選用這種方式。舵機(jī)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖 33所示。由于電源電壓波動(dòng)，輸出波形失常，引起舵機(jī)抖動(dòng)。遇到磨損嚴(yán)重或電阻面欠光滑的情況，如果用棉花團(tuán)擦磨仍不能解決問題的話，可以用少許鉛筆芯粉進(jìn)行擦磨。所以合理使用預(yù)置計(jì)數(shù)功能可以得到精確的可軟件設(shè)定的溢出時(shí)間。 74LS373 的輸出端分別接到相應(yīng)的舵機(jī)控制信號(hào)線上。 /*周期為 20MS*/ TPM1MODL=0XA3。 整機(jī)調(diào)試 整機(jī)調(diào)試是同時(shí)控制多個(gè)舵機(jī)動(dòng)作，檢查硬件線路和運(yùn)動(dòng)控制模塊及觸摸感應(yīng)模塊是否存在短路或錯(cuò)接等情況，以免影 響對(duì)機(jī)器人的動(dòng)作控制效果。 27 個(gè)人總結(jié) 一個(gè)月的創(chuàng)新設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)眼間已要結(jié)束。在創(chuàng)新設(shè)計(jì)期間我一直堅(jiān)持著這個(gè)信念。 /*通道 4，脈寬為 */ TPM1C5SC=0X28。 /* feeds the dog */ } for(i=1。 /*通道 1，邊緣 PWM，設(shè)置比較輸出 */ TPM1C0V=0X5E。 /*通道 1，脈寬為 */ TPM1C2SC=0X28。 /*通道 3，邊緣 PWM，設(shè)置比較輸出 */ TPM1C2V=0X50。 /*通道 3，脈寬為 */ TPM1C4SC=0X28。 /*通道 0，邊緣 PWM，設(shè)置比較輸出 */ TPM1C0V=0X5E。 /*中斷允許，內(nèi)部總線頻率， 64 分屏 */ TPM1MOD=1187。i++) { /*左腳前進(jìn)，右腳不動(dòng) */ TPM1SC=0X0E。 /*通道 5，脈寬為 */ __RESET_WATCHDOG()。/* feeds the dog */ } for(i=1。i=65534。 /*中斷允許，內(nèi)部總線頻率， 64 分屏 */ TPM1MOD=1187。 /*通道 1，脈寬為 */ TPM1C2SC=0X28。 /*通道 1，邊緣 PWM，設(shè)置比較輸出 */ TPM1C0V=0X2E。 /*周期為 20MS*/ TPM1C0SC=0X28。 /*中斷允許，內(nèi)部總線頻率， 64分屏 */ 31 TPM1MOD=1187。 /*通道 0，邊緣 PWM，設(shè)置比較輸出 */ TPM1C0V=0X6A。 /*通道 3，脈寬為 */ TPM1C4SC=0X28。 除了這些，這次創(chuàng)新設(shè)計(jì)還給我留下了一個(gè)深深的體會(huì)，那就是時(shí)間觀念。 最后，在建立起運(yùn)動(dòng)控制模塊和觸摸感應(yīng)模塊的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)還建立起了二者之間的直接 I/O 通訊，實(shí)現(xiàn)了檢測(cè)和控制之間的關(guān)聯(lián)。 圖 61為 I/O 數(shù)據(jù)傳輸示意圖 圖 61 I/O數(shù)據(jù)傳輸示意圖 25 7 軟硬件調(diào)試及改進(jìn)方案 關(guān)節(jié)調(diào)試 利用單個(gè)舵機(jī)測(cè)試程序?qū)C(jī)器人身上的 19 個(gè)舵機(jī)單獨(dú)測(cè)試，目的是檢查每個(gè)舵機(jī)是否都能正常工作，若不能正常工作則立即更換，以免影響后續(xù)工作。 /*選第三個(gè) 373，頭部分 */ TPM1SC=0X0E。硬件電路中三個(gè) 74LS373 的片選信號(hào)分別接在 MC9S08AC60 微控制器的 PTA0、 PTA PTA2 口上，通過對(duì) I/O 口的設(shè)置可實(shí)現(xiàn)對(duì)三個(gè) 74LS373 的分時(shí)調(diào)用，以控制不同舵機(jī)。當(dāng)預(yù)置數(shù)寄存器為 0x0000 或 0xFFFF 時(shí)，計(jì)數(shù)器為自由運(yùn)行計(jì)數(shù)，計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)到 0xFFFF 后產(chǎn)生溢出。 如果感覺電位器的觸點(diǎn)壓力偏小，可以將觸點(diǎn)抬高些，以增加其壓力。但其缺點(diǎn)是電流噪聲大，耐潮濕性以及阻值穩(wěn)定性差。 用單片機(jī)控制舵機(jī)，使 PWM 信號(hào)的脈沖寬度實(shí)現(xiàn)微秒級(jí)的變化，從而提供舵機(jī)的轉(zhuǎn)角精度。更重要的是這兩種驅(qū)動(dòng)方式不能夠?qū)崿F(xiàn)試驗(yàn)系統(tǒng)自帶能源的目的，因此越來越不被研究者們看好。共有 19個(gè)自由度，腿部的自由度為 5*2 個(gè)，其中髖關(guān)節(jié)處有 2 個(gè)自由度，膝關(guān)節(jié)處有 1個(gè)自由度，腳部踝關(guān)節(jié)處自由度為 2 個(gè)。它涉及人工智能、圖像處理、通訊傳感、精密機(jī)構(gòu)和自動(dòng)控制等多領(lǐng)域的前沿研究和技術(shù)集成。 P2 型機(jī)器人是 1996 年 12 月推出的，更加擬人化，使用 NiZi 電池供電，而且采納了無線遙控技術(shù)。根據(jù)關(guān)節(jié)配置型式和運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)形式的不同，機(jī)器人執(zhí)行機(jī)構(gòu)可分為直角坐標(biāo)式、圓柱坐標(biāo)式、極坐標(biāo)式和關(guān)節(jié)坐標(biāo)式等類型。中國(guó)從上世紀(jì)后期開始，在機(jī)器人研究領(lǐng)域也取得了很大的進(jìn)展。 現(xiàn)在，國(guó)際上對(duì)機(jī)器人的概念已經(jīng)逐漸趨近一致。 由于政府對(duì)機(jī)器人研發(fā)的資助以及相關(guān)技術(shù)的推動(dòng)作用，日本、美國(guó)、德國(guó)等工業(yè)大國(guó)在 智能機(jī)器人技術(shù)上占據(jù)著明顯優(yōu)勢(shì)，新近崛起的韓國(guó)在機(jī)器人研發(fā)方面也逐漸走向前沿。 “ 匯童”如圖 1 14 所示。 MPR084 是一個(gè)含有 8 個(gè)敏感觸摸板電極、 內(nèi)部集成 有 電路通信（ I2C 總線 ）驅(qū)動(dòng) 的 電容式觸摸傳感器控制器 內(nèi)容： 研究小型雙足步行機(jī)器人樣機(jī)的結(jié)構(gòu)； 設(shè)計(jì)出小型雙足步行機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制器； 設(shè)計(jì)出觸摸感應(yīng)模塊并實(shí)現(xiàn)與運(yùn)動(dòng)控制器的通訊； 控制程序編寫與整機(jī)調(diào)試； 要求： 1． 小型雙足步行機(jī)器人樣機(jī)的制作要基本符合人體結(jié)構(gòu)特征； 2． 運(yùn)動(dòng)控制器和觸摸感應(yīng)模塊的設(shè)計(jì)應(yīng)能滿足控制所有舵機(jī)的要求； 3． 能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)機(jī)器人樣機(jī)上多個(gè)舵機(jī)的協(xié)調(diào)控制； 4． 有完善的設(shè)計(jì)和調(diào)試報(bào)告（包括硬件電路原理圖、流程圖、程序清單、調(diào)試記錄等） 6 2 小型雙足步行機(jī)器人的構(gòu)造 樣機(jī)結(jié)構(gòu)與控制器 不同的雙足步行機(jī)器人在自由度、驅(qū)動(dòng)方式、重量、 高度、結(jié)構(gòu)特征等方面都存在很大的差異。僅僅只需給機(jī)器人腿部和腳部送一個(gè)恒定的信號(hào)即可。當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)速一定時(shí)，通過基聯(lián)減速齒輪帶動(dòng)電位器旋轉(zhuǎn)，使電壓差為零，電機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)。 M51660 內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖如圖 35 所示。 舵機(jī)內(nèi)的電位器在舵機(jī)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的帶動(dòng)下起著校準(zhǔn)脈沖的作用，如果接觸不良或碳膜面不良同樣會(huì)使舵機(jī)在不良點(diǎn)上產(chǎn)生抖動(dòng)。 定時(shí)器 TPM 模塊是 S08 微控制器的基本功能模塊， S08 微控制器共提供了兩個(gè)定時(shí)器，定時(shí)器 1 有 6 個(gè)通道，定時(shí)器 2 有 2 個(gè)通道，一共是 8 個(gè)通道。當(dāng) OE 為高電平時(shí)， O0~O7 呈高阻態(tài)，即不驅(qū)動(dòng)總線，也不為總線的負(fù)載，但 鎖存器內(nèi)部的邏輯操作不受影響。} While (PTAD_PTAD5) /* 判斷 A5口是否接受到高電平 */ {stand()。實(shí)現(xiàn)此功能使用的是 JM Badge Board 上的觸摸顯示模塊（ MCF51JM12 MPR084 和 LED 矩陣）。 按照預(yù)期的計(jì)劃， 設(shè)計(jì)完成了大部分的指標(biāo)。但我并沒有氣餒，我堅(jiān)持著，遇到一個(gè)問題就解決一個(gè)問題，不明白的地方就問就查，一步一步地向前走。 /*通道 1，邊緣 PWM，設(shè)置比較輸出 */ TPM1C1V=0X5E。) { for(i=1。 /*enable interrupts */ PTADD=0XFF。 /*通道 1，脈寬為 */ __RESET_WATCHDOG()。/* feeds the dog */ } for(i=1。i=50000。 /*enable interrupts */ PTADD=0XFF。 /*通道 4，脈寬為 */ TPM1C5SC=0X28。 /*通道 3，脈寬為 */ TPM1C4SC=0X28。 /*通道 3，邊緣 PWM，設(shè)置比較輸出 */ TPM1C3V=0X55。 /*通道 1，邊緣 PWM，設(shè)置比較輸出 */ TPM1C1V=0X5E。 /*通道 1，脈寬為 */ 34 TPM1C2SC=0X28。 /*通道 2，脈寬為 */ TPM1C3SC=0X28。 /*通道 1，邊緣 PWM，設(shè)置比較輸出 */ TPM2C0V=0X77。 /*周期為 20MS*/ TPM2C0SC=0X28。 /*中斷允許，內(nèi)部總線頻率， 64 分屏 */ TPM2MOD=1187。 /*通道 5，脈寬為 */ TPM2SC=0X0E。 /*通道 0，邊緣 PWM，設(shè)置比較輸出 */ TPM1C0V=0X5A。 30 EnableInterrupts。 /*定時(shí)器一，中斷屏蔽，內(nèi)部總線頻率， 64分屏 */ TPM1MOD=1187。我們學(xué)習(xí)不應(yīng)以應(yīng)付 考試為目的，更不應(yīng)一味地死記硬背課本知識(shí)。 改進(jìn)方案 考慮到試驗(yàn)機(jī)器人現(xiàn)有的問題，提出兩種改進(jìn)方案如下： 第一，采