【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 是相輔相成的。 目前，為了適應(yīng)各種嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用需求，單片機(jī)將向著高集成度、增強(qiáng)工能。提高速度、降低成本和功耗等方向發(fā)展。這組要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。 1處理性能的增強(qiáng)：?jiǎn)纹瑱C(jī)的處理性能取決于其內(nèi)部數(shù)據(jù)總線寬度、指令執(zhí)行速度、片內(nèi)存儲(chǔ)器容量等指標(biāo)。近幾年發(fā)展起來(lái)的16位和32位單片機(jī)就體現(xiàn)了這個(gè)發(fā)展趨勢(shì)。 2增強(qiáng)功能：未來(lái)單片機(jī)的增強(qiáng)功能主要在網(wǎng)絡(luò)功能。A/D和D/A功能、ISP功能、DMA功能、顯示器驅(qū)動(dòng)等方面另外為了能有效地保護(hù)嵌入式系統(tǒng)的知識(shí)產(chǎn)權(quán)，對(duì)單片機(jī)內(nèi)部軟件的加密是必要的，單片機(jī)的內(nèi)部的程序代碼存儲(chǔ)器帶有加密特性是單片機(jī)的一種增強(qiáng)功能。 3高集成度：隨著集成電路技術(shù)的和工藝的不斷提高，單片機(jī)技術(shù)的發(fā)展及其應(yīng)用領(lǐng)域不斷拓展提高單片機(jī)的集成度，增加片內(nèi)功能器件，減少外圍器件的擴(kuò)展，實(shí)現(xiàn)真正的“單片”系統(tǒng)已成為發(fā)展趨勢(shì)集成更多的I/O端口和特殊接口，直接驅(qū)動(dòng)LED、VFD、LCD等顯示器，帶有直接中斷方式鍵盤端口等。近年來(lái)，單片機(jī)結(jié)合專用集成電路（Application Specific Integrated Circuit, ASIC）和精簡(jiǎn)指令集計(jì)算機(jī)（Reduced Instruction Set Computer, RISC）技術(shù)，發(fā)展為嵌入式處理器（Embedded Processor），適用于數(shù)據(jù)與數(shù)值分析、信號(hào)處理、智能機(jī)器人及圖像處理等高技術(shù)領(lǐng)域。 AT89S51單片機(jī)特點(diǎn)由于我做的小實(shí)驗(yàn)用的是AT89S51單片機(jī)所以下面我就詳細(xì)介紹AT89S51通過(guò)它來(lái)反映單片機(jī)的開發(fā)應(yīng)用過(guò)程！我們知道Atmel公司的單片機(jī)主要為89C589C589C20589C55WD等 以及高性能的AT89LV5AT89C405AT89S5AT89S52 AT89S53等 我所用的AT89S51是一個(gè)低功耗，高性能的8位單片機(jī)片內(nèi)含有8KISPD(insystem programmable Downloadable)串行編程可反復(fù)擦寫1000次的Flash只讀程序存儲(chǔ)器器件采用ATMEI公司的高密度、非易失性存儲(chǔ)技術(shù)制造，兼容標(biāo)準(zhǔn)的MCS51指令系統(tǒng)及80C51引腳的結(jié)構(gòu)，芯片內(nèi)集成了通用8位中央處理器和ISP Flash存儲(chǔ)單元，AT89S51具有以下特性： 兼容MCS51指令系統(tǒng)，32個(gè)雙向I/O口，2個(gè)16位可編程定時(shí)/計(jì)數(shù)器、全雙工UART串行中斷口線、兩個(gè)外部中斷源、中斷喚醒省電模式、看門狗(WDT)電路、靈活的ISP字節(jié)和分頁(yè)編程、4KB可反復(fù)擦寫ISP Flash ROM、—、時(shí)鐘頻率0—3MHZ、128*8bit內(nèi)部RAM、低功耗空閑和省電模式、三級(jí)加密位、軟件空閑和省電功能、雙數(shù)據(jù)寄存器指針。功能強(qiáng)大的AT89S51可為許多嵌入式應(yīng)用式控制性應(yīng)用系統(tǒng)提供高性價(jià)比的解決方案！ AT89S51管腳介紹： ?EA/VPP：訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器控制信號(hào)/編程電源 ?ALE/PROG：低8位地址鎖存信號(hào)/編程脈GND：地線。VCC：+5 V電源。RST/VPD：復(fù)位、備用電源 RXD：串行通信收接口(SCI) TXD：串行通信發(fā)接口(SCI)INT0 外部中斷0INT1 外部中斷1T0定時(shí)器0 TXAL2 接外部晶振 T1定時(shí)器1 TXAL1 接外部晶振 ～ ：P0口8位雙向口線。 ～ ：P1口8位雙向口線。 ～ ：P2口8位雙向口線。 ～ ：P3口8位雙向口線。 三、六足機(jī)器人簡(jiǎn)介 　仿生六足機(jī)器人的原理六足仿生機(jī)器人采用六足昆蟲的行走步態(tài), 步行時(shí)把6 條足分為兩組, 以一邊的前足后足與另一邊的中足為一組,形成一個(gè)三角架支撐機(jī)體。因此在同一時(shí)間,只有一組的3 條足起支撐作用,前足用爪固定物體后拉動(dòng)蟲體前進(jìn),中足用以支撐并舉起所屬一邊的身體,后足則推動(dòng)機(jī)體前進(jìn),同時(shí)使機(jī)體轉(zhuǎn)向。行走時(shí)機(jī)體向前,并稍向外轉(zhuǎn),3 條足同時(shí)行動(dòng), 然后再與另一組3 條足交替進(jìn)行[2 ] 。直線行走時(shí)的步態(tài)如圖1 所示。機(jī)器人開始運(yùn)動(dòng)時(shí)左側(cè)的2 號(hào)腿和右側(cè)的6 號(hào)腿抬起, 準(zhǔn)備向前擺動(dòng),另外3 條腿5 處于支撐狀態(tài),支撐機(jī)器人本體確保機(jī)器人的原有重心位置處于3 條支撐腿所構(gòu)成的三角形內(nèi), 使機(jī)器人處于穩(wěn)定狀態(tài)不至于摔倒, 見圖1a 。擺動(dòng)腿6 向前跨步,見圖1b , 支撐腿5 一 面支撐機(jī)器人本體,一面在小型直流驅(qū)動(dòng)電機(jī)和皮帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的作用下驅(qū)動(dòng)機(jī)器人本體, 使機(jī)器人機(jī)體向前運(yùn)動(dòng)一個(gè)半步長(zhǎng)S ,見圖1c 。在機(jī)器人機(jī)體移動(dòng)到位時(shí),擺動(dòng)腿6 立即放下,呈支撐態(tài)。使機(jī)器人的重心位置處于6 三條支撐腿所構(gòu)成的三角形穩(wěn)定區(qū)內(nèi),原來(lái)的支撐腿5 已抬起并準(zhǔn)備向前跨步,見圖1d 擺動(dòng)腿5 向前跨步,見圖1e ,支撐腿6 此時(shí)一面支撐機(jī)器人本體,一面驅(qū)動(dòng)機(jī)器人機(jī)體使機(jī)器人機(jī)體向前運(yùn)動(dòng)一個(gè)步長(zhǎng)S ,見圖1f ,如此不斷重復(fù)步態(tài)a b c d e f a ,循環(huán)往復(fù)實(shí)現(xiàn)機(jī)器人不斷向前運(yùn)動(dòng)圖1 　機(jī)器人步態(tài)示意圖： 除了機(jī)器人機(jī)體本身以外，還有很重要的一個(gè)部分就是機(jī)器人的控制器系統(tǒng)。漢庫(kù)生產(chǎn)的控制板具有很好的操作性。在中國(guó)，大學(xué)里教授最為廣泛的單片機(jī)應(yīng)該就是MCS51。我們的控制板采用STC12T54單片機(jī)，指令周期大大縮減，運(yùn)行效率大大提高。這樣做是為了我們的機(jī)器人能夠作出更加完美的動(dòng)作，或者加入一些新型的傳感器，使機(jī)器人“感知”這個(gè)世界?？刂瓢宓母┮晥D如下圖所示STC12C5410AD控制板連線見下圖：此控制板所用主要器件簡(jiǎn)介 1關(guān)于電平特性數(shù)字電路中只有兩種電平：高和低 單片機(jī)為TTL電平：高 +5V 低 0VRS232電平：計(jì)算機(jī)的串口 高 12V 低+12V 所以計(jì)算機(jī)與單片機(jī)之間通訊時(shí)需要加電平轉(zhuǎn)換芯片max232。Max系統(tǒng)工作如下圖所示：2 STC12C5410AD芯片機(jī)器最小工作系統(tǒng)圖： 舵機(jī)簡(jiǎn)介：舵機(jī)本身是一個(gè)位置隨動(dòng)系統(tǒng)。它是由舵盤、減速齒輪組、位置反饋電位計(jì)、直流電機(jī)和控制電路組成的。通過(guò)內(nèi)部的位置反饋，使它的舵盤輸出轉(zhuǎn)角正比于給定的控制信號(hào)，因此對(duì)于它的控制可以使用開環(huán)控制方式。 舵機(jī)體積十分小巧。機(jī)器人使用它是非常合適的。由于六足機(jī)器人用到了八位單片機(jī)，我們的舵機(jī)需要的是方波信號(hào)。單片機(jī)的精度直接影響了舵機(jī)的控制精度，PWM信號(hào)為脈寬調(diào)制信號(hào)，其特點(diǎn)在于他的上升沿與下降沿之間的時(shí)間寬度目前，北京漢庫(kù)科技的HG14M舵機(jī)可能是這個(gè)過(guò)渡時(shí)期的產(chǎn)物，它采用傳統(tǒng)的PWM協(xié)議，優(yōu)缺點(diǎn)一目了然。優(yōu)點(diǎn)是已經(jīng)產(chǎn)業(yè)化，成本較低，旋轉(zhuǎn)角度大（目前所生產(chǎn)的都可達(dá)到185度）；缺點(diǎn)是控制比較復(fù)雜，畢竟采用PWM格式。但是它是一款數(shù)字型的舵機(jī)，其對(duì)PWM信號(hào)的要求較低：（1） 不用隨時(shí)接收指令，減少CPU的疲勞程度；可以位置自鎖、位置跟蹤，這方面超越了普通的步進(jìn)電機(jī)其PWM格式注意的幾個(gè)要點(diǎn)：（1） ，；（對(duì)應(yīng)舵機(jī)旋轉(zhuǎn)0180度）（2） HG14M數(shù)字舵機(jī)下降沿時(shí)間沒要求，；也就是說(shuō)PWM波形可以是一個(gè)周期1mS的標(biāo)準(zhǔn)方波；HG0680為塑料齒輪模擬舵機(jī)，其要求連續(xù)供給PWM信號(hào)；它也可以輸入一個(gè)周期為1mS的標(biāo)準(zhǔn)方波，這時(shí)表現(xiàn)出來(lái)的跟隨性能很好、很緊密PWM的控制精度控制我們采用的是8位STC12C5410ADCPU，其數(shù)據(jù)分辨率為256，那么經(jīng)過(guò)舵機(jī)極限參數(shù)實(shí)驗(yàn)，得到應(yīng)該將其劃分為250份。 = 2000uS。2000uS247。250=8uS則：PWM的控制精度為