【正文】 經(jīng)分析，這是屬于正常情況，因為其啟動需要克服很大的慣 性，而其電源又不能在瞬間提供很大的電流，所以就沒有動靜。 本設(shè)計我選擇的是單一的電源供電，但是在調(diào)試初期我先雙電源開始調(diào)試，發(fā)現(xiàn)所有的開關(guān)器件很難穩(wěn)定地給單片機送正確值，只有當更換新電池或機器人剛剛啟動時才會很準確，經(jīng)過思考，這都是開關(guān)元件消耗電量很大的原因，一旦電池電量不足其工作將會萎靡不振，于是我們將所有開關(guān)器件劃成一個部分，由一塊電池專門供電。 調(diào)試 伴舞機器人 是一個相當繁瑣的過程，需要反復(fù)調(diào)試 對 機器人 多個 關(guān)節(jié) 直流電機的控制，而編排舞蹈則是把調(diào)試好的舞 蹈動作按一定順序組合起來。 而電機的驅(qū)動電壓是 12V，因此在使用之前也要用 12V 的電源接上電機，判斷電機是否可用。這部分調(diào)試過程中發(fā)現(xiàn)有一個亮著的 LED 不會閃動，檢查了整個電路沒有發(fā)現(xiàn)問 題，于是我把幾個光耦對換了位置，發(fā)現(xiàn)原來不閃動的 LED 會閃了，但是對換光耦位置的另一個 LED 出現(xiàn)了同樣的問題。先判斷光電耦合器是否工作。 該部分主要是判斷單片機能否驅(qū)動 直流 電機。在進行總體調(diào)試之前，我進行了硬件的檢測： (1)首先是采用萬用表進行硬件的檢查，由于本硬件需要焊接的器件較多，在焊接的過程中可能沒有連接上，元器件的好壞，是否正常工作等。 15 條語音命令分為三組存放，第一組的第一條命令是機器人的待命狀態(tài)指令，第二條命令即為導入第二組數(shù)據(jù)，第三條命令為導入第三組數(shù)據(jù)。 在 BSR_SDModel[]中所存儲數(shù)據(jù)為 100 字節(jié)，所以 61 單片機在語音識別時一次最多只能同時識別五條語音命令，但 61 單片機的 flash 閃存為 32K，可儲存較多的語音模型數(shù)據(jù)，所以在本次設(shè)計中希望可以使機器人能識別更多條的語音命令，這里采用了一個比較巧妙的方法來實現(xiàn)，首先將命令分為 5 條一組（共多組）存入 flash 閃存中，第一組命令作為觸發(fā)命令組，在第一次識別時根據(jù)識別的命令載入相應(yīng)的組的特征模型數(shù)據(jù)，在隨后的第二次識別中在所載入的這一組數(shù)據(jù)中進行識別比較， 流程如圖 所示。 BSR_DeleteSDGroup 用于將 RAM 空間中所有的特征模型數(shù)據(jù)刪除，即清除內(nèi) 存。 (4) BSR_ImportSDWord()。 (2) BSR_GetResult()。 BSR_ExportSDWord函數(shù)在 每五 條語音 命令（為一組）訓練成功后調(diào)用，用于將這一組 語音 命令 的特征模型數(shù)據(jù)導出到一個 臨時 自動創(chuàng)建 為 100個字節(jié)的數(shù)組BSR_SDModel[]中，從而可通過這個數(shù)組將 語音特征模型 數(shù)據(jù)寫入 Flash單元進行存儲。 (2) BSR_ExportSDWord()。 圖 61 單片機識別流程 實現(xiàn)語音功能程序的 編寫主要依靠凌陽公司提供的 API，使用該 API 需要在程序中鏈接語音庫文件：“ ” 和包 含頭件：“ ” 。 語音識別的原理如圖 。 num_0=0xffff。 count_0=0。 if(count_0num_0) { moto0(0)。 state0_A=in0。} break 。=0xfffd。 //正轉(zhuǎn) case 2: {temp_0=temp。 temp=temp_0。 temp_0amp。} break 。 temp_0|=0x0003。 _nop_() 。 } void start_595(void) { WR_595()。 RCK_595=1 。 } } void OUT_595(void) { RCK_595=0 。 SCLK_595=1 。j++) { temp_595=temp_5951 。 for (j=0 。以下為 電機驅(qū)動 的 子 程序 和 74HC595 的應(yīng)用子程序 ： /********************************************************/ /*將顯示數(shù)據(jù)送入 74HC595 內(nèi) 部移位寄存器 */ /********************************************************/ void WR_595(void) { uchar j 。對碰撞的處理，實際上就是改變保存舞蹈動作的寄存器，由于一定時間 讀取一次動作數(shù)據(jù)，可以理解，對碰撞的處理僅 在碰撞后的這個規(guī)定時間內(nèi)。利用定時器中斷程序可以很容易 的產(chǎn)生直流電動機的控制信號。然后進入程序中的主循環(huán)，判斷當前系統(tǒng)的工作模式是自動狀態(tài)還是手動狀態(tài) (設(shè)置變量用于標識系統(tǒng)運行的狀態(tài)，在機器人剛通電時默認進入主程序 單片機初始化 等待語音信號 是否為 開始 YY 執(zhí)行對話 N 執(zhí)行舞蹈 開始舞蹈 結(jié)束 N Y 手動控制狀態(tài) )。所有機器人的動作實現(xiàn)部分均在子函數(shù)中完成主函數(shù)中只負責對子函數(shù)的調(diào)用如此便保證了良好的維護性和清晰的代 碼結(jié)構(gòu)。 主程序設(shè)計 圖 主程序流程圖 根據(jù)前述的機械結(jié)構(gòu)設(shè)計與電路設(shè)計，單片機上的控制程序主要包括一個主程序和相應(yīng)的中斷服務(wù)子程序。同時 控制 音樂播放器 播放舞蹈音樂，那么我們就可以直觀觀看一到舞蹈機器人在音樂聲中翩翩起舞了。 一整套的舞蹈動作其實是由一個一個的單獨的舞姿構(gòu)成的， 所以設(shè)計舞蹈動作就必 須先設(shè)計好每個舞姿，這時就需要通過電機的滑塊來實時觀察關(guān)節(jié)的位置是否合適，若是合適的話，就把這個動作數(shù)據(jù)添加到數(shù)據(jù)庫模塊的動作表中，接著再調(diào)試下一個動作如此反復(fù)直到把所有的動作都編排好了，那么舞蹈動作部分也就制作好了。因而，如何使伴舞機器人的動作快慢變化錯落有致并富有節(jié)奏感將是控制系統(tǒng)必須解決的關(guān)鍵問題。 舞蹈動作的編輯 舞蹈最顯著的特征是步調(diào)、節(jié)奏和動作幅度，反映在機器人上就應(yīng)該控制機器人的各個關(guān)節(jié)的的電機轉(zhuǎn)動快慢、時間和角度。其中 串行通信的開關(guān)控制量，不 等于 1，表示單片機進入串行中斷等待，等于 1，程序往下執(zhí)行 。 從 伴舞 機器人的執(zhí)行過程來看， 它由單片機的初始化程序，包括外部中斷、定時器中斷、串行中斷、舞蹈動作初始化 。 電源的電路原理圖如下： 圖 電源模塊電路圖 7 系統(tǒng)的軟件設(shè)計 在完成了硬件的設(shè)計之后，需要進行相應(yīng)的軟件設(shè)計，對機器人的控制的思想，是直接通過軟件程序表達的。他必須和電機的電源分開，形成單獨供電。他的優(yōu)點就是容量大，體積小，過電流大，重量輕。對于需要大驅(qū)動力低轉(zhuǎn)速場和場合，可以用齒輪鏈、同步皮帶等裝置處理。他是衡量過度過程的一個重要指標。從式 ()知，當時，電機的角速度上升到穩(wěn)定角速度的 倍；當時間 t=4τ m時，電機角速度ω = 0，一般可認為 (b) ω La ω 0 Ua M Ea 0 t τ m 圖 直流電機等效電路 電機的過度過程已結(jié)束。通常因為電樞組的電感很小，τ e 比τ m小得多 ,往往可以忽略不計。他通?？梢钥闯梢粋€慣性環(huán)節(jié)來建立傳遞函數(shù)。為了滿足自動控制系統(tǒng)快速響應(yīng)的需要，直流電機的機電過度過程應(yīng)盡可能短，以便轉(zhuǎn)速的變化能跟上控制信號的改變。動態(tài)特性本質(zhì)上是由過渡過程來描述的。 n n Ua1 Ua2 Ua3 TEM2 TEM1 TEM0 Ua1 TEM0 Ua2 TEM1 O Ua3 Tem o TEM2 圖 直流電機的機械特性 圖 直流電 機的調(diào)節(jié)特性 在直流電機的電樞上加階躍電壓，轉(zhuǎn)子速度隨時間的變化規(guī)律稱作直流電機的動態(tài)特性。調(diào)節(jié)特性曲線上從原點至啟動電壓點的這一電機 段橫坐標所示的區(qū)域被稱為伺服電機某一電磁轉(zhuǎn)距值所對應(yīng)的死區(qū)。調(diào)節(jié)特性與橫軸的交點，表示在某一電磁轉(zhuǎn)距是電 機的啟動電壓。由圖 可以看出，隨著控制電壓 Ua 增大，電機的機械特性曲線平行地向轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩增加的方向移動，但斜率不變，所以電樞控制時電機的機械特性是一組平行線。但實際電機空載運行中，即使電機軸上不帶負載，因為自身的空載損耗，電磁轉(zhuǎn)矩并不為零。機械特性是線性的，當電壓一定時，轉(zhuǎn)速升高則轉(zhuǎn)矩下降。 （ 1） .機械特性 機械特性指控制電壓恒定時，電機轉(zhuǎn)速隨轉(zhuǎn)矩變化的關(guān)系。根據(jù)電樞反應(yīng)原理，電機 轉(zhuǎn)速 n 的計算公式為 Ia Ua 圖 5 .1 電樞控制的原理圖 n=n0KhTem （ ） 式中 n0＝ Ua/Kt,Kh=Ra/KtKe ,而 Ua 為電樞電壓， Kt 為轉(zhuǎn)矩常數(shù)， Ra 為電樞電阻， Ke 為電勢常數(shù)，電機的電磁轉(zhuǎn)矩 Tem應(yīng)為 Tem＝ Ctφ Ia= KtIa （ ） 式中 Ia 為電樞電流， Ct 為常數(shù)，φ為磁通量。在控制系統(tǒng)鐘，通常用電樞電壓作為控制信號，電 壓的大小與電機轉(zhuǎn)速成正比 ，改變電壓極性，電機運轉(zhuǎn)方向也隨之改變。 機器人比賽規(guī)則往往對機器人的質(zhì)量有嚴格的限制，所以應(yīng)選用質(zhì)量小，功率適宜的永磁電機。因此在精密定位和寬調(diào)速范圍的應(yīng)用場合，一般都選用伺服電機。伺服電機在調(diào)速范圍，機械特性和調(diào)節(jié)特性的線性度，響應(yīng)快速性等方面均占優(yōu)，且當控制電壓改變?yōu)榱銜r能立即停止轉(zhuǎn)動；普通電機則做不 到。為了在電機連續(xù)旋轉(zhuǎn)條件下電流能順利通過轉(zhuǎn)子，旋轉(zhuǎn)軸尾部設(shè)置有換向器，它始終與定子的電刷保持接觸，給電機繞組供電。轉(zhuǎn)子由一根旋轉(zhuǎn)軸及固定在軸上的硅鋼片構(gòu)成，是把電能轉(zhuǎn)換成機械能的部分。 直流電機的特性 直流電機的結(jié)構(gòu)特點 直流電機的結(jié)構(gòu)形式很多，但基本的結(jié)構(gòu)是相同的，即必須有定 子，轉(zhuǎn) 子 和換向器。采用直流電供電的電機按照其內(nèi)部結(jié)構(gòu)又可分為直流電機和步進電機。其中以電氣驅(qū)動最常見，它按供電的方式又可以分為直流電機和交流電機。它的任務(wù)不僅是向機器人傳遞動力，而且要提供準確的運動定位 和靈活的操作，是機器人制勝的法寶之一，因此其重要性是不言而喻的。 驅(qū)動系統(tǒng)是機器人的手和腳，即運動機構(gòu)和執(zhí)行機構(gòu)的基本組成部分。 麥克風輸入電路： 圖 61 板麥克風輸入電路 麥克風輸入電路對于語音識別的效果有最直接最重要的影響，在 61 板的麥克風輸入 電路中，加入了許多濾波措施，并加入了 AGC 增益，在 對 61 板語音輸入和語音識別的測試中，即使是用最普通最低廉的麥克風，錄入語音都比較清晰，語音識別也非常敏感和正確，這也說明了 61 板電路設(shè)計的合理性。 圖 61板 DAC電路 電源電路： 圖 61 板電源電路 61 板電源由 SPY0029 穩(wěn)壓提供。 下圖是 61板的實物圖： 圖 61板 實物圖 61板各模塊電路原理圖如下： 放音電