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1、电子工程师计算机应用xyzb9J{ybK9;;9
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71、舞蹈机器人步进电机驱动电路和程序设计!"#$%%$&’(#(&)(*#&(++$&,*-.&(/&,01$23/*4(&1,*53*/6(7(#中国科学技术大学电子科学与技术系8安徽合肥9:;;:<=杨子夫米良川李德升王云博刘军罗玉平>摘要?介绍了舞蹈机器人步进电机驱动电路和程序设计@电路采用AB:A:锁存CABD
72、E9BB和FDG9;;:作电压和电流驱动C单片机HIJKLM9作工作脉冲序列信号发生器@程序设计基于中断服务和总线分时复用方式C实时更新各个电机的速度和方向@关键词N单片机C中断服务C速度累加计数器C归一化速度>O72#&,5#?IPQRSRQTUVWTXYZ[QWPQWQRRQT]XWXT[XVWTX^^QTSVYWPQRTX_TS]YQU_V‘XTYSV[UV_TXaXWbcWSYXRWAB:A:SWPQ^SW[PZVUWCABDE9BBSVYFDG9;;:SWPQ[ZTTQVWSV
73、YdX^WS_QS]R^U‘UQTUVWPQ[UT[ZUWbIPQRTX_TS]YQU_VUaSQYXVaZWU]QPSTUV_SVYUVWQTTZRWQTdU[UV_bcW[SVTQVQeWPQRQQYSVYWPQYUTQ[WUXVX‘QdQTf]XWXTSWTQS^WU]Qbg$hi(&-2N5j3%035&(5(0%k#$&C3*#$&&k%#2$&l353*/C2%$$-,55k0k+,#(&C*(&0,+3m,#3(*2%$$-在中国科大首届机器人舞蹈比赛中8中央n;台节
74、AB:A:锁存信号C锁存步进电机四相脉冲C经目转播=C我们用一个单片机控制多个步进电机指挥跳FDG9;;:放大到n9t驱动电机运转@舞机器人的双肩o双肘和双脚伴着音乐做出各种协调舒缓充满感情的动作C荣获一等奖@电路采用AB:A:锁存CABDE9BB和FDG9;;:作电压和电流驱动C单片机8HIJK[M9=作脉冲序列信号发生器@程序设计基于中断服务和总线分时复用方式C实时更新各个电机的速度o方向@整个舞蹈由运动数据所决定的一截截动作无缝连接而成@p步进电机简介J拍制QuZQV[QFVURX^STPS
75、^‘LXU^nLXU^9LXU^:LXU^BLX]]XV步进电机根据内部线圈个数不同分为二相制o三;nnntYY相制o四相制等@本文以四相制为例介绍其内部结构@;;nntYY图n为四相五线制步进电机内部结构示意图@n;nntYYn;;ntYYq四相五线制步进电机的驱动电路nn;ntYYnn;;tYY电路主要由单片机工作外围电路o信号锁存和放nnn;tYY;nn;tYY大电路组成@我们利用了单片机的crs端口C通过图nAB:A:锁存C由ABDE9BB驱动CFDG9;;:对信号进行放大@J个电机共用Ba
76、UWcrs端口作为数据总线C向电电路原理图8部分=如图9所示@机传送步进脉冲@每个电机分配naUW的crs端口用作8n=cVWQ^J;Mn系列单片机是一种J位的嵌入式控制器C可寻址77、机&关于这些芯片的详细介绍可参见它们各自的数)*+!,-’字节).+可供使用&据手册&/-01234-22为三态控制芯片!目的是使单片机/%012%1%是电平控制锁存器!它可使多个步进足以驱动536-##%&536-##%是常用的达林顿管阵电机共用一组数据总线&我们用",8#$",81作为’列!工作电压是,-7!可以提供足够的电流以驱动步进个电机的锁存信号输出端!见表,&图-表,>抖动?现象&下面提出一种基于中断服务方式!面向舞蹈动作!可实时改变各个电机速度和方向/每-##@A左肩,右肩,左肩-右肩
78、-左肘右肘左脚右脚可改变一次0的程序设计方法&",8#",8,",8-",8%",82",89",8:",81=8B速度归一化和线性关系我们将速度量化成一个C,-’$,-1内可变的数!这是一种基于总线分时复用的方式!以动态扫描正号代表正转!负号代表反转!称之归一化速度/C,-’的方式来发送控制信号!这和高级操作系统里的多任$,-1为一个字节0&给每个电机分配一个速度累加计务进程调度的思想一致&这种方法明显的好处是节省数器ADEEFGHIJEKALHM/HN#!,!-8
