一、前言
所有用到的资料都会在后面放出。
进入大学后学习单片机有一段时间了,为了复习暑假所学,以及为进入实验室学习做准备,就简单做一个小机器人作为总结
包括代码、模型、pcb等所有资料:
百度网盘:链接:https://pan.baidu.com/s/1D3FKGdSzzUlpWuh9ruaNZg
提取码:2233
github:wanshouxujiu/quadruped-robot: 四足机器人 (github.com)
立创EDA:四足机器人 - 嘉立创EDA开源硬件平台
先上图片:
(完整展示视频:简单的小四足机器人(一看就会!)_哔哩哔哩_bilibili)
二、硬件概述
- 主控使用stm32f103c8t6
- 电路板在立创EDA完成设计,打样等,外加一个蓝牙模块,电路板可以看作是最小系统板稍加了一些其他功能(点击上方链接就可以进入工程具体查看)
- 供电:USB或者18650锂电池供电,使用升压芯片sx1308和降压芯片AMS1117以及一个锂电池选择电路完成设计
- 充电电路:使用TP4065完成搭建
- 下载:使用CH340G搭建一键下载电路,下载上位机为mcuisp,可以在网上下载软件,程序烧录方式会在下面讲解
- 蓝牙模块为BT06蓝牙串口模块。串口调试助手可用于设置蓝牙,可以是任意一款
注意:波特率要设置为115200
三、代码概述
- 代码使用keil MDK进行编写,在提供的资料中已经对keil的环境进行了配置,可直接进行程序编写与下载,双击:四足机器人\4、stm32f103c8t6_代码\Project 下的带图标的文件打开
- 舵机的控制:使用两个定时器输出8路PWM波
- 状态切换:在while循环内通过对串口接收寄存器的不断扫描,以及switch语句进行选择
while(1) { if(USART_GetFlagStatus(DEBUG_USARTx_2,USART_FLAG_RXNE) != RESET) { state = USART_ReceiveData(DEBUG_USARTx_2); Usart_SendByte(DEBUG_USARTx_1, state); } //机器人的动作通过扫描串口的值进行选择进入 //蓝牙主机设置为:按下发送01、02、03...,松手发送00 switch(state) { case 0: //暂停状态 break; case 1: //前进 Servo_Advance(); break; case 2: //右转 Servo_RightTurn(); break; case 3: //左转 Servo_LeftTurn(); break; case 4: //后退 Servo_Retreat(); break; case 5: //特殊姿势1,左右摆动 Servo_Pose_1(); break; case 6: //站立 Servo_Stand(); break; case 7: //趴下 Servo_Fall(); break; case 8: //复位姿态 Servo_Reset(); break; default: printf("无任何状态指示!\r\n"); break; }
- 步态:使用第三个定时器进行计时,在选择当前动作后,会有一个变量进行计数,将一个动作拆解,在各个时间段分开执行。
当此次动作完成后,若仍然选择此动作(按住不放),则会一直循环,这里以前进为例:1~250ms
250~350ms
350~600ms
600~700ms
>700ms
机械脚_右上
抬起并向前
落地
向后
计时变量清零
机械脚_右下
向后
(首次不动)
抬起并向前
落地
机械脚_左下
抬起并向前
落地
向后
机械脚_左上
向后
(首次不动)
抬起并向前
落地
/**
* @brief 前进状态函数,通过扫描当前计数值进行每一个动作,数字代表多少毫秒
* @param 无
* @retval 无
*/
void Servo_Advance(void)
{
if(State_1_Time >= 1 && State_1_Time < 250)
{
TIM_SetCompare1(GENERAL_TIM_2, TIME_DIRECTION_ADVANCE_1);
if(TIM_GetCapture2(GENERAL_TIM_2) == TIME_DIRECTION_ADVANCE_2)
{
TIM_SetCompare2(GENERAL_TIM_2, TIME_DIRECTION_RETREAT_2);
}
TIM_SetCompare3(GENERAL_TIM_2, TIME_DIRECTION_ADVANCE_3);
if(TIM_GetCapture4(GENERAL_TIM_2) == TIME_DIRECTION_ADVANCE_4)
{
TIM_SetCompare4(GENERAL_TIM_2, TIME_DIRECTION_RETREAT_4);
}
TIM_SetCompare1(GENERAL_TIM_1, TIME_HEIGHT_RAISE_1);
TIM_SetCompare3(GENERAL_TIM_1, TIME_HEIGHT_RAISE_3);
}
else if(State_1_Time >= 250 && State_1_Time < 350)
{
TIM_SetCompare1(GENERAL_TIM_1, TIME_HEIGHT_RESET_1);
TIM_SetCompare3(GENERAL_TIM_1, TIME_HEIGHT_RESET_3);
}
else if(State_1_Time >= 350 && State_1_Time < 600)
{
TIM_SetCompare1(GENERAL_TIM_2, TIME_DIRECTION_RETREAT_1);
TIM_SetCompare2(GENERAL_TIM_2, TIME_DIRECTION_ADVANCE_2);
TIM_SetCompare3(GENERAL_TIM_2, TIME_DIRECTION_RETREAT_3);
TIM_SetCompare4(GENERAL_TIM_2, TIME_DIRECTION_ADVANCE_4);
TIM_SetCompare2(GENERAL_TIM_1, TIME_HEIGHT_RAISE_2);
TIM_SetCompare4(GENERAL_TIM_1, TIME_HEIGHT_RAISE_4);
}
else if(State_1_Time >= 600 && State_1_Time < 700)
{
TIM_SetCompare2(GENERAL_TIM_1, TIME_HEIGHT_RESET_2);
TIM_SetCompare4(GENERAL_TIM_1, TIME_HEIGHT_RESET_4);
}
else if(State_1_Time >= 700)
{
State_1_Time = 0;
}
}
效果:
其他动作例如左右转向,后退等动作思路都很类似,这里不过多赘述
四、结构件概述
结构在solidworks进行的设计,但在设计是未考虑排线的空间以及如何理线,导致连接线外露,不够美观,读者可自行修改,在上面的资料中提供sw的文件以及stl的文件
使用到的螺丝在bom里有给出,安装中可能会用到锉刀,扩孔器等
五、mcuisp烧录方式
按照上图设置后即可进行烧录,烧录用的16进制文件(.hex)在:\四足机器人\4、stm32f103c8t6_代码\Project\Objects
六、总结
此次项目虽然简单,但帮助自己复习了3D建模,学习了3D打印机的使用,对于stm32的选型等方面有了更多的了解。
感谢您一直看到此处,如果觉得对你有帮助,不妨点个赞!
七、遗留问题
目前这个机器人还存在一个问题:在USB供电时可以启动芯片且可以复位,但是在锂电池供电时无法启动,但是可以使用usb先启动并复位,再打开锂电池供电,此时拔掉USB也可以正常运行程序。
原文地址:https://www.jb51.cc/wenti/3281314.html
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