基于51单片机的四足机器人.doc

基于 51 单片机的四足机器人设计 本设计旨在设计一个四足机器人，使用 51 单片机作为控制器，通过单片机控制器来控制整个电路的工作。机器人由四个脚组成，每个脚由舵机控制，舵机的控制是通过产生一个周期为 20 毫秒的高电平带宽在 0.5 到 2.5ms 之间的 pwm 信号来控制。 设计的主要仪器和工具包括：sg90 舵机 12 个、四脚机器人支架一副、单片机最小系统一个、电容电阻假设干、波动开关一个、超声遥控模块一对、杜邦线假设干、充电宝一个。 设计的原理是通过 51 单片机控制器来控制整个电路的。其中，舵机的控制是通过产生一个周期为 20 毫秒的高电平带宽在 0.5 到 2.5ms 之间的 pwm 信号来控制。12 路 pwm 信号由单片机的定时器来产生。 在设计中，我们使用了 proteus 软件来仿真和测试机器人的行走步态，并使用了单片机来控制机器人的四个脚的运动。机器人的行走步态采用对角的相互前进来实现的。 设计步骤包括： 1. 设计好硬件电路，焊接 51 单片机的最小系统和各个硬件电路。 2. 设计好软件的流程图，并写出产生 12 路控制舵机的 pwm 信号的程序并在 proteus 中测试。 3. 设计出行走步态，四脚机器人的步态是采用对角的相互前进来实现的。 4. 写出流程图中各个模块的软件，包括前进函数、后退函数、左转和右转的函数，并逐个烧到单片机中测试。 5. 按流程图把各个函数组合到主函数中，完成所有软件的编写，并烧到单片机中测试，并不断的调试。 在设计中，我们遇到了两个主要的问题： 1. 输出 pwm 信号使用定时器来产生每个信号的高电平和低电平，每次定时时间到，都会会关掉定时器并执行中断函数，在此过程中会消耗一定的时间，等到给定时器赋值下一次定时时间并开始定时时，就会产生一定的时间延时，造成每次高电平时间都会变长一点，且总的加起来会使 20ms 周期变长。 2. 由于机器人的四个脚都是自己组装的，可能会有存在不平衡和对称，当对角的两只脚同时向前迈同一个角度时，会使机器人向一个方向偏转而不沿直线前进，这时要结合实际测试来调整机器人的各个脚的前迈角度。 通过设计和测试，我们最终实现了四足机器人的设计，并且解决了在设计中遇到的问题。