小六足使用说明书.doc

=小六足使用说明书基于六足爬虫机器人V1.0工程部北京俊原恒泰科技有限公司目录一、 机器人的组装31.1. 组装工具31.2. 装配步骤3二、 STC控制板简介12三、 开发软件介绍143.1. KEIL C143.2. STC_ISP_V3.515四、 语言程序架构解析174.1. C语言嵌入汇编174.2. 汇编语言被嵌入的说明174.3. KEIL C下的具体操作步骤17五、 上位机软件的使用22六、 遇到的问题及解决方法26一、 机器人的组装1.1. 组装工具工具：尖嘴钳、十字螺丝刀等。1.2. 装配步骤1) 首先是准备好机体2) 在机体上装配4个M3X15mm的六棱铜柱，所用到4个M3X8mm的螺钉如下图所示：我这里为了方便能够清楚看到螺钉与铜柱的连接把它分开了。3) 完成组装4) 下一步就是装两个模拟舵机和付板，所用到八个螺钉，八个螺母如下图所示1是分解装配5) 完成装配6) 这一步是两个十字舵盘的安装，这里用到两个M3X6mm的螺丝7) 完成组装8) 组装M3X20mm、M3X25mm的六棱铜柱，这里中间部位是两个M3X20mm六棱铜柱，两侧是M3X25mm的六棱铜柱，用到M3X8mm的螺丝9) 完成组装10) 中间脚的组装，M3X20螺丝、M3螺母、钢纸垫片11) 组装连接杆12) 另一个连杆组装13) 两侧脚组装，这里用到M3X8螺丝、M3螺母、钢纸垫片14) 固定完成15) 中间脚上部螺丝的固定，这里用到M3X8螺丝、钢纸垫片16) 电路控制板的安装，这里用到M3X8的螺丝17) 完成组装六足爬虫机器人到这里就组装完毕了注意：组装时用到的红色钢纸垫片具体数量以样机为准。二、 STC控制板简介电源接口电源指示灯电源开关ISP下载接口串口下载接口+5VGND51复位键AVR复位键P1口P3口P3-7.4VAVR复位51复位P3-5V12M晶振11M晶振P2-7.4VP2-5VP0-7.4VP0-5VP1-7.4VP1-5VP0口P2口MCU除了机器人机体本身以外，还有很重要的一个部分就是机器人的控制器系统。汉库生产的控制板具有很好的操作性。在国内，大学里教授最为广泛的单片机应该就是MCS-51。我们的控制板采用增强型51单片机，指令周期大大缩减，运行效率大大提高。这样做是为了我们的机器人能够作出更加完美的动作，或者加入一些新型的传感器，使机器人“感知”这个世界。控制板的俯视图如下图所示：注：1、J2、J3、J6、J7为电压选择接口，根据需要短路相应的排针以获得对应的供电电压；2、J4为复位选择接口，根据单片机的使用情况短路相应的排针以获得对应的复位电路；3、J5为晶振选择接口，根据所需要的时钟频率短路相应的排针以获得对应的时钟电路。4、电池的正负一定要看好，一般情况下，红色线是正极，黑色线是负极（GND）。5、串口线应选择屏蔽良好的型号。串口线的质量有可能会影响编程成功率。这对调试程序来说，是非常重要的。6、舵机接线统一遵守标准：靠近单片机的一端是控制信号线，中间是电源（一般是7.2V正端），最外面的是地（GND）。这里需要以图片的形式介绍舵机一方的接口定义。如下图所示：控制信号线（白）电源线（红）地线（黑）此块控制板设计合理，操作十分简单。简单的操作就可以给芯片编程，而无需插拔芯片。我们为用户开发的C语言和汇编语言底层程序，并做成子函数或者子程序。经过简单了解之后。我们就可以编制自己的程序，感受机器人带给我们的乐趣了。下面的部分章节是介绍控制板本身的结构和使用方法，其余部分是机器人的一些相关知识。后面章节是软件的使用方法和注意事项，这对编程是非常有用的。表1 单片机管脚与对应硬件接线说明对应控制板接线对应端口对应舵机P20P2.0左轮舵机P21P2.1右轮舵机三、 开发软件介绍STC单片机是基于51控制核的高速单片机。对于程序的编译和链接，我们可以使用KEIL C 帮助完成。在对芯片进行编程时，我们使用STC公司提供的烧录软件STC_ISP_V3.5。3.1. KEIL C我们使用的单片机是STC12C5A60S2，是51的内核。指令周期都优大幅度的缩减，运行速度自然提高。由于我们使用的是51内核，所以我们可以使用支持C51的开发软件帮助编辑程序和编译链接程序。KEIL C就是这样一款软件。KEIL C的软件界面如下：功能菜单系统信息区编辑区项目文件列表图3-1在项目中我们可以建立自己的工程，根据工程添加编辑程序文件。最终使用“完全编译”功能完成编译。在烧录单片机之前还应该生成对应的“.HEX”INTEL 二进制文件。有了这个文件，我们才能使用STC提供的软件进行烧写单片机的操作。3.2. STC_ISP_V3.5STC _ISP_V3.5是由STC开发的程序烧写测试综合软件。它可以通过普通的串口（COM）烧写单片机的程序。软件运行稳定。操作相对方便。软件的操作界面如下：图3-2下面给出操作的具体步骤：1. 选择芯片类型；2. 选择要烧写的HEX文件；3. 设置串行端口和波特率，这里要注意端口号，波特率的选择比较任意一般为38400；4. 选择外部晶振；与下载无关；清FLASH区；123455. 点击下载按钮后，打开单片机供电电源。在上电后单片机会自动进入编程状态。通过提示可以判断是否下载完成。图3-3注意：1. 在选择芯片时一定要看清型号，很容易选错。2. 应选择外部晶振，如果选择内部晶振，单片可以工作，但是舵机的控制会出现问题。3. 一定要先点编程按钮，然后在开控制板上的电源，要不下载不会成功。四、 语言程序架构解析4.1. C语言嵌入汇编由于机器人要求一个很准的时钟，并通过这个时钟做准确的延时，所以我们需要使用51的汇编语言帮助。但是在一些处理不严格的地方，我们可以C语言的模块化编程方法帮助完成。在这里我们使用了C语言嵌入汇编的技术。按文件分类，我们一共有两个文件：一个是ASM文件，还有一个是C的文件。他们需要包含在一个工程文件中才能编译通过。4.2. 汇编语言被嵌入的说明在次机器人程序中，由于部分是使用的汇编语言编写，为了清晰和直观。我们将汇编程序单独摘出来做成 “.asm”的文件，在工程中，我们应该将文件关联到工程目录下，一旦关联，C程序就可以调用汇编子函数了。我们采用模块化编程方法，在调用汇编程序时也是按照子函数的方式直接调用的。使用十分方便。4.3. KEIL C下的具体操作步骤4.3.1 在KEIL C下建立工程（project） 在“project”菜单下选择“New project”，这时会有对话框询问你将工程保存在什么目录下，并询问工程名称，这个名称将使系统相关的文件都已这个名字为开头，包括我们将要用到HEX文件。如图所示：图4-14.3.2 选择开发芯片类型在设置好文件名和目录以后，系统会询问你所使用的芯片类型。我们这里只使用标准的AT89S52即可。下图是我们的选择。点击“确定”完成工程向导。图4-24.3.3 添加程序文件到工程将制作好的C程序和汇编文件（必须以“.C”“.ASM”为后缀文件名）加入到新的工程中去。我们可以在下图中的对应位置，点击右键并左键点击对应选项添加文件。这里需要说明一下，如果添加的文件只有C程序而没有添加汇编文件。则在编译的时候会出错。图4-34.3.4 设置工程属性每个工程的要求不一样，在KEIL C中为这些属性做了一个属性选项。我们可以设置好工程属性以方便开发。首先在“project”菜单下选择“options for Filexxxxx”。如下图所示：图4-4之后就会弹出工程属性对话框，在第三个“Output”选项卡下，将生成HEX文件的选项打上对勾，如下图所示：图4-5点击确定完成工程属性的调整，这样我们在之后生成的过程中就会生成HEX文件。对于下面的烧录软件来说，需要的就是HEX文件。我们可以选择完全编译，然后看看是否生成了HEX文件。如下图所示：图4-6这样我们就可以使用工程中的HEX文件通过STC _ISP_V3.5烧录软件烧录STC12C5A60S2了。五、 上位机软件的使用1、操作界面如下图，应用此软件首先要将模拟舵机调试程序中的单片机程序下载到机器人中去。2、设置正确的端口号，设波特率为1200；首先要确认没有其它的软件在使用已设好的端口，然后点击“打开串口”按钮，如下图,按钮变为“关闭串口”同时右侧指示绿色，表示正确打开串口3、若端口设置不正确，或其它软件已使用该端口,会出现如下界面, 此时要重新设置端口号，或是查看有无其它软件使用该串口，如“STC-ISP.exe”，然后再重新操作，4、打开串口后，点击方向按钮，可控制小车的，前后左右运动，中间红色按钮为停止5、单独控制左右轮的速度和方向，下面是如何控制右轮的速度和方向（控制左轮与此相同），点击红色圈内的滚动条（或左右两边的黑色箭头），上面对应的显示会随之改变，右轮的速度和方向也会因此改变，可以体会一下。6、如果不再使用该软件，请先关闭串口。六、 遇到的问题及解决方法1问： 如何判断单片机已经坏了？ 答： 有几种情况可以断定单片机已经坏了： 单片机在任何编程器上，都不能编程，并会提示芯片错误之类的警告信息。 单片机本身已经被“烧”的“面目全非”的时候。 单片机在正确连接晶振、复位、ROM选择、电源后，仍不能操作此芯片。 这里只是举了一些例子，单片机烧坏的可能性多种多样，当我们在判断一颗芯片坏调之前，一定要用一颗好的芯片做同样的操作，看看是不是自己的操作存在问题。芯片工作正常，才敢断定芯片已坏。有时候单片机本身没有问题，而是在焊接或者电路板上存在问题没有发现罢了。2.问：我想知道串口和串口线的好坏，应该如何做？ 答：你可以下载一个串口调试软件，然后根据手头上的工具选择测试方式： 有示波器：这是最真实的测试方式，我们用示波器的探头测试串口的2号、3号管脚（对地，也就是5号管脚，这里说的是标准的9针串口的定义），在电脑上打开串口调试软件，向外面发数据，示波器能看到波形就认为发送是好的，但是串口接收数据无法测试。一般来说，如果发是好的，收也是好的。 电脑上有两个串口：将串口线（2、3线已经交叉）接到电脑的两个串口上，然后使用两个同样的软件设置好串口后，做收发实验，应该会在接收窗口看到发送的数据，这说明了串口和线都是好的。（注意串口号的正确选择） 电脑上只有一个串口：这时就需要两台电脑来完成测试了，方法与类似。这里面要注意软件设置的问题，波特率、停止位数、奇偶校验等信息都要设置相同，端口号也要正确选择后才有可能成功测试串口。3问：KEIL软件因为什么原因,会通不过编译？答：有些书写格式和内容会影响到编译和连接（LINK），在使用时注意使用的关键字和标号，使用不正确会通不过编译。例如我们在程序结尾写：“EEND: END”的结束汇编指令时，就有可能通不过编译。我们将“EEND：”删