写字机器人申报书.doc

第九届“挑战杯” 甘肃省大学生课外学术科技作品竞赛 序号： 编码： 附件4：第九届“挑战杯”甘肃省大学生课外学术科技作品竞赛作 品 申 报 书作 品 名 称： 写字机器人 学 校 全 称： 兰州理工大学技术工程学院 申报者姓名（集体名称）： 尤生伟 张金鹏 曹智刚 朱倩 汪岩 类别： 自然科学类学术论文 哲学社会科学类社会调查报告和学术论文 科技发明制作A类 科技发明制作B类说 明1申报者应在认真阅读此说明各项内容后按要求详细填写。2申报者在填写申报作品情况时只需根据个人项目或集体项目填写A1或A2表，根据作品类别（自然科学类学术论文、哲学社会科学类社会调查报告和学术论文、科技发明制作）分别填写B1、B2或B3表。所有申报者可根据情况填写C表。3表内项目填写时一律用钢笔或打印，字迹要端正、清楚，此申报书可复制。4序号、编码由“竞赛组委会填写。5学术论文、社会调查报告及所附的有关材料必须是中文（若是外文，请附中文本），请以4号楷体打印在A4纸上，附于申报书后，字数在8000字左右（文章版面尺寸14.522cm）。62013年3月6日前将作品（须为打印件）及申报书各一式两份报送至竞赛组委会办公室。申报书和作品正文分开装订，作品正文部分除作品名称外，不能出现任何与作者及申报单位有关的任何信息，否则不通过资格审查。7作品申报书须按要求由各校竞赛组织协调机构统一报送。8其他参赛事宜请向本校竞赛组织协调机构咨询。9报送地址：第九届“挑战杯”甘肃省大学生课外学术科技作品竞赛组委会办公室（天水师范学院团委）联 系 人：白斌峰 联系电话：（0938）8366466 址：天水市秦州区藉河南路105号（天水师范学院团委）邮政编码：741001A2. 申报者情况（集体项目）说明：1、必须由申报者本人按要求填写； 2、申报者代表必须是作者中学历最高者，其余作者按学历高低排列；3、本表中的学籍管理部门签章视为对申报者情况的确认。申报者情况姓 名尤生伟性别男出生年月1989年12月学校全称兰州理工大学技术工程学院 专 业测控技术与仪器现 学 历本科年级三学制四年入学时间2010年9月作品全称 写字机器人毕业论文题目通讯地址甘肃省兰州市七里河区龚家坪211号（兰州理工大学技术工程学院）邮政编码730050单位电 住 地联系地址甘肃省兰州市七里河区龚家坪211号（兰州理工大学技术工程学院）邮政编码730050单位电他作者情况姓 名性 别年 龄学 历所 在 单 位曹智刚 男21本科兰州理工大学技术工程学院张金鹏男21本科兰州理工大学技术工程学院朱倩女20本科兰州理工大学技术工程学院汪岩男20本科兰州理工大学技术工程学院资格认定学校学籍管理部门意 见 是否为2012年7月1日前正式注册在校的全日制非成人教育、非在职的高等学校中国籍专科生、本科生和硕士研究生或博士研究生。 是 否 （部门盖章） 年 月 日指导教师意 见（1-2名）本作品是否为课外学术科技或社会实践活动成果 是 否指导教师签名： 年 月 日B3.申报作品情况（科技发明制作）说明：1、必须由申报者本人填写；2、本部分中的科研管理部门签章视为对申报者所填内容的确认；3、本表必须附有研究报告，并提供图表、曲线、实验数据、原理结构图、外观图（照片），也可附鉴定证书和应用证书；4、作品分类请按作品发明点或创新点所在类别填。作品全称写字机器人作品分类（A） A、机械与控制（包括机械、仪器仪表、自动化控制、工程、交通、建筑等）B、信息技术（包括计算机、电信、通讯、电子等） C、数理（包括数学、物理、地球与空间科学等）D、生命科学（包括生物、农学、药学、医学、健康、卫生、食品等） E、能源化工（包括能源、材料、石油、化学、化工、生态、环保等）作品设计、发明的目的和基本思路，创新点，技术关键和主要技术指标本作品设计发明的目的：帮助残疾人写字，用于机构教育、开发智能，辅助教学设备和机器人的实践设备等。基本思路：用机械臂模拟人体手臂，计算机连接16路舵机控制板，在TOROBOT RIOS USC-32软件控制机械臂，移动舵机使TOROBOT RIOS USC-32界面生成程序，下载到主芯片上。创新点：变传统的人工控制机械为程序自动控制，变传统复杂的单片机编程为舵机控制界面直接编程。关键技术:控制界面控制不同自由度书写横，竖，捺，撇笔。精确度高，效率快。技术指标有：驱动控制电路，稳压整流电路，还有5到12伏的可调稳压电源。作品的科学性、先进性（必须说明与现有技术相比、该作品是否具有突出的实质性技术特点和显著进步。请提供技术性分析说明和参考文献资料） 本作品综合了机械学、电子学、计算机科学、自动控制工程、人工智能、仿生学等多个学科的最新研究成果，代表了机电一体化的最高成就，是当今世界科学技术发展最活跃的领域之一。 与现有的写字机器人相比，在调试手段上有显著的进步，尤其对字体的编程比现有的单片机编程简单易懂，在操作界面上可以实现人机互换，而这是单片机所不能实现，该技术水平具有经济合理，简便，准确，快捷等实质性的技术特点。关键技术是利用舵机控制板界面调试不同自由度的舵机设计出用户所需要的的字和句子。 打破了常规下只有学习编程的人员才能设计程序自动控制，作品实现了大众化的特点。作品在何时、何地、何种机构举行的评审、鉴定、评比、展示等活动中获奖及鉴定 结 果否作品所处阶 段（ B ） A实验室阶段 B 中试阶段 C 生产阶段D （自填）技术转让方 式作品可展示的形 式实物、产品 模型 图纸 磁盘现场演示 图片 录像 样品使用说明及该作品的技术特点和优势，提供该作品的适应范围及推广前景的技术性说明及市场分析和经济效益预测1 . 使用说明: 必须是配合电脑编程。 给舵机控制板供电（5V-12V）。设置拖动滑竿的脉冲值（调中）。每个自由度（舵机）调中。联机是调合适的COM口。.调整传感器的位置，使其检测范围适中。（可根据实际的情况调整）.若机器人经测试未能达到最佳效果，可进行参数的调整。. 安装时应注意传感器的位置，因为传感器的位置很大程度上决定程序的编写。传感器的感应夹角和感应距离（过早感应或过晚感应程序编写不同，也有可能出现感应不到物体或者卡死不动等现象） 2.技术特点和优势：操作简便灵活，调试精度高，可以培养学生的想象力创造力，并对机械，电子，自动化系统等知识有深刻直观的体会。 3.作品的使用范围：帮助残疾人。用于实践教学。博物馆展览。 4.创新设计产品与传统产品相比较，在当今和今后的社会发展中将占有更加广阔的市场，思维是最活跃的因素，新的创意在需求的促进，比较的判定等多方面的共同作用下产生的。该作品在教学研究方面推广及应用前景光明。专利申请情况 提出专利申请 申 报 号 申报日期 年 月 日 已获专利权批准 批 准 号 批准日期 年 月 日未提出专利申请科研管理部门签章 年 月 日C当前国内外同类课题研究水平概述说明：1、申报者可根据作品类别和情况填写；2、填写此栏有助于评审。 国内外教育机器人的设计与应用活动丰富多彩。目前，全球每年有一百多项机器人竞赛，参加人员从小学，中学生，大学生，研究生到研究者。国际上主要的机器人竞赛有：国际机器人奥林匹克竞赛，FLL机器人世锦赛，机器人世界杯足球赛等。每年国内有几十到上百支代表队参加这些国际竞赛活动。我国教育部门也在政策上加以引导，积极把教育机器人引入课堂教学。各地的重点中小学中均开展了机器人兴趣小组活动，有条件的的地方甚至已经开始在学生中全面开展机器人教育。北京，上海，广东，浙江，江苏，湖北等省市已经先后将教育机器人纳入地方课程。总之，智能教育机器人成为重要的，流行的用于培养学生动手能力，计算机应用能力和创新思维的学习工具。在机器人教育活动积极开展的同时，对于教育机器人基础开发平台的研究也得到了蓬勃发展。国内外出现不少相关作品。由此可见本作品符合现在的发展，即培养学生发挥创新，动手操作能力，还可以服务社会上的残疾人员写字。D推荐者情况及对作品的说明说明：1、由推荐者本人填写； 2、推荐者必须具有中级专业技术职称，其中一名必须具有高级以上专业技术职称，并是与申报作品相同或相关领域的专家学者或专业技术人员（教研组集体推荐亦可）； 3、推荐者填写此部分，既视为同意推荐； 4、推荐者所在单位签章仅被视为对推荐者身份的确认。推荐者情况姓 名李骐性别男年 龄职称工作单位通讯地址邮政编码单位电话住宅电话推荐者所在单位签章（签章） 年 月 日请对申报者申报情况的真实性作出阐 述请对作品的 意义、技术水平、适用范围及推广前景作出您的评价其它说明推荐者情况姓 名性别年 龄职称工作单位通讯地址邮政编码单位电话住宅电话推荐者所在单位签章（签章） 年 月 日请对申报者申报情况的真实性作出阐述请对作品的 意义、技术水平、适用范围及推广前景作出您的评价其它说明学校组织协调机构确认并盖章（团委代章） 年 月 日校主管领导或校主管部门确认盖章 （盖 章）年 月 日E组织委员会秘书处资格和形式审查意见组委会秘书处资格审查意见 审查人（签名） 年 月 日组委会秘书处形式审查意见 审查人（签名） 年 月 日组委会秘书处审查结果合格 不合格 负责人（签名） 年 月 日序号： 编码： 第九届“挑战杯” 甘肃省大学生课外学术科技作品竞赛作品说明书作品名称：写字机器人 学校全称：兰州理工大学技术工程学院 申报者姓名（集体名称）： 尤生伟 张金鹏 曹智刚 朱倩 汪岩 目录第一章 前言11.1选题背景1 1.2 研究的依据和意义1第二章 工作原理2 2.1主控芯片的控制及原理22.2舵机工作原理及控制2第三章 写字机器人的系统构成3作品硬件设计33.1 BASIC Stamp 微控制器4 3.2 伺服马达43.3 舵机43.3.1 舵机PWM信号介绍 53.3.2 舵机的运动协议 63.3.3 扫尾问题 10第四章 软件设计104.1 控制板界面114.2 编辑和测试动作124.3 动作组高级设置14第五章 实现功能14第六章 注意事项15第七章 结论15参考文献 17 摘要写字机器人是一种教学、科普设备。对写字机器人的基本结构、参数和控制系统组成进行了分析。本作品的功能是通过程序控制小车行出迷宫，其动作实现靠BASIC Stamp 2单片机内部程序输出不同的信号，从而驱动外部电机产生不同的动作；视觉标定通过CMOS摄像传感器传输图像信息，送至控制芯片最终进行识别和位置标定，以寻找书写纸，用控制器控制机械臂完整的写出所设计的字。第一章 前言1.1选题背景机器人是工程创新也是学生个人研究项目，课程设计，毕业设计，工程训练及机器人比赛的创新实践平台，通过设计各种机器人的体验，可以培养学生的想象力创造力，并对机械,电子,自动化系统等知识有深刻直观的体会。机器人的设计与研究是通过创新模块构建出，并对通过程序对舵机的控制，执行任务。该组合具有工程性，创新性，设计性。创新设计产品与传统产品相比较，在当今和今后的发展中将占有更加重要的地位和更广阔的市场，思维是最活跃的因素，新的创意在需求的促进，比较的判定等多方面的共同作用下产生的，因此创新具有强烈的主观性，竞争性和不确定性。提高创新能力和创新水平，仅从简单的创新原理和创新技法，或从固有的设计思路追寻原有的思维方式，将限制我们的窜心和创造活动。为了实现最终目标，学生必须设计，构建一个机器人并为其编程，使机器人完成指定的任务。由于实现目标地方法路径不同，解决问题的方案也不同。实际上，模块化工程创新组件的控制系统，具有输入，输出端口和红外线通信口可以连接各种输入传感器和电动机等各种输出设备，这给创新思维的培养和创新设计能力的提高提供了一个非常良好的，直观的动手实践能力训练平台。1.2研究的依据和意义机器人设计写横笔利用的是舵机的水平移动作用将机械臂的圆周运动转化为直线运动，这样完成了写字过程中的横笔，竖笔利用的是舵机和杆轴的圆周运动完成。用6.0v的电池给BASIC Stamp微控制器，舵机驱动板供电，通过连线实现BASIC Stamp微控制器，舵机驱动板，伺服电机之间的交互，从而达到芯片控制车轮（伺服电机）前进，后退及直角转弯，控制器控制舵机的旋转使得书写笔能够在指定的时间起笔，落笔实现写字目的。这样的动作导致提笔和下笔时会对字产生不好的错笔痕迹，影响字的结构，本次设计的硬件结构虽然简单， 但是能很好的完成写字的相应过程。经多次调试，最终可达到预计的写字效果。该写字机器人是典型关节型机器人, 各关节均为转动关节, 其主要由写字臂所组成。第二章 工作原理 2.1 主控芯片的控制及原理机器人主要采用单片机控制，通过驱动电路控制直流伺服电动机，从而控制机器人的行走。控制流程图所示： 2.2 舵机的工作原理及控制（1）舵机的控制信号为周期是20ms的脉宽调制（PWM）信号，其中脉冲宽度为0.52.5ms，相对应的舵盘位置为，呈线性变化。也就是说，给它提供一定的脉宽，它的输出轴就会保持在一个相对应的角度上，无论外界转矩怎样变化，直接给他提供一个另外宽度的脉冲信号，它才会改变输出脚读到新的对应位置上。控制信号有接收机的通道进入信号调制芯片，获得直流偏置电压。它内部有一个基准电路，产生周期为20ms，宽度为1.5ms的基准信号，将获得的直流偏置电压与电位器的电压比较，获得电压差输出。最后，电压差的正负输出到电机启动芯片决定点击的正反转。当电机转速一定时，通过级联减速齿轮带动电位器旋转，使得电压差为0,电机停止转动。（2）舵机的控制一般需要一个20ms左右的实际脉冲，该脉冲的高电平部分一般为0.5ms-2.5ms范围内的角度控制脉冲部分。以 180度角度伺服为例，那么对应的控制关系是这样的：0.5ms-0度；1.0ms-45度；1.5ms-90度；2.0ms-135度；2.5ms-180度；请看一下形象描述： 舵机动态图 小型的舵机的工作电压一般为4.8V到6.0V，转速也不是特别的快，一般为0.22/60.或这个0.18/60,所以如果要更改角度控制脉冲的宽度太快时,舵机可能反应不过来.如果需要更加快速的反应,就需要更高的转速.第三章 写字机器人的系统构成写字机器人的实现主要依靠编程对各个电机输入坐标指令,控制电机运行角度方向,完成笔画的书写。对机器人进行编程，使之完成十字的书写。大致思路是从原位开始下到指定位置书写横线，移回该横线中心，书写向上竖线直到第一竖中心，完成十字。3.1 BASIC Stamp微控制器BASIC Stamp微控制器是以PBASIC为编程语言，通过解释器对PBASIC应用程序进行解释执行的微型计算机，具有8路或16路I/O通道，每个I/O通道接脚可以直接连接发光二极管、蜂鸣器、颜色识别传感器等各种传感器。通过增加一些额外元器件，可以实现不同的功能。 BASIC Stamp由一个5伏特电压调节器、晶振器、Serial EEPROM、及一个PBASIC解释器组成。3.2 伺服马达伺服马达有三根不同色线，分别为：黑、红、白，其中红色的为电源线；黑色为地线；白色的为控制信号线，通过对这信号线输入脉冲序列来控制电机的运动，可以控制电机的运动速度，运动方向。3.3 传感器红外线又称红外光，它具有反射、折射、散射、干涉、吸收等性质。任何物质，只要它本身具有一定的温度（高于绝对零度），都能辐射红外线。红外线传感器测量时不与被测物体直接接触，因而不存在摩擦，并且有灵敏度高，响应快等优点。 光电传感器是通过把光强度的变化转换成电信号的变化来实现控制的。光电传感器在一般情况下，有三部分构成，它们分为：发送器、接收器和检测电路。 图2 光电传感器结构图发送器对准目标发射光束，发射的光束一般来源于半导体光源，发光二极管(LED)、激光二极管及红外发射二极管。光束不间断地发射，或者改变脉冲宽度。接收器有光电二极管、光电三极管、光电池组成。在接收器的前面，装有光学元件如透镜和光圈等。在其后面是检测电路，它能滤出有效信号和应用该信号。此外，光电开关的结构元件中还有发射板和光导纤维。3.4舵机介绍3.4.1 PWM信号的定义： PWM信号为脉宽调制信号，其特点在于他的上升沿与下降沿之间的时间宽度。具体的时间宽窄协议参 考下列讲述。我们H前使用的舵机主要依赖于模型行业的标准协议，随着机器人行业的渐渐独立，有些厂商已经推出全新的舵机协议，这些舵机只能应用于机器人行业，已经不能够成用于传统的模型上面了。 I=I前，北京汉库的HG14-M舵机可能是这个过渡时期的产物，它釆用传统的PWM协议，优缺点一目了然。优点是已经产业化，成本低，旋转角度大（hi前所生产的都可达到度）；缺点是控制比较复杂，毕竟釆用PWM格式。但是它是一款数字型的舵机，K对PWM信号的要求较低；不用随时接收指令，减少CPU的疲劳程度；可以位置&锁、位置跟踪，这方IM超越了普通的步进电机。其PWM格式注意的几个要点：上升沿最少为O.2SmS,为0.5mS-2.SmS之间;HG14-M数字舵机下降沿时间没要求，目前采用0.2SMs就行；也就是说PWM波形可以是一个周期ImS的标准方波；IIG0680为帮料齿轮模拟舵机，其要求连续供给PWM信号；它也可以输入一个周期为ImS的标准方波，这时表现出来的跟随性能很好、很紧密。单舵机拖动及调速算法：1.舵机为随动机构（1）当其未转到H标位置时，将全速MH标位置转动。（2）当预到达目标位置时，将动保持该位置。所以对于数字舵机而言，PWM信号提供的是H标位置，跟踪运动要靠舵机木身。（3）像HG0680这样的模拟舵机需要吋刻供给P丽信号，舵机己+能锁定H标位置。 所以我们的控制系统是一个目标规划系统。2.HG14-M舵机的位置控制方法： 舵机的转角达到185度，由于釆用8位CPU控制，所以控制所以控制精度最大为256份。目前经过实际测试 和规划，分了 250份。具体划分参见250份划分原理。 将0_185分为250份，每份0.74度。控制所需的PWM宽度为0.5ms_2.5ms，宽度2ms。2ms + 250=8us;所以得出：PWM信号=I度/8us。3.4.2 HG14-M舵机的运动协议舵机输出扭矩较大，而且抗抖动性很好，电位器的线性度较高，达运动时可以外接较大的转动负载， 到极限位置时也会偏离H标。 舵机稳定在A点不动；2.目标规划系统的特征(I)舵机的追随特性 CPU发出B点位置坐标的PWM信号；舵机全速由A点转（GjB点；Ad) = (I)B- d)AAT = A(I)+ wCPU发出B点P丽信号后，应该等待一段时间，利用此时间舵机才能转动至B点。那么，具体的保持（等待）时间如何来计算，如下讲解：令：保持时间为Tw当wAT时,舵机能够到达目标，并有剩余时间；当TwAT时，舵机不能到达H标；理论上：当Tw=AT时，系统最连贯，而且舵机运动的最快。实际过程中由于2个因素：一个机器人身上有多个舵机，负载个不相同，所以W不同；某个舵机在不同时刻的外界环境负载也不同，所以不同；则连贯运动时的极限AT难以计算出来。H前采取的方法是经验选取0值。舵机值测定 舵机的值随时变化，所以只能测定一个平均值，或称出现概率最高的点。 依据:厂商的经验值；釆用HGl4-M具体进行测试；测试实验：将CTO开通，并开始延时Tw;当延时Tw到达后，观察舵机是否到达目标；测定时采用一段双摆程序，伴随示波器用肉眼观察Tw与AT的关系。舵机0值计算 一般舵机定为0.16-0.22秒/60度;取 0.2 秒/60 度 1.2 秒/360 度 0.617 秒/185 度则O为360度/1.2秒，2n/1.2秒Co =300 度 /秒 那么185度转动的时间为185度+360度/1.2秒=0.6167秒。2.单舵机调速算法那么 IDAV (0.74 度）对应的AT 为:0. 74 度+60 度/0. 2 秒=2.4 67mS.。测试内容：将P部下降沿的时M拉至30ms没有问题，舵机照样工作。将后部下降沿的时间拉至10ms没有问题，舵机照样工作。将后部下降沿的时间拉至2.6ms没有问题，舵机照样工作。将后部下降沿的时间拉至500ns没有问题，舵机照样工作。实践检验出：下降沿时间参数可以做的很小。hi前实验降至500uS,依然工作正常。 原因是：舵机电路动检测上升沿，遇上升沿就触发，以此监测PWM脉宽“头”。舵机电路自动检测下降沿，遇下降沿就触发，以此监测PWM脉宽“尾”。 （）舵机转动时的极限下降沿PWM脉宽AT：舵机运转IDAV (7.4度）所需要的很小时间，H前计算出的数值为2.467mS;AT前面的20 mS等待时间可以忽略，舵机依然工作；而且得出舵机跟随的最快驱动方式。 舵机TW数据表格：令人质疑的地方为1.1ms时的表现，得出的Tw AT；也就是说1.1ms=2.467ms，显然存在问题。舵机联动单周期PWM指令算法控制要求要求同时发给8个舵机位置H标值，该指令的执行周期尽量短，H的有2个：其一，是为了将来扩充至24个舵机；其二，目标越快，舵机的转动速度越快；我们以8路为I组或称1个单位，连续发出H标位置，形成连续的hi标规划曲线，电机在跟随过程中&然形成了位置与速度的双指标曲线，实现8路舵机联动。注意事项从24个端U，PO.O、P1.0到P2.0，单DIV循环的小时间只有8us，所以串行运算是不行的，那么就采用并行运箅。目前釆用的并行箅法是P0.0_P0.7为一个基本单位，8位一并。实际案例：PlU的8个位置相同；端UJP1.7P1.6F1.5P1.4P1.3P1.2P1.1P1.0N寄存器37H36H35H34H33H32H31H30H目标位置（度）180135906050450.740N数值（整数）250187. 512581. I67. 662. 5I0PWM宽度ms2.5002.0001.5001.1481.0411.0000.5080.500（）8路PWM信号发生算法解析我们预汁将整个周期控制在3.5-5ms内；由上图得知：Pl Ul的8个端在不同时间产生下降沿。那么由上例如：我们的P1.5口，他的N为125那么就需要它在125个DIV后产生下降沿，时间为（125*8us=1000us)。 我们在其中发2个关键参数： 时间参数N=125 逻辑参数P1.5= #0DFH逻辑参数的定ANL令，操作PIU。具体的程序操作如下：1.开3.5ms定时中断。2.取出8个端（P1.0-P1.7）的位置，也就是8个N值；并赋予相应的端逻辑参数；3.将着8个值由大到小排列，相应端的逻辑参数值也随着N的顺序排列，一一对成；4. 8个端的下降沿全部产生完毕，等待一定的Tw值，或等待3.5ms中断的到来；5. 中断到来后，清理中断标志，然后结束该程序。注意事项：当进行逐个排序延时的过程中，CPU要取Ml、M2.M3.M8，那么会有1个取数指令周期，当CPU釆用12MHz时为lus。在第8个延时，即M8时扣除掉。N排序子程序RAM的制定备注：30H内存放的是某位的N值，其值最大；37H内存放的是某位的N值，其值最小；38H-3FH内存放ANL数，可以根椐其数值判断出是具体那个端Ul的下降沿。 例如：其值为“#FBH”那么它就是Pl.2;所谓N差子程序，要观察PWM Ul的逻辑时序特性。要求连续将8位端Ul分别产生下降沿。所以有个先后问题，解决的方法有2种：打开8个时间中断；按先后顺序排列，先后触发；由于CPU不能开启8个中断，所以釆用后者方法，那么，就可以得出以下结论。第1个触发位所用的时间为Nl-0=Ml;第2个触发位所用的时间为N2-N1=M2;第3个触发位所用的时叫为N3-N2=M3;第4个触发位所用的时M为N4-N3=M4;第5个触发位所用的时间为N5-N4=M5 ；第6个触发位所用的时间为N6-N5=M6;第7个触发位所用的时间为N7-N6=M7;第8个触发位所用的时间为 N8-N7=M8；3.4.3关于扫尾问题(I)提出扫尾的概念我们提出了 1个扫尾的新概念：当CPU执行完8个位的下降沿操作后（最多为2.0 nms),会有A下1个周期过渡的时间M隔，其主要为2个功能：保证下降沿的准确性； 为舵机的跟踪留出足够的时间；当PWM信号以小变化量即（1D1V=8us)依次变化时，舵机的分辨率最高，但是速度会减慢。例如:先发一个PWM信号N=125,相隔20ms后再发1个PWM信号N=126。那么舵机在20ms内转动了 0. 74 度，计算得出:co =0.74度/20ms = 37度/秒;4. 软件设计1舵机移动指令格式：#p#p Trn=舵机号，范围1-32（十进制数）=脉冲宽度（舵机位置），范围500-2500.单位us（微妙）=移动到指定位置使用的时间，对所有舵机有效。rn = 十六进制数 0x0d，0x0a（回车符），指令结束符。2. 执行动作组指令格式：#G#G Crn=动作组编号，范围1-n（十进制数，n为实际最大编号）Cycle=循环次数，范围1-999（十进制数）。3. 脱机运行命令格式：#ENABLE#.#Crn4.1 舵机控制板脱机工作控制器是以动作组的方式来管理动作数据，单击控制软件上的下载按钮，代码显示窗口的代码将下载到舵机控制器中，每下载一次舵机控制器中的动作组将加1。32路舵机控制软件端面设置打开连到舵机控制器相应的串口号，以及设置好波特率。面板（每个面板对应一路舵机）拖动面板里的滑竿，如果舵机控制器和电脑连接正确的话控制器上的LED灯就会闪烁（USB连接的时候不会闪烁），舵机也将跟随滑竿动作。面板设置单击左上角的“面板设置” -面板编辑模式。在此模式下，可以拖动32个面板的位置，点击按钮可以隐藏或显示对应面板。单击“X”后将会自动保存面板的位置和显示隐藏信息4.2 编辑和测试动作 首先拖动每个舵机对应的滑条来调整舵机的状态，调节好之后，点击软件右下方的“添加”，此时软件下方会形成一条命令，可以形象的称这条命令为当前所有舵机的一个状态，一条命令对应一个状态，那么一系列的命令就是一系列的状态，一系列的状态就是机器人的一个动作了，类似在制作动画。可以继续按照以上步骤添加其他一系列命令。一系列命令调试添加好之后，可以点击软件右侧的“运行”来观察舵机或者机器人的动作是否正确。运行期间，代码显示窗的代码将一条条往下执行，执行完一遍后停止。点击“循环运行，代码显示窗的命令将循环执行，直到点击结束，才停止运行。当动作组下载完后可以通过“读取动作组”来查看控制器中有几个动作组，通过下拉列表选择用户想要执行的那个动作组，默认执行次数为1，用户可以修改这个执行次数，然后点击“执行”，这样舵机控制器就会马上执行用户设定的动作组。 当点击“启用”时，舵机控制器每次上电之后将会自动执行设定的动作组（这就是通常所说的脱机运行）。 当点击“禁用”时，脱机运行失效。 “读取动作组数”，此命令是读取保存在Flash中的动作组的数量。面板复位复位命令式恢复默认面板设置，显示32个面板，均匀分布。All=XXXAll=XXX命令是将所有面板中的滑竿拖到XXX。擦除Flash此命令用来擦除保存在Flash中的所有数据，包括所有动作组。执行此命令之后，需要等待十几秒钟的时间（建议此过程不要对软件和控制器进行相关操作），当软件提示“擦除完成”时，表示擦除成功。如果中途舵机控制器掉电，那么擦除会被中断，此时擦除是未完成的，但是整个Flash会有部分是被擦除的，所有如果出现这种意外，建仪您再执行此命令，直到提示擦出完成。4.3动作组高级设置“高级”设置是对动作组的执行和动作组脱机运行的一种更高级的设置方式，需要人工手动输入要执行的命令来实现。点击脱机工作里面的高级进入高级设置界面在输入命令之前建议先点击“读取动作组”来获取舵机控制器当前最大的动作组编号，因为用户输入的动作组编号不能大于实际最大值时，如果出现错误，软件会有相关提示。 命令格式如下： #1G#2G#1GC8 文本框只能输入数字、大写字母“G”和“C”、以及字符“#”，不能输入其它，字符最后不要添加回车和换行，原因是程序会自动添加，动作组可以重复。 此命令是连续执行第一个、第二个、第一个动作组，循环执行8次。 命令输入完毕之后，用户可以点击“执行”，来观察效果。（执行是立刻执行输入框中的命令） 用户也可以点击“启用”，来脱机运行该命令。（启用是上电自动执行）。 “禁用”是禁用脱机运行的命令，也就是删除上次被脱机运行的命令。 备注：如果用户输入脱机运行的命令需要执行很长的时间，如#1G#2GC999，理论上这个命令没有任何错误，但是它需要执行999次，时间很长很长，用户可以把S1脚接地，然后给舵机控制器重新上电，这样上次输入的脱机运行的命令就会被禁用。导入导出导出是将命令编辑区内的命令导出到计算机上，“导出完整值”就是将舵机的脉宽以完整值得形式导出，“导出相对值”就是将舵机的脉宽相对于初始位置的值的形式导出，导入的功能是相反的。5实现功能 该作品启示于生活中的迷宫游戏，目的是使机器人智能化，使其经过智能探索、避障，最后走出迷宫，然后利用CMOS摄像传感器传输图像信息，送至控制芯片最终进行识别和位置标定，以寻找书写纸，用控制器控制机械臂完整的写出所设计的字6、注意事项1.调整传感器的位置，使其检测范围适中。（可根据实际的情况调整）2.若机器人经测试未能达到最佳效果，可进行参数的调整。3. 安装时应注意传感器的位置，因为传感器的位置很大程度上决定程序的编写。4. 安装时应注意马达的端口（0还是1，决定了转弯的时候哪一边转的快，哪一边转的慢，或者是谁正转谁反转）。5.传感器的感应夹角和感应距离（过早感应或过晚感应程序编写不同，也有可能出现感应不到物体或者卡死不动等现象）6在每次运行机器人前，必须对机器人各部件进行详细检查。例如，电源电压（6-9v）,传感器的反向调节等。7伺服电动机必须调零。8.各传感器应该安装牢固。9.调节各传感器的参数，以使机器人能工作在最佳状态。7.结论当机器人向前走时，它将走向本页纸的右边，当向后走时，会走向纸的左边，向左转向会使其向制的顶端移动，向右转它会朝着本页纸的底端移动。PULSOUT命令的参数Duration控制了伺服电机的旋转的速度和方向。FORNEXT循环的参数StratValue和EndValue控制传递给点击的脉冲数量。由于每个脉冲的时间是相同的，因而EndValue也控制伺服电机运行的时间。达到预期的写字如图：执行程序如下： $STAMP BS2 $PBASIC 2.5 变量 freqSelect VAR Nib irFrequency VAR Word irDetectLeft VAR Bit irDetectRight VAR Bit distanceLeft VAR Nib distanceRight VAR Nib pulseLeft VAR Word pulseRight VAR Word 蜂鸣器（用来识别程序是否重启） FREQOUT 4, 200, 5000 主程序（右旋算法）DO GOSUB Get_Ir_Distances IF (distanceLeft 1) AND (distanceRight = 1) TH