[發明專利]一種基于80C196KC單片機的舞蹈機器人控制系統

在審

• 申請號: 201610691099.3
• 申請日: 2016-08-20
• 公開（公告）號: CN107765579A
• 公開（公告）日: 2018-03-06
• 發明（設計）人: 王藝霖
• 申請（專利權）人: 王藝霖
• 主分類號: G05B19/042
• 分類號: G05B19/042
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

所屬技術領域

本發明涉及一種基于80C196KC單片機的舞蹈機器人控制系統，適用于機械領域。

背景技術

舞蹈機器人集軟件與硬件于一體，是一個比較完善的系統，其設計需要控制、機械、舞蹈與音樂等各方面的相互融合。控制系統則是整個舞蹈機器人的核心，其設計的好壞，將嚴重影響到整個舞蹈機器人的性能。

發明內容

本發明提出了一種基于80C196KC單片機的舞蹈機器人控制系統，不僅能正確接收、解釋PC機的命令，實現舞蹈動作的編輯、存儲，還能夠調用所設計的控制算法，控制電機執行舞蹈動作。

本發明所采用的技術方案是。

所述舞蹈機器人控制系統的硬件部分包括電源模塊、單片機及外圍接口電路模塊、存儲模塊、串行通信模塊、電機驅動控制模塊及防碰撞模塊六大部分。

所述電源模塊主要用來給光電隔離前的芯片、光電隔離后的芯片、舵機與直流電機分開供電，使其相互之間不會產生干擾。在電源模塊中，由于采用同一個+8V鎳錫電池供電，故設計中采用了DC/DC轉換模塊CD05SOSlSW、光電禍合、7805穩壓電路，實現電壓的轉換和信號的隔離，從而保證其余各電路的正常工作和排除相互之間的干擾。

所述單片機及其外圍接口電路模塊包括單片機、時鐘電路、復位電路、外部程序存儲電路。單片機采用Intel公司的80C196KC，它是16位的高性能嵌入式控制器，其內部集成了488字節的RAM，可尋址64K字節，具有40個可編程I/0口、6個高速輸出口、3路PWM輸出。時鐘電路給系統提供時間基準，設計時采用12MHz晶振。由于所采用的80C196KC片內不帶ROM，因此在片外擴展了8K的外部存儲器2764，以便存放程序和指令。

所述串行通信模塊主要用于80C196KC單片機與PC機之間的RS-232串行通信。由于PC機的COM口符合RS-232標準，80C196KC單片機上的串行接口是CMOS電平，在RS-232與TTL或CMOS電平通信時，需要電平轉換，因此，設計時利用MAX202芯片來作電平轉換。MAX202芯片是MAXIM公司生產的、包括兩路接收器和驅動器的RS-232電平轉換芯片，適用于各種232通信接口，其內部有1個電源電壓變換器，可以把輸人的+SV電源電壓變換成RS-232輸出電平所需的±10V電壓。

所述控制系統的軟件由PC機上的軟件設計和單片機上的軟件設計兩部分組成，單片機上的控制程序包括一個主程序和相應的中斷服務子程序。其中P0.5是串行通信的開關控制量，不等于1，表示單片機進入串行中斷等待，進而可以與PC機進行數據交換，等于1，表示程序往下執行；P0. 4是機器人開始跳舞的遙控開關，等于1，表示機器人開始跳舞，否則，機器人保持原來狀態。

所述串行中斷服務子程序實現80C196KC從PC機下載舞蹈動作和由80C196KC向PC機上傳舞蹈動作。通過串行中斷，利用80C196KC的TXD , RXD引腳與PC機的COM口實現串行通信，二者之間采用全雙工的異步通信模式，其波特率設為9600，此外為了保證數據的正確傳輸，軟件設計了握手協議。在傳輸數據前，先進行單片機與PC機的握手，采用“(”與“)”一對字符進行握手，握手協議通過，表示單片機與PC機建立了可靠的通信，就可以進行數據傳輸了。

本發明的有益效果是：整個系統經過仿真調試，不僅能正確接收、解釋PC機的命令，實現舞蹈動作的編輯、存儲，還能夠調用所設計的控制算法，控制電機執行舞蹈動作。

附圖說明

圖1是本發明的控制系統硬件框圖。

圖2是本發明的直流電機驅動控制電路。

圖3是本發明的機器人程序控制總流程。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本發明作進一步說明。

如圖1，舞蹈機器人控制系統的硬件部分包括電源模塊、單片機及外圍接口電路模塊、存儲模塊、串行通信模塊、電機驅動控制模塊及防碰撞模塊六大部分。

電源模塊主要用來給光電隔離前的芯片、光電隔離后的芯片、舵機與直流電機分開供電，使其相互之間不會產生干擾。在電源模塊中，由于采用同一個+8V鎳錫電池供電，故設計中采用了DC/DC轉換模塊CD05SOSlSW、光電禍合、7805穩壓電路，實現電壓的轉換和信號的隔離，從而保證其余各電路的正常工作和排除相互之間的干擾。