机器人实训项目2舵机的调试及控制.doc

实训工程二舵机的调试与控制一、 实验目的1. 学习舵机控制原理2. 学习R/C舵机控制原理3. 学习CSD55**舵机控制原理4. 学习舵机调试系统的使用5. 学习使用NorthStar编程控制舵机的运动二、 实验要求〔一〕舵机的调试1. 通过舵机调试系统对单个舵机及多个串联舵机的ID进展设置2. 检验电机模式工作是否正常3. 检验舵机模式工作是否正常4. 将舵机转轴调整到中位5. 了解舵机的其他信息〔二〕舵机的控制1. 使用6个舵机，编号1～62. 控制1号舵机快速正转3秒，然后慢速反转3秒后停顿3. 同时控制1号2号舵机快速正转和3号4号舵机快速反转5秒，停顿1秒后，1号2号舵机慢速反转和3号4号舵机慢速正转5秒，如此反复进展4. 同时控制1～4号舵机快速正转5秒，然后5号和6号舵机分别正向和反向转动90度，3秒钟后回复中位，1～4号舵机再慢速反转10秒，停顿三、 实验设备1. CSD55**舵机，6个2. 多功能调试器，1个3. MultiFLE* 2-AVR控制器，1块4. 电源线、USB数据线，1套5. 舵机线，6根四、 实验原理〔一〕CSD55**舵机1. 引脚定义proMOTIOCDS 系列机器人舵机电气接口如下列图，两组引脚定义一致的接线端子可将舵机逐个串联起来。

2. 舵机通讯方式CDS55**采用异步串行总线通讯方式，理论多至254个机器人舵机可以通过总线组成链型，通过UART异步串行接口统一控制每个舵机可以设定不同的节点地址，多个舵机可以统一运动也可以单个独立控制CDS55**的通讯指令集开放，通过异步串行接口与用户的上位机(控制器或PC机)通讯，您可对其进展参数设置、功能控制通过异步串行接口发送指令，CDS55**可以设置为电机控制模式或位置控制模式在电机控制模式下，CDS55**可以作为直流减速电机使用，速度可调；在位置控制模式下，CDS55**拥有0-300°的转动*围，在此*围内具备准确位置控制性能，速度可调只要符合协议的半双工UART异步串行接口都可以和CDS55**进展通讯，对CDS55**进展各种控制主要有以下两种形式：方式1：通过调试器控制CDS55**PC 时机将调试器识别为串口设备，上位机软件通过串口发出符合协议格式的数据包，经调试器转发给CDS55**CDS55** 会执行数据包的指令，并且返回应答数据包RobotServoTerminal 是博创推荐调试软件，也可根据提供的协议设计专用的PC端软件方式2：通过专用控制器控制CDS55**方式1可以快捷地调试CDS系列机器人舵机、修改各种性能与功能参数。

但是，这种方式离不开PC机，不能搭建独立的机器人构型可以设计专用的控制器，通过控制器的UART端口控制舵机3. UART接口原理图CDS系列机器人舵机用程序代码对UART异步串行接口进展时序控制，实现半双工异步串行总线通讯，通讯速度可高达1Mbps，且接口简单、协议精简在您自行设计的控制器中，用于和CDS55** 通讯的UART 接口必须如下列图所示进展处理〔二〕多功能调试器UP-Debugger 多功能调试器集成了USB-232，半双工异步串行总线、AVRISP 三种功能，体积小巧、功能集成度高，是一种可靠且方便的调试设备1. 特性通过功能选择按钮可以让调试器的工作模式在RS232、AVRISP、数字舵机调试器之间相互切换可以对AVR控制器进展串口通讯调试和程序下载，可以对proMotioCDS5500数字舵机进展调试和控制具体功能及接口定义如图1.1、1.2所示：图1.1 多功能调试器接口定义2. 构造尺寸电路板反面用有机玻璃垫起作为保护，元器件面由于有接插件，没有做遮挡，在使用时请注意不要短路模块尺寸示意图如下所示：3. 安装驱动驱动程序安装步骤如下：(1)从光盘中找到驱动文件夹。

2)将调试器接入电脑的USB 接口如果这台电脑没有用过这款调试器，会弹出安装驱动的要求通过指定路径，安装驱动过程如下：选择“否、暂时不〞点“下一步〞，选择“从列表或指定位置安装〔高级〕〞点“下一步〞，点浏览找到上一步的驱动程序文件夹，点“确定〞开场安装驱动3)驱动安装成功后会在设备管理器中出现这个调试器的端口号设备管理器的路径是：“我的电脑〞点右键，选择“管理〞􀃆选择“设备管理器〞􀃆选择“端口 和LPT〞，即可看到端口号“USB Serial Port (1)〞4. 线序定义5. 多功能调试器的三种工作模式〔1〕RS232 模式按FunctioSelect〔功能选择〕按钮，让RS232的指示灯亮起，说明调试器工作在RS232模式，其使用方式和其它的USB-232没两样在232通讯时，图1.1所示的通讯指示灯会闪烁〔2〕AVRISP 模式按FunctioSelect〔功能选择〕按钮，让AVRISP 的指示灯亮起，说明调试器工作在AVRISP模式在下载时，指示灯为红色，下载完成或者等待时指示灯为绿色〔3〕Robot Servo〔机器人舵机〕模式按FunctioSelect〔功能选择〕按钮，让Servo的指示灯亮起，说明调试器工作在Robot Servo模式。

将机器人舵机接到调试器的“机器人舵机接口〞，如果舵机还没有供电，可以通过舵机电源接口对其进展供电需要注意的是，舵机的工作电压是6.5-9V，请不要超过这个电压*围〔三〕RobotServoTerminal舵机调试系统RobotServoTerminal 软件是博创兴盛机器人技术**针对CDS55** 系列机器人舵机开发的调试软件，主要用于该系列机器人舵机的功能调试、参数设置以及性能展示1. RobotServoTerminal 介绍RobotServoTerminal 具备以下功能：总线上的舵机ID搜索；设置参数，如ID、波特率、加速度以及位置限制等参数；查看舵机状态，如舵机当前温度，位置，载荷、电压等；速度、位置、负载等关键参数动态曲线观测；舵机固件升级；舵机性能展示2. 软件主界面及功能主界面主要分为5个区域：l Part 1：串口操作，主要用于串口的翻开和关闭串口号输入框；Baud：串行通信波特率选择列表；Open：翻开串口按钮；所有对舵机的操作必须在串口翻开的情况下才有效；翻开后该区域绿色的灯会变成红色；l Part 2：舵机节点搜索，主要用于搜索当前连接到PC 机的舵机设备Single Node：单节点模式；如果选择了该选项，搜索舵机时采用播送指令搜索，搜索速度较快；如果连接了多个舵机，选择该模式可能会搜索不到舵机；Single Baud：单波特率搜索模式，以Baud 下拉框当前选中的波特率进展搜索；All Baud：全波特率模式，逐一使用Baud 下拉框中的波特率进展搜索；列表框：列表显示搜索到的舵机ID 和波特率，列表框顶部的提示信息会提示搜索到舵机的总个数。

Search：开场搜索按钮；点击后即以前面设定的模式进展搜索，同时主窗口右侧会出现列表框，显示当前搜索信息；点击后该按钮变成了“Stop〞，再次点击即可停顿查询；Clear：清空列表框中内容；l Part 3：操作页面切换按钮，主要用于不同操作页面之间的切换l Part 4：舵机常用操作页面详细内容见后面介绍l Part 5：系统按钮，用于软件的最小化和退出主界面〔当前操作页面为Operate〕五、 实训内容〔一〕舵机的调试1. 单个电机的调试1〕将一个舵机通过舵机线与多功能调试器相连2〕将电源线与多功能调试器相连3〕将USB数据连接线与多功能调试器相连4〕按多功能调试器上的Function Select〔功能选择〕按钮，让Servo的指示灯亮起，使调试器工作在Robot Servo模式5〕运行RobotServoTerminal程序6〕设置舵机ID，并测试电机模式功能及舵机模式功能是否正常2. 多个电机的调试1〕将多个电机串联，将最末端的舵机通过舵机线与多功能调试器相连其他步骤同上〔二〕舵机的控制任务1. 流程图开场将多个舵机与调试器连接设置舵机ID测试电机模式功能测试舵机模式功能舵机转轴调整到中位完毕任务1. 编程截屏任务2. 流程图延时3秒1号舵机正转设置舵机ID开场将1号舵机与调试器连接1号舵机反转延时3秒完毕任务2. 编程截屏任务3. 流程图开场将1、2、3、4号舵机与调试器连接设置1号2号舵机快速正转和3号4号舵机快速反转5秒停顿1秒完毕设置1号2号舵机慢速反转和3号4号舵机慢速正转5秒任务3. 编程截屏六、 实验结果〔小结〕通过这次实训，我对舵机控制原理有了根本的了解，其中包括R/C舵机控制原理、CSD55**舵机控制原理以及对舵机调试系统的使用，学会了使用NorthStar编程控制舵机的运动。

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