[嵌入式] 一种具有12路PWM直流电机的串口遥控机器人

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[嵌入式]一种具有12路PWM直流电机的串口遥控机器人

一种具有12路PWM直流电机的串口遥控机器人
技术领域
本实用新型涉及一种一种具有12路PWM直流电机的串口遥控机器人，尤其是一种可以用串口无线WIFI遥控的智能机器人。
背景技术
现有常规遥控机人按照无线电信号的遥控进行动作，也可以按照存储在寄存器里面的程序动作，但是动作电机较少，一般只有4路PWM直流电机，这对机器人的行动带来很大的不便。一种具有12路PWM直流电机的串口遥控机器人是一种具有12路PWM直流电机的机器人，操作者可以使用计算机串口WIFI信号对它的12路直流电机进行遥控，它也可以按照其控制电路中的24C04铁电存储器里面的数据，在STC11F60单片机的控制下进行动作。
实用新型内容
为了解决常规遥控机器人动作电机较少的缺点，一种具有12路PWM直流电机的串口遥控机器人提供了一种具有12路PWM直流电机进行串口WIFI信号遥控动作的机器人。它可以按照电路中的24C04铁电存储器里面的数据，在STC11F60单片机的控制下进行动作，也可以按照操作人员计算机串口WIFI信号的遥控进行动作。由于它具有12路PWM直流电机，所以它可以进行行走，抬手，伸手等多种动作。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种具有12路PWM直流电机的串口遥控机器人是一种可以被WIFI串口信号遥控的机器人。它依靠外壳下面装配的12路PWN直流电机在操作人员的计算机串口WIFI信号的遥控下进行的转动进行各种动作，它可以在电机的转动下进行移动，行走，抬手等等动作。同时，它也可以按照控制电路中的24C04铁电存储器里面的数据，在STC11F60单片机（1）的控制下进行电机的转动等动作。它的控制电路如图1所示。在图1中，STC11F60单片机（1）的P1中的P1.0, P1.1, P1.2, P1.3, P1.4, P1.5, P1.6，P1.7端口，P3 中的P3.2, P3.5, P3.6, P3.7端口在定时器TIME0产生12路PWM方波，上面总共12路IO口，每个IO口产生一路PWM信号，总共12路PWM控制方波信号。WIFI模块（2）连接在单片机STC11F60（1）的串口上面，它接收操作人员发出的数据，然后单片机STC11F60 (1)按照程序减少或增加PWM方波的占空比。同时单片机（1）按照铁电存储器24C04（3）中的数据控制上面的PWM方波信号。微云文件分享:12PWM机器人下载地址:

https://share.weiyun.com/51DCGVd

单片机STC11F60的控制程序是在keill4编译环境下，通过C语言编译并通过串口下载到单片机STC11F60。程序代码如下：
/******************************************************************************
*程序思路说明： *

*关于频率和占空比的确定，对于12M晶振，假定PWM输出频率为1KHZ,这样定时中断次数 *
设定为C=10，即0.01MS中断一次，则TH0=FF,TL0=F6;由于设定中断时间为0.01ms，这样可以设定占空比
可从1-100变化。即0.01ms100=1ms *
*/
#include <regx51.h>
#include <INTRINS.H>
#define uchar unsigned char
#include <intrins.h>
#define OP_READ 0xa1 // 器件地址以及读取操作
#define OP_WRITE 0xa0 // 器件地址以及写入操作
#define MAX_ADDR 0x7f // AT24C02最大地址
/

TH0和TL0是计数器0的高8位和低8位计数器，计算办法:TL0=(65536-C)%256; *
TH0=(65536-C)/256,其中C为所要计数的次数即多长时间产生一次中断；TMOD是计数器*
工作模式选择，0X01表示选用模式1,它有16位计数器，最大计数脉冲为65536,最长时 *
间为1ms*65536=65.536ms *
******************************************************************************/
#define V_TH0 0XFF
#define V_TL0 0XF6
#define V_TMOD 0X01
#define V_TH1 0XFF
#define V_TL1 0XF6
#define V_TH2 0XFF
#define V_TL2 0XF6
unsigned char code dis_code[] = {0x7e,0xbd,0xdb,0xe7,0xdb,0xbd,0x7e,0xff};
// 写入到AT24C01的数据串
sbit SDA = P3^4;
sbit SCL = P3^3;
void start();
void stop();
unsigned char shin();
bit shout(unsigned char write_data);
unsigned char read_random(unsigned char random_addr);
void write_byte( unsigned char addr, unsigned char write_data);
void fill_byte(unsigned char fill_data);
void delayms(unsigned char ms);
void init_sys(void); /系统初始化函数/
void Delay5Ms(void);
unsigned char ZKB1,ZKB2,ZKB3,ZKB4,ZKB5,ZKB6,ZKB7,ZKB8,ZKB9,ZKB10,ZKB11,ZKB12,ZKB13,ZKB14,ZKB15,ZKB16,ZKB17,ZKB18;
unsigned char ZKB19,ZKB20,ZKB21,ZKB22,ZKB23,ZKB24,ZKB25,ZKB26,ZKB27,ZKB28,ZKB29,ZKB30,ZKB31,ZKB32;

unsigned char key_s, key_v, tmp,tmp1;
char code str[]={0x7e,0xbd,0xdb,0xe7,0xdb,0xbd,0x7e,0xff,0x7e,0xbd,0xdb,0xe7,0xdb,0xbd,0x7e,0xff,0x7e,0xbd,0xdb,0xe7,0xdb,0xbd,0x7e,0xff};
void send_str();
bit scan_key();
void proc_key();
void delayms(unsigned char ms);
void send_char(unsigned char txd);
unsigned char i;
unsigned char p;
unsigned char p1=0x00,p2,p3,p4;
void main (void)
{
init_sys();
ZKB1=40; /占空比初始值设定/
ZKB2=70; /占空比初始值设定/
ZKB3=20; /占空比初始值设定/
ZKB4=70; /占空比初始值设定/
ZKB5=30; /占空比初始值设定/
ZKB6=70; /占空比初始值设定/
ZKB7=80; /占空比初始值设定/
ZKB8=70; /占空比初始值设定/
ZKB9=50; /占空比初始值设定/
ZKB10=70; /占空比初始值设定/
ZKB11=40; /占空比初始值设定/
ZKB12=40; /占空比初始值设定/

ZKB13=40; /占空比初始值设定/
ZKB14=70; /占空比初始值设定/
ZKB15=60; /占空比初始值设定/
ZKB16=70; /占空比初始值设定/
ZKB17=40; /占空比初始值设定/
ZKB18=70; /占空比初始值设定/
ZKB19=20; /占空比初始值设定/
ZKB20=70; /占空比初始值设定/
ZKB21=30; /占空比初始值设定/
ZKB22=70; /占空比初始值设定/
ZKB23=80; /占空比初始值设定/
ZKB24=70; /占空比初始值设定/
ZKB25=50; /占空比初始值设定/
ZKB26=70; /占空比初始值设定/
ZKB27=40; /占空比初始值设定/
ZKB28=40; /占空比初始值设定/
ZKB29=40; /占空比初始值设定/
ZKB30=70; /占空比初始值设定/
ZKB31=60; /占空比初始值设定/
ZKB32=70; /占空比初始值设定/
SDA = 1;
SCL = 1;
// fill_byte(0x00); // 全部填充0xff
while(1)
{
if(RI) // 是否有数据到来
{
RI = 0;
tmp = SBUF; // 暂存接收到的数据
// tmp1=SBUF++;
// dis_code[i]=SBUF;
// 数据传送到P0口
// str[1]=SBUF;
write_byte(0X00, tmp);
// write_byte(0X00, str[1]);
// write_byte(0X01, tmp1);
P0 = read_random(0X00); // 循环读取24Cxx内容，并输出到P0口
// P2= read_random(0X01);
p1= read_random(0X00);
// p2= read_random(0X01);
//delayms(250);

send_char(tmp); // 回传接收到的数据
// send_str() ;
}
tmp1 = str[i];
write_byte(0X01, tmp1);
i++; // 下一个字符
P2 = read_random(0X01); // 循环读取24Cxx内容，并输出到P0口
if (!P0_0) //如果按了+键，增加占空比
{
Delay5Ms();
if (!P0_0)
{
ZKB1–;
// ZKB1=90;
}
}
if (!P0_1) //如果按了+键，增加占空比
{
Delay5Ms();
if (!P0_1)
{
ZKB1++;
// ZKB1=20;
}
}
if (!P0_2) //如果按了+键，增加占空比
{
Delay5Ms();
if (!P0_2)

{
ZKB2–;
// ZKB1=90;
}
}
if (!P0_3) //如果按了+键，增加占空比
{
Delay5Ms();
if (!P0_3)
{
ZKB2++;
// ZKB1=20;
}
}
if (!P0_4) //如果按了+键，增加占空比
{
Delay5Ms();
if (!P0_4)
{
ZKB3–;
// ZKB1=90;
}
}
if (!P0_5) //如果按了+键，增加占空比
{
Delay5Ms();
if (!P0_5)
{
ZKB3++;
// ZKB1=20;
}
}
if (!P0_6) //如果按了+键，增加占空比
{
Delay5Ms();
if (!P0_6)
{
ZKB4–;
// ZKB1=90;
}
}
if (!P0_7) //如果按了+键，增加占空比
{
Delay5Ms();
if (!P0_7)
{
ZKB4++;
// ZKB1=20;
}
}
if (!P2_0) //如果按了+键，增加占空比
{
Delay5Ms();
if (!P2_0)
{
ZKB5–;
// ZKB1=90;
}
}
if (!P2_1) //如果按了+键，增加占空比
{
Delay5Ms();
if (!P2_1)
{
ZKB5++;
// ZKB1=20;
}
}
// if (!SBUF) //如果按了-键，减少占空比
// {
// Delay5Ms();
// if (SBUF=0x02)
// {
// ZKB1–;
// }
// }
/对占空比值限定范围/
//if (ZKB1>99) ZKB1=1;
//if (ZKB1<1) ZKB1=99;
}
}
/******************************************************
函数功能：对系统进行初始化，包括定时器初始化和变量初始化/
void init_sys(void) /系统初始化函数/
{
/定时器TIME0初始化/
//TMOD=V_TMOD;
TH0=V_TH0;
TL0=V_TL0;
TR0=1;
ET0=1;
EA=1;
/定时器TIME1初始化/
TMOD = 0x20; // 定时器1工作于8位自动重载模式, 用于产生波特率
TH1 = 0xFD; // 波特率9600
TL1 = 0xFD;
SCON = 0x50; // 设定串行口工作方式
PCON &= 0xef; // 波特率不倍增
TR1 = 1; // 启动定时器1
// IE = 0x0; // 禁止任何中断
// TH2=V_TH2;
// TL2=V_TL2;
// TR2=1;
// ET2=1;
//EA=1;
}
//延时
void Delay5Ms(void)
{
unsigned int TempCyc = 1000;
while(TempCyc–);
}
/中断函数/

void timer0(void) interrupt 1 using 2
{
static uchar click=0; /中断次数计数器变量/
TH0=V_TH0; /恢复定时器初始值/
TL0=V_TL0;
++click;
if (click>=100) click=0;
if (click<=ZKB1) /当小于占空比值时输出低电平，高于时是高电平，从而实现占空比的调整/
P1_0=0;
else
P1_0=1;
if (click<=ZKB2)
P1_1=0;
else
P1_1=1;
if (click<=ZKB3) /当小于占空比值时输出低电平，高于时是高电平，从而实现占空比的调整/
P1_2=0;
else
P1_2=1;
if (click<=ZKB4)
P1_3=0;
else
P1_3=1;
if (click<=ZKB5) /当小于占空比值时输出低电平，高于时是高电平，从而实现占空比的调整/
P1_4=0;
else
P1_4=1;
if (click<=ZKB6)
P1_5=0;
else
P1_5=1;
if (click<=ZKB7) /当小于占空比值时输出低电平，高于时是高电平，从而实
现占空比的调整/
P1_6=0;
else
P1_6=1;
if (click<=ZKB8)
P1_7=0;
else
P1_7=1;
// if (click<=ZKB9) /当小于占空比值时输出低电平，高于时是高电平，从而实现占空比的调整/
//P2_0=0;
//else
// P2_0=1;
//if (click<=ZKB10)
//P2_1=0;
//else
//P2_1=1;
//if (click<=ZKB11) /当小于占空比值时输出低电平，高于时是高电平，从而实现占空比的调整/
// P2_2=0;
//else
// P2_2=1;
//if (click<=ZKB12)
//P2_3=0;
//else
//P2_3=1;
// if (click<=ZKB13) /当小于占空比值时输出低电平，高于时是高电平，从而实现占空比的调整/
//P2_4=0;
//else
// P2_4=1;
//if (click<=ZKB14)
// P2_5=0;
//else
//P2_5=1;
//if (click<=ZKB15) /当小于占空比值时输出低电平，高于时是高电平，从而实现占空比的调整/
// P2_6=0;
//else
//P2_6=1;
//if (click<=ZKB16)
//P2_7=0;
//else
// P2_7=1;
//if (click<=ZKB17) /当小于占空比值时输出低电平，高于时是高电平，从而实现占空比的调整/
// P3_0=0;
//else
//P3_0=1;
//if (click<=ZKB18)
// P3_1=0;
//else
//P3_1=1;
if (click<=ZKB19) /当小于占空比值时输出低电平，高于时是高电平，从而实现占空
比的调整/
P3_2=0;
else
P3_2=1;
//if (click<=ZKB20)
//P3_3=0;
//else
//P3_3=1;
// if (click<=ZKB21) /当小于占空比值时输出低电平，高于时是高电平，从而实现占空比的调整/
// P3_4=0;
//else
// P3_4=1;
if (click<=ZKB22)
P3_5=0;
else

P3_5=1;
if (click<=ZKB23) /当小于占空比值时输出低电平，高于时是高电平，从而实现占空比的调整/
P3_6=0;
else
P3_6=1;
if (click<=ZKB24)
P3_7=0;
else
P3_7=1;
}
void send_char(unsigned char txd)
// 传送一个字符
{
SBUF = txd;
while(!TI); // 等特数据传送
TI = 0; // 清除数据传送标志
}
void send_str()
// 传送字串
{
unsigned char i = 0;
while(str[i] != ‘\0’)
{
SBUF = str[i];
while(!TI); // 等特数据传送
TI = 0; // 清除数据传送标志
i++; // 下一个字符
}
}
void start()
// 开始位
{
SDA = 1;

SCL = 1;
nop();
nop();
SDA = 0;
nop();
nop();
nop();
nop();
SCL = 0;
}
void stop()
// 停止位
{
SDA = 0;
nop();
nop();
SCL = 1;
nop();
nop();
nop();
nop();
SDA = 1;
}
unsigned char shin()
// 从AT24Cxx移入数据到MCU
{
unsigned char i,read_data;
for(i = 0; i < 8; i++)
{
SCL = 1;
read_data <<= 1;
read_data |= (unsigned char)SDA;
SCL = 0;
}
return(read_data);
}
bit shout(unsigned char write_data)
// 从MCU移出数据到AT24Cxx
{
unsigned char i;
bit ack_bit;
for(i = 0; i < 8; i++) // 循环移入8个位
{
SDA = (bit)(write_data & 0x80);
nop();
SCL = 1;
nop();
nop();
SCL = 0;
write_data <<= 1;
}
SDA = 1; // 读取应答
nop();
nop();
SCL = 1;
nop();
nop();
nop();
nop();
ack_bit = SDA;
SCL = 0;
return ack_bit; // 返回AT24Cxx应答位
}
void write_byte(unsigned char addr, unsigned char write_data)
// 在指定地址addr处写入数据write_data
{
start();
shout(OP_WRITE);
shout(addr);
shout(write_data);
stop();
delayms(10); // 写入周期
}
void fill_byte(unsigned char fill_data)
// 填充数据fill_data到EEPROM内
{
unsigned char i;
for(i = 0; i < MAX_ADDR; i++)
{
write_byte(i, fill_data);
}
}
unsigned char read_current()
// 在当前地址读取
{
unsigned char read_data;
start();
shout(OP_READ);
read_data = shin();
stop();
return read_data;
}

unsigned char read_random(unsigned char random_addr)
// 在指定地址读取
{
start();
shout(OP_WRITE);
shout(random_addr);
return(read_current());
}
void delayms(unsigned char ms)
// 延时子程序
{
unsigned char i;
while(ms–)
{
for(i = 0; i < 120; i++);
}
}
上述程序中，单片机STC11F60串口只能接收到一个字节的16进制数，所以每次必须发送一个字节的16进制数，这样单片机才能接收。程序中的下面内容：
if(RI) // 是否有数据到来
{
RI = 0;
tmp = SBUF; // 暂存接收到的数据
// tmp1=SBUF++;
// dis_code[i]=SBUF;
// 数据传送到P0口
// str[1]=SBUF;
write_byte(0X00, tmp);
// write_byte(0X00, str[1]);
// write_byte(0X01, tmp1);
P0 = read_random(0X00); // 循环读取24Cxx内容，并输出到P0口
// P2= read_random(0X01);
p1= read_random(0X00);
// p2= read_random(0X01);
//delayms(250);
send_char(tmp); // 回传接收到的数据
// send_str() ;
}

这段代码实现的内容是将串口接收的一个字节数据存储到24C04中的0X00寄存器中，并输出到单片机的P0端口，并赋值给p1，最后有将接收到的数据从串口发送出去。
tmp1 = str[i];
write_byte(0X01, tmp1);
i++; // 下一个字符
P2 = read_random(0X01); // 循环读取24Cxx内容，并输出到P0口
这段代码实现的功能是将str[i]数组赋值给tmp1，并写入到24C04的0X01寄存器中，并输出到单片机的P2端口。
if (!P0_0) //如果按了+键，增加占空比
{
Delay5Ms();
if (!P0_0)
{
ZKB1–;
// ZKB1=90;
}
}
if (!P0_1) //如果按了+键，增加占空比
{
Delay5Ms();
if (!P0_1)
{
ZKB1++;
// ZKB1=20;
}
}
这段代码实现的功能是将P1_0端口的PWM方波的占空比减小或增大。
void timer0(void) interrupt 1 using 2
{
static uchar click=0; /中断次数计数器变量/
TH0=V_TH0; /恢复定时器初始值/
TL0=V_TL0;
++click;
if (click>=100) click=0;
if (click<=ZKB1) /当小于占空比值时输出低电平，高于时是高电平，从而实现占空比的调整/
P1_0=0;
else
P1_0=1;
这段代码的功能是利用定时器TIME0产生PWM方波。
void init_sys(void) /系统初始化函数/
{
/定时器TIME0初始化/
//TMOD=V_TMOD;
TH0=V_TH0;
TL0=V_TL0;
TR0=1;
ET0=1;
EA=1;

/定时器TIME1初始化/
TMOD = 0x20; // 定时器1工作于8位自动重载模式, 用于产生波特率
TH1 = 0xFD; // 波特率9600
TL1 = 0xFD;
SCON = 0x50; // 设定串行口工作方式
PCON &= 0xef; // 波特率不倍增
TR1 = 1; // 启动定时器1
// IE = 0x0; // 禁止任何中断
// TH2=V_TH2;
// TL2=V_TL2;
// TR2=1;
// ET2=1;
//EA=1;
}
这段代码的功能是利用初始化定时器TIME1，进行串口数据接收或发送。
上述的一种具有12路PWM直流电机的串口遥控机器人，所述的是一种具有12路PWM直流电机的串口WIFI遥控机器人。
附图说明
下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
图1为本实用电路图。
图1中，1.单片机STC11F60，2. WIFI模块，3.24C04存储器，4.12路PWM直流电机。
具体实施方式
图1中，单片机STC11F60(1)的P3.0，P3.1端口连接WIFI模块，单片机STC11F60(1)的P3.4，P3.4端口连接24C04存储器。STC11F60单片机（1）的P1中的P1.0, P1.1, P1.2, P1.3, P1.4, P1.5, P1.6，P1.7端口，P3 中的P3.2, P3.5, P3.6, P3.7端口，上面总共12路IO口，每个IO口连接一路直流电机。
图1中，单片机STC11F60(1)从串口接收或发送数据到WIFI模块（2），单片机STC11F60从24C04中读取或写入数据。STC11F60单片机（1）的P1中的P1.0, P1.1, P1.2, P1.3, P1.4, P1.5, P1.6， P1.7端口，P3 中的P3.2, P3.5, P3.6, P3.7端口，上面总共12路IO口，每个IO口产生一路PWM信号，并连接一路直流电机。
在这里插入图片描述