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1、实训项目二 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CSD55XX它机控制原理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 进行设置。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16。2. 控制 1 号舵机快速正转 3 秒，然后慢速反转 3 秒后停止。3. 同时控制 1 号 2 号舵机快速正转和 3 号 4 号舵
2、机快速反转 5 秒，停止 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，如此反复进行。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， 14号舵机再慢速反转 10秒，停止。三、实验设备1. CSD55XX舵机，6 个2. 多功能调试器， 1 个3. MultiFLEX 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） CSD55X舵机1. 引脚定义proMOTIOCDS系列机器人舵机电气接口如下图，两组引脚定义一致的接线端子可将舵机逐个串
3、 联起来。nffiii2. 舵机通讯方式CDS55X）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。CDS55XX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 对其进行参数设置、功能控制。通过异步串行接口发送指令，CDS55X）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，CDS55X）可以作为直流减速电机使用，速度可调; 在位置控制模式下，CDS55xX拥有0-300的转动范围，在此范围内具备精确位置控制性能
4、， 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CDS55X）进行通讯，对CDS55x进行各种 控制。主要有以下两种形式：12PCDebugerCDS55XX方式1:通过调试器控制CDS55xxPC机会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CDS55xx CDS55xx会执行数据包的指令，并且返回应答数据包。RobotServoTermi nal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CDS55xx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
5、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异步串行接口进行时序控制，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 CDS55xx通讯的UART接口必须如下图所示进行处理GNI 74HC126（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 AVRISR
6、数字舵机调试器之间相互切换。可以对AVR控制器进行串口通讯调试和程序下载，可以对proMotioCDS5500数字舵机进行调试和控制。具体功能及接口定义如图1.1、1.2所示：卜舉帯疲T机器人舵机擡打图1.1多功能调试器接口定义2.结构尺寸电路板背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：L70mm63,50mm3.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。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”，
7、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”开始安装驱动。(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：COMffi LPT,即可 看到端口号“ USB Serial Port (COM1) ”。-孚诱口 (COM 和 LPT) U5B Serial Port (COH1) nn l2i “显匹/穴4. 线序定义IDC头戟序定罠5针社邦去线中3针杜那去城序备注1、SCK52.RXD2MISO44.TXD35、MOSI36.GND1三角号针脚/ */RST28.NC9、GND1三毎号针脚10、NC注意；TDC
8、头、社托头的第一脚有 5 标示。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勺指示灯亮起，表明调试器工作在 RS232莫式， 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，表明调试器工作在AVRISP莫式 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，
9、表明调试器工作在 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 口对其进行供电。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范围。（三） RobotServoTerminal 舵机调试系统RobotServoTermi nal软件是北京博创兴盛机器人技术有限公司针对 CDS55XX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
10、 I D 、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：Part 1 ：串口操作，主要用于串口的打开和关闭。Com串口号输入框；Baud:串行通信波特率选择列表；Open打开串口按钮；所有对舵机的操作必须在串口打开的情况下才有效；打开后该区域绿色的灯会变成红色；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，搜索舵机时采用广播指令搜索，搜索速度较 快；如
11、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行搜索； All Baud ：全波特率模式，逐一使用 Baud 下拉框中的波特率进行搜索； 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:开始搜索按钮；点击后即以前面设定的模式进行搜索，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 ”，再次点击即可停止查询；Clear ：清空列表框中内容；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。Part 4 ：舵
12、机常用操作页面。详细内容见后面介绍。Part 5 ：系统按钮，用于软件的最小化和退出。2.1.1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
13、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.流程图任务1.编程截屏1 tir kde R阵 stenhsk.h2 vlfits sniMjnPHkqi 0：j imt iuin()1(11112卜ndt(；HF I nltsr呗眄ME HIM JHrPtNGB lFSetWljr?rt(hBlll0FFF)；FSrtlTNHofc(1h1)；IfSerMAEtiMt任务2.流程图任务2.编程截屏任务3.流程图M-51 :.F号哪9屮沖）|0。SeiwfNServo NJEHDSarvoNwhil 叫SeruotfMjServy(iN)5enu UH)L-1J1PIivctNl六、实验结果（小结）通过这次实训，我对舵机控制原理有了基本的了解，其中包括R/C舵机控制原理、CSD55XX 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。