声控舞蹈机器人.pps

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1、舞蹈机器人,机器人制作 项目四,说课稿,电力工程系 刘远明,由单片机程序控制，能顺序完成一定动作的机器人。 舞蹈机器人可只是按照一定程序完成预定的一些动作,结构比较简单,具有机器人的基本结构和要素,是制作其他高水平智能机器人的基础。,舞蹈机器人？,在本项目开始前,我们来回忆一下前面几个项目的内容: 在项目一 我们设计制作了机器人的车体 项目二 我们设计焊装了单片机控制板 项目三 我们学习了单片机编译软件KEIL的使用 通过前面的学习和制作,我们了解到了机器人由机械、电路、软件等几部分组成。 机械部分：包括车体、车轮、电动机等部件。 电路部分：包括单片机控制电路、电机驱动电路、（传感电路、）电源

2、电路等。 (机械部分和电路部分也可归为硬件部分) 他们组成了机器人的躯体。 软件部分:主要是编写的程序，把对机器人的运动状态按要求编写成指令，写入单片机，再由单片机端口控制机械运动部分完成各种预设的动作。 软件就是机器人的灵魂了。 项目四将帮助我们给机器人注入灵魂，使机器人能够运动起来。,项目四 声控舞蹈机器人,项目引导 任务驱动 组织教学,项目目标：,制作一个机器人，能按事先编写的程序完成相关的动作，机器人由声控启动。,知识与能力目标： 1、复习单片机编程方法和指令，利用机器人这个平台，学会用单片机对实际对象的智能化控制，真正掌握单片机的应用技术。 2、熟悉单片机对机器人控制的基本原理，了解

3、各种接口电路，能正确连接装配机器人。 3、复习模拟电子技术相关知识，自行设计一个声控电路，并制作成为一个声控模块备用。 4、进一步熟悉KEIL软件的使用方法，正确编写、调试机器人的运行程序。,项目技术要求： 1、制作完成的机器人，能正确执行走口字、走0字、走8字等基本动作和规定动作。 2、自行设计制作声控模块，外形小巧，焊点光亮、工作可靠，和单片机连接吻合。 3、机器人接通电源时不工作，拍手后启动，按设定程序工作，程序完成后，能自动停止。,项目内容,任务一 认识机器人的控制原理 任务二 机器人控制代码的编写 任务三 舞蹈程序的编写 任务四 声控模块设计制作 任务五 舞蹈机器人调试 大课业：舞蹈

4、机器人竞赛,任务一 认识机器人的控制原理 任务目标：了解单片机对电动机运行的控制方法，掌握电动机各种控制的程序编写原理,车体结构示意图,课题1 舞蹈机器人运行原理,最简结构的机器人,课题2、单片机与电动机的连接,AT89S51单片机,驱动电路专用芯片,左右电机与控制电路端口关系,编程指令 SETB P2.3 CLR P2.2 CLR P2.1 SETB P2.0,指令解释： SETB-指定端口为高电平 CLR-指定端口为低电平,课题3、机器人的方向控制,课题3、机器人的方向控制,CLR P2.3 SETB P2.2 SETB P2.1 CLR P2.0,课题3、机器人的方向控制,CLR P2.

5、3 CLR P2.2 CLR P2.1 SETB P2.0,课题3、机器人的方向控制,SETB P2.3 CLR P2.2 CLR P2.1 CLR P2.0,任务二、机器人控制代码的编写,任务目标：学会端口电路的分析方法，能够正确编制电动机驱动编码，为正确编制单片机驱动程序做准备。,课题1、编写单片机控制端口状态编码表,先根据驱动原理和单片机与电动机连接的端口结构，编写机器人运行状态的编码表 如，机器人前进运行：按照前面分析，单片机P2.3、P2.0为高电平，P2.2、P2.1为低电平，则，这四个端口的输出状态可用二进制表示为： 1001 前进 0110 后退 0001 左转 1000 右转

6、 。 由此编写出控制端口的编码表,单片机电机控制端口编码表,课题2、机器人运行指令编写,好了，我们来给机器人编写运行指令 按照上面的分析和连接，用单片机控制机器人前进，指令可用两种方法编写： 1、直接用位指令定义单片机控制端口： SETB P2.3 ；定义指定端口为1（高电平输出） CLR P2.2 ；端口清零，输出为0（低电平输出） CLR P2.1 SETB P2.0 把这段指令写入单片机，机器人就会向前行走。 同样，可以用这种方法实现机器人的其他状态的运行。 2、用编码方法 直接把前面单片机状态编码表中前进状态的编码送到P2端口即可： MOV P2,#0F9H ;把0F9H代码送P2端口

7、，机器人前进 MOV P2,#0F1H ;把0F1H代码送P2端口。机器人左转 显然，用编码的方式写指令，程序要简洁很多。,课题3、机器人运行实例-机器人走正方形,现在我们来编写一段机器人走正方形的程序，熟悉一下单片机一些指令的使用方法； 思考：怎样完成？ 基本思路：前进-左转-前进-左转-前进-左转-前进-左转-停止,机器人走正方形：;机器人走正方形： ORG 00H ;程序开始 JB P1.7,$ ;声控启动 D0: MOV P2,#0F9H ;小车前进 ACALL YS20S ;延时20S钟 MOV P2,#0F8H ;小车右转 ACALL YS100MS ;延时100MS MOV P2

8、,#0F9H ;小车前进 ACALL YS20S ;延时20S钟 MOV P2,#0F8H ;小车右转 ACALL YS100MS ;延时100MS MOV P2,#0F9H ;小车前进 ACALL YS20S ;延时20S钟 MOV P2,#0F8H ;小车右转 ACALL YS100MS ;延时100MS MOV P2,#0F9H ;小车前进 ACALL YS20S ;延时20S钟 AJMP D0 ;返回,YS20S:MOV R3,#200 ；20S延时程 Y2: CALL YS100MS DJNZ R3,YS100MS RET YS100MS: ；100ms延时程序 MOV R1,#20

9、0 Y1: MOV R2,#250 DJNZ R2,$ DJNZ R1,Y1 RET END,任务三、舞蹈程序的编写(课堂练习),任务目标：学会编些机器人各种运行状态的基本程序 学习方法：讨论，编程、仿真、实验！,课题1、机器人做减速运动 思路：让机器人走走停停，相同的时间，行走的距离短，速度变慢，这种改变机器人速度的方法，被称为脉宽调制法（教材P40页）。 课题2、机器人做圆周运动 思路：让机器人一个轮运行慢一点，一个正常运行，可实现沿一定半径转弯的效果！ 思考：转弯半径与运动速度的关系？ 课题3、机器人走8字 思路：两个不同方向的圆周运动连接起来！ 课题4、让机器人完成多姿多彩的舞蹈动作

10、思路：自己设计！运行时间1分钟，动作越多，分数越高。 课题5、扩展-给机器人增加双臂、脑袋，并让它们也动起来！,编程结果可先用PROTEUS软件仿真,用软件仿真编写和调试程序可大大提高编程效率，学生应熟练掌握！,任务四、声控模块设计制作,任务目标：设计并制作一个声控模块，用于机器人控制之中。 学习方法：讨论，各自展示自己的设计，并互相分析科学性、合理性。,课题1、声控电路的设计,1、声控电路基本要求： 控制声源为拍手声，1米内拍手可对机器人有效控制，电路形式不限，但应尽量简洁。 2、声控电路原理图： 根据要求自行设计，可参考相关资料，要求用PROTEL99绘制出电路原理图。 3、声控电路元件选

11、用 按电路要求进行,课题2、声控电路模块制作 由于电路相对比较简单，可用万能电路板焊装，先绘制接线图，再焊接！ 特别注意：一定要和单片机系统板配合设计，特别是和系统板的连接，要灵活方便！ 课题3、声控模块的使用 在前面的程序中，插入一句控制程序，即可检验声控模块是否可用： 如果声控输入端口在P1.7端口，在程序运行开始，加上：JB P1.7,$ 即可，为什么呢？想一想！,任务五、舞蹈机器人调试运行,任务目标：载入编写好的程序，调试运行舞蹈机器人。,将机器人车体、单片机控制板、声控模块、电动机驱动电路、电源电池等按要求装配起来，组成一个完整的机器人。,课题1、装配机器人,给机器人套上外衣,课题2

12、、把程序载入单片机,将编写好的机器人控制程序写入单片机中。,按下面步骤下载程序到单片机: 软件编译得到-HEX单片机代码-调入烧写专用软件-用下载线连接单片机和电脑-将HEX代码写入单片机,1、程序编译-用KEIL软件把完成的机器人运行程序编译成为HEX代码，当然也可以用伟福等其它软件进行编译。,2、下载线与单片机连接准备为单片机写入代码,3、用下载软件把HEX代码写入单片机,程序烧写完成，可以运行你的机器人了！,课题3、机器人调试运行,打开电源开关，运行机器人。 在开始实验时，可暂时不用声控模块，在P1.7口安装一个按钮开关，用按按钮的方法替代声控模块的作用，启动机器人，这样可避免声控模块的原因影响机器人的正常启动，实验成功后，再装上声控模块，用拍手的方式驱动机器人,大课业：舞蹈机器人竞赛,1、规定动作竞赛（程序编写最快的50分，运行效果最好的50分） ：机器人按事先给定的动作要求编写程序，在规定的时间里完成程序编写和下载并启动机器人运行，按完成的时间和运行效果给出竞赛成绩。 2、自编动作表演（时间一分钟，每个动作10分，满分100分，一分钟左右应自动停止工作。）：拍手启动机器人，运行一分钟后自动停止，统计完成动作的种类，鼓励在舞蹈机器人身上加装其它运动肢体，作出更多动作。 3、竞赛成绩作为项目考核成绩记入同学们的课业成绩表中，作为本课程期末考核成绩的重要依据。,谢谢！,