[发明专利]一种基于80C196KC单片机的舞蹈机器人控制系统

说明书

所属技术领域

本发明涉及一种基于80C196KC单片机的舞蹈机器人控制系统，适用于机械领域。

背景技术

舞蹈机器人集软件与硬件于一体，是一个比较完善的系统，其设计需要控制、机械、舞蹈与音乐等各方面的相互融合。控制系统则是整个舞蹈机器人的核心，其设计的好坏，将严重影响到整个舞蹈机器人的性能。

发明内容

本发明提出了一种基于80C196KC单片机的舞蹈机器人控制系统，不仅能正确接收、解释PC机的命令，实现舞蹈动作的编辑、存储，还能够调用所设计的控制算法，控制电机执行舞蹈动作。

本发明所采用的技术方案是。

所述舞蹈机器人控制系统的硬件部分包括电源模块、单片机及外围接口电路模块、存储模块、串行通信模块、电机驱动控制模块及防碰撞模块六大部分。

所述电源模块主要用来给光电隔离前的芯片、光电隔离后的芯片、舵机与直流电机分开供电，使其相互之间不会产生干扰。在电源模块中，由于采用同一个+8V镍锡电池供电，故设计中采用了DC/DC转换模块CD05SOSlSW、光电祸合、7805稳压电路，实现电压的转换和信号的隔离，从而保证其余各电路的正常工作和排除相互之间的干扰。

所述单片机及其外围接口电路模块包括单片机、时钟电路、复位电路、外部程序存储电路。单片机采用Intel公司的80C196KC，它是16位的高性能嵌入式控制器，其内部集成了488字节的RAM，可寻址64K字节，具有40个可编程I/0口、6个高速输出口、3路PWM输出。时钟电路给系统提供时间基准，设计时采用12MHz晶振。由于所采用的80C196KC片内不带ROM，因此在片外扩展了8K的外部存储器2764，以便存放程序和指令。

所述串行通信模块主要用于80C196KC单片机与PC机之间的RS-232串行通信。由于PC机的COM口符合RS-232标准，80C196KC单片机上的串行接口是CMOS电平，在RS-232与TTL或CMOS电平通信时，需要电平转换，因此，设计时利用MAX202芯片来作电平转换。MAX202芯片是MAXIM公司生产的、包括两路接收器和驱动器的RS-232电平转换芯片，适用于各种232通信接口，其内部有1个电源电压变换器，可以把输人的+SV电源电压变换成RS-232输出电平所需的±10V电压。

所述控制系统的软件由PC机上的软件设计和单片机上的软件设计两部分组成，单片机上的控制程序包括一个主程序和相应的中断服务子程序。其中P0.5是串行通信的开关控制量，不等于1，表示单片机进入串行中断等待，进而可以与PC机进行数据交换，等于1，表示程序往下执行；P0. 4是机器人开始跳舞的遥控开关，等于1，表示机器人开始跳舞，否则，机器人保持原来状态。

所述串行中断服务子程序实现80C196KC从PC机下载舞蹈动作和由80C196KC向PC机上传舞蹈动作。通过串行中断，利用80C196KC的TXD , RXD引脚与PC机的COM口实现串行通信，二者之间采用全双工的异步通信模式，其波特率设为9600，此外为了保证数据的正确传输，软件设计了握手协议。在传输数据前，先进行单片机与PC机的握手，采用“(”与“)”一对字符进行握手，握手协议通过，表示单片机与PC机建立了可靠的通信，就可以进行数据传输了。

本发明的有益效果是：整个系统经过仿真调试，不仅能正确接收、解释PC机的命令，实现舞蹈动作的编辑、存储，还能够调用所设计的控制算法，控制电机执行舞蹈动作。

附图说明

图1是本发明的控制系统硬件框图。

图2是本发明的直流电机驱动控制电路。

图3是本发明的机器人程序控制总流程。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

如图1，舞蹈机器人控制系统的硬件部分包括电源模块、单片机及外围接口电路模块、存储模块、串行通信模块、电机驱动控制模块及防碰撞模块六大部分。

电源模块主要用来给光电隔离前的芯片、光电隔离后的芯片、舵机与直流电机分开供电，使其相互之间不会产生干扰。在电源模块中，由于采用同一个+8V镍锡电池供电，故设计中采用了DC/DC转换模块CD05SOSlSW、光电祸合、7805稳压电路，实现电压的转换和信号的隔离，从而保证其余各电路的正常工作和排除相互之间的干扰。