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1、三自由度机械臂 计算机控制系统 作者： 姜陈炀 徐超 指导教师：陈国定 一、课题介绍 n本课题研究了一种三自由度机械臂的控制 方法与实现，采用伺服舵机驱动，单片机 +PC机两级控制，完成控制系统的软硬件 设计。单片机通过RS-232串口接收来自上 位机的运动指令，并将其转换成伺服舵机 的运动控制脉冲，输出并驱动伺服舵机， 实现了机械臂各关节的运动控制。 总体方案 第一关节 第三关节 第二关节 单片机 控制板 机械手 (电磁铁) 二、解决的关键技术 n1、上位机部分：PC控制界面设计、 RS-232通信程序； n2、单片机控制部分：通信接口、I/O 接口； n3、电机驱动与定位控制 三、完成的主
2、要工作 1. 单片机控制板设计 芯片选择：C8051F系列单片机 优点：资源丰富，内部有AD、DA等可以使用软件 进行配置，大大简化了硬件电路，也大大方便 了功能扩展；运行速度快，70的指令只需1 2个系统时钟周期，而不用进行12分频，最高可 达25M速度，比传统51单片机快至少10倍。并 且其片内调试电路提供全速、非侵入式的在系 统调试，不需要仿真器，而只需要一个适配器 就可以进行在线调试。 单片机控制板原理图： 显示模块原理图 2. 执行器： 采用伺服舵机 实现各环节运动控制； 能同时控制多个关节的运动； 有较高的定位精度。 伺服舵机控制图 伺服舵机定位控制原理 3. 上位机人机界面设计 采用VB编写 界面图 串口配置： 4. RS232串行通信 接口电路设计 接口程序设计 单片机通信方式： n通信时序采用方式1 方式1提供标准的异步、全双工通信，每个数据字节共使 用10位：一个起始位、8个数据位（LSB在先）和一个停 止位。数据从TX引脚发送，在RX引脚接收（。在接收时 ，8个数据位存入SBUF，停止位进入RB8（SCON.2） 通信协议格式 主程序流程图 串行通信子程序流程图： 5. 5. 机械臂制作（模型）机械臂制作（模型） 谢谢指导！
