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一、整體框架：
（1）設計功能：
①能完成多方向行走以及其他的自定義的動作。（前進，后撤，左右轉，避障）;
②可自動避障;
（2）功能框架：
（3）使用器材：
①STC89C52單片機、74LS04（反相器）;
②藍牙串口通信模塊;
③超聲波測距模塊;
④9G舵機18個;
⑤PVC線槽若干（模具）;
⑥PCB轉印板;
⑦螺絲螺母若干。
⑦keil3軟件
二、工作原理：
（1）藍牙串口通訊模塊：
藍牙串口通訊模塊接收手機藍牙軟件發送字符串信號，單片機通過串口通訊協議處理藍牙模塊接收到的信息，再根據信息的內容來判斷機器人將進行的下一步行動。
（2）超聲波測距模塊：
超聲波模塊向某一方向發射超聲波，在發射時刻的同時開始計時（傳出低電平），超聲波在空氣中傳播，途中碰到障礙物就立即返回來，超聲波接收器收到反射波就立即停止計時（回到高電平），根據低電平的長短來計算測量距離。（超聲波在空氣中的傳播速度為340m/s，根據計時器記錄的時間t，就可以計算出發射點距障礙物的距離（s），即：s=340t/2）
（3）舵機控制：
控制電路板接受來自信號線的控制信號，控制電機轉動，電機帶動一系列齒輪組，減速后傳動至輸出舵盤。舵機的輸出軸和位置反饋電位計是相連的，舵盤轉動的同時，帶動位置反饋電位計，電位計將輸出一個電壓信號到控制電路板，進行反饋，然后控制電路板根據所在位置決定電機轉動的方向和速度，從而達到目標停止。舵機的控制信號周期為20MS的脈寬調制（PWM）信號，其中脈沖寬度從0.5-2.5MS，相對應的舵盤位置為0-180度，呈線性變化。也就是說，給他提供一定的脈寬，它的輸出軸就會保持一定對應角度上，無論外界轉矩怎么改變，直到給它提供一個另外寬度的脈沖信號，它才會改變輸出角度到新的對應位置上。
在我們的作品中，18路舵機分成2組，分別用一個內部定時器來控制，產生對應舵機的PWM信號（首先定時器1生成第一個舵機的脈寬，再生成第二個舵機的，到第9個舵機為止，然后定時器2以同樣方式生成剩余的9個舵機的PWM信號，以此往復）。
三、制作過程：
（1）仿真原理圖：
（2）PCB制作：
（3）硬件搭建：
《a》肢體制作：
材料：PVC線槽，PVC板
①模型制作：（純手工割出來的）
②舵機改造：
③整體：
四、調試以及問題解決：
①結構問題：
我們認為，整體的外形結構是決定作品成敗的關鍵。經過多種材料的試驗，最終我們選擇了容易裁剪、硬度基本滿足的PVC線槽來改裝拼接肢體，軀體使用更厚的塑料板。經歷一周的純手工加工改造后，完成了整個模型的制作。
②供電問題：
由于我們使用的是9G舵機，性能較差，扭力不夠，無法支撐起我們設計的電源與穩壓模塊，最后放棄了內嵌的電源，使用實驗室的可調電源箱通過電線來供電，無法獨立開來也是我們的唯一遺憾。
③機器抖動問題
由于89C52只有6個內部中斷，遠遠無法滿足18個舵機的控制，并且其他功能模塊也要使用到內部中斷。所以我們將18路舵機分成了2組，初始時一個接一個舵機（每個舵機20ms周期）來發送PWM，但這也產生了發送一次18路PWM的總周期長度太大（18*20=360ms），足以產生被人眼所察覺的抖動。經過反復研究，讓當前舵機的PWM信號在上一個PWM信號的低電平處開始產生高電平（在上一個PWM的高電平結束后）如下圖，大大縮短了18路舵機一次動作的總周期長度（經過18路后，總周期長度為一個PWM的周期長度約20ms），使抖動無法被人眼所觀察。
代碼挺多，給出主要的舵機控制代碼，代碼看不懂沒關系，后面有解釋：
#include《reg52.h》
#include《intrins.h》
#include《dongzuo.h》
#define ucharunsigned char
#define uintunsigned int
//PWM
sbit PWM0 = P1^0;
sbit PWM1 = P1^1;
sbit PWM2 = P1^2;
sbit PWM3 = P1^3;
sbit PWM4 = P1^4;
sbit PWM5 = P1^5;
sbit PWM6 = P3^4;
sbit PWM7 = P3^5;
sbit PWM8 = P3^6;
sbit PWM9 = P3^7;
sbit PWM10 = P2^0;
sbit PWM11 = P2^1;
sbit PWM12 = P2^2;
sbit PWM13 = P2^3;
sbit PWM14 = P2^4;
sbit PWM15 = P2^5;
sbit PWM16 = P2^6;
sbit PWM17 = P2^7;
//超聲波測距
sfr T2MOD = 0XC9; //定時器2模式控制寄存器地址
sbit Trig =P3^2;
sbit Echo =P3^3;
unsigned intdistance;
uchar DZCS =0x11; //控制動作
uchar buf;
uchar sd=3;
bit flag=0; //是否發送字符
bit CSB =0; //超聲波啟動控制位
bit HZ=0; //后退后左轉控制位
uchar PWMscan =0;
uchar PWMscan1 =0;
uchar PWMval［］={//初始姿態
0xf8，0x8f，0xf7，0x05，0xf9，0x8c，/*5*/ 0xfa，0x0d，0xf8，0x0b，0xf9，0x67，/*b*/ 0xfa，0xd4，0xf7，0x94，0xf9，0xcb，/*11*/
0xfa，0xad，0xfc，0xdd，0xfb，0x58，/*17*/ 0xfa，0xe9，0xfc，0xfc，0xfb，0x39，/*1d*/ 0xfc，0x18，0xfc，0xca，0xfb，0x00/*23*/
};
void delay（uint a）
{
uchar j;
for（a;a》0;a--）
for（j=0;j《112;j++）
;
}
void task00（）
{
if（PWMscan==1） //第1路PWM。
{
PWM0=1;
TH0=PWMval［0］;
TL0=PWMval［1］;
}
else if（PWMscan==2） //第2路PWM。
{
PWM0=0;
PWM1=1;
TH0=PWMval［2］;
TL0=PWMval［3］;
}
else if（PWMscan==3） //第3路PWM。
{
PWM1=0;
PWM2=1;
TH0=PWMval［4］;
TL0=PWMval［5］;
}
else if（PWMscan==4） //第4路PWM。
{
PWM2=0;
PWM3=1;
TH0=PWMval［6］;
TL0=PWMval［7］;
}
else if（PWMscan==5） //第5路PWM。
{
PWM3=0;
PWM4=1;
TH0=PWMval［8］;
TL0=PWMval［9］;
}
else if（PWMscan==6） //第6路PWM。
{
PWM4=0;
PWM5=1;
TH0=PWMval［10］;
TL0=PWMval［11］;
}
else if（PWMscan==7） //第7路PWM。
{
PWM5=0;
PWM6=1;
TH0=PWMval［12］;
TL0=PWMval［13］;
}
else if（PWMscan==8） //第8路PWM。
{
PWM6=0;
PWM7=1;
TH0=PWMval［14］;
TL0=PWMval［15］;
}
else if（PWMscan==9） //第9路PWM。
{
PWM7=0;
PWM8=1;
TH0=PWMval［16］;
TL0=PWMval［17］;
}
else if（PWMscan==10） //給一定低電平，將周期拉長
{
PWM8=0;
TH0=0xFF;
TL0=0xd2;
PWMscan=0;
TR0 = 0; //關定時器0，開定時器1
TR1 = 1;
}
PWMscan++;
}
void task01（）
{
if（PWMscan1==1） //第10路PWM。
{
PWM9=1;
TH1=PWMval［18］;
TL1=PWMval［19］;
}
else if（PWMscan1==2） //第11路PWM。
{
PWM9=0;
PWM10=1;
TH1=PWMval［20］;
TL1=PWMval［21］;
}
else if（PWMscan1==3） //第12路PWM。
{
PWM10=0;
PWM11=1;
TH1=PWMval［22］;
TL1=PWMval［23］;
}
else if（PWMscan1==4） //第13路PWM。
{
PWM11=0;
PWM12=1;
TH1=PWMval［24］;
TL1=PWMval［25］;
}
else if（PWMscan1==5） //第14路PWM。
{
PWM12=0;
PWM13=1;
TH1=PWMval［26］;
TL1=PWMval［27］;
}
else if（PWMscan1==6） //第15路PWM。
{
PWM13=0;
PWM14=1;
TH1=PWMval［28］;
TL1=PWMval［29］;
}
else if（PWMscan1==7） //第16路PWM。
{
PWM14=0;
PWM15=1;
TH1=PWMval［30］;
TL1=PWMval［31］;
}
else if（PWMscan1==8） //第17路PWM。
{
PWM15=0;
PWM16=1;
TH1=PWMval［32］;
TL1=PWMval［33］;
}
else if（PWMscan1==9） //第18路PWM。
{
PWM16=0;
PWM17=1;
TH1=PWMval［34］;
TL1=PWMval［35］;
}
else if（PWMscan1==10） //給一定低電平，將周期拉長
{
PWM17=0;
TH1=0xFf;//b1 //這是一個大概的值，由于每一組的PWMval的總和（PWMval中定時器的間隔的總和就是一個周期）不一致，
//所以會導致周期不一定是20ms，但大概可以控制在20ms左右，也是因為周期的不固定，所以才需要
TL1=0xd2;//e0 //調整每一個舵機的實際的占空比。
PWMscan1=0;
TR0 = 1;//開定時器0
TR1 = 0;//關定時器1
}
PWMscan1++;
}
void TImer0（）interrupt 1
{
task00（）;//控制前9路PWM
}
void TImer1（）interrupt 3
{
task01（）;//控制后9路PWM
}
在實際過程中，或許是由于舵機的質量問題，又或者是其他問題，舵機的角度控制總是難以運用原理上的公式來控制角度，都是實際操作，手動調整高電平的寬度，當達到合適的值的時候，然后再把相應的代碼記錄下來。
單片機的高電平寬度是通過定時器的兩個寄存器控制的，所以操作舵機的轉動就變成操作定時器的寄存器，再具體一點就是要得到TH、TL兩個值。（定時器高低位的差值對應高電平的寬度）
在代碼上，在控制第幾路舵機的時候，TH、TL的值已經定死了為哪一個PWMval［？］，比如第18路：
TH1=PWMval［34］;
TL1=PWMval［35］;
這將決定此時第18路舵機的轉動角度是多少，那么怎么控制下一次該舵機的轉動角度呢？答案很簡單，就是把PWMval［34］;PWMval［35］;的值修改一下就可以了，其他的舵機同樣是這個道理。所以，機器人的一個姿態就可以變為這樣：機器人姿態→18路舵機的角度→18個TH、TL的值→一個36個元素的數組PWMval的值。
所以，一個動作姿態就可以用這樣一個函數來確定：
void DZ（ucharPWM［］）//動作
{
uchar i;
for（i=0;i《36;i++）
PWMval［i］=PWM［i］;
}
明白了這個之后，就是對每一個姿態收集數據了，在制作過程，我是把TH和TL的兩個值顯示在數碼管上，然后記錄下來的。
后面又加入了藍牙控制模塊，超聲波測距，發現51單片機的定時器不太夠用，改成了52系列的單片機，還一個定時器即用藍牙模塊，又用超聲波測距，現在想來真佩服自己。給出控制代碼，大家自行研究：
//***************************中斷初始化**************************
void Init（）
{
TMOD |= 0x11;//定時器0、1
ET0 = 1;//使能定時器0中斷
TR0 = 1;//開啟定時器0，定時器1中斷在定時器0開始后才打開
ET1 = 1;//使能定時器1中斷
IT1 = 0;//外部中斷1，低電平觸發 （邊沿高變低）
EX1 = 1;//開外部中斷1
//定時器2用于波特率的產生
SCON=0x50;
PCON=0x00;
RCAP2H=0xFF;
RCAP2L=0xDC;//設置波特率為9600
T2CON=0x34;//將定時器2設置為波特率發生器（接收和發送都用TImer2） //此處包括啟動T2
ES=1; //串口中斷
EA = 1;//開總中斷
}
void TImer0（）interrupt 1
{
task00（）;//控制前9路PWM
}
void timer1（）interrupt 3
{
task01（）;//控制后9路PWM
}
void serial（） interrupt 4
{
EA=0; //其余中斷全停
if（RI）
{
RI=0; //清除串行接受標志位
flag=1;
buf=SBUF; //從串口緩沖區取得數據 （i-0x30）將ASCLL碼轉換成數字
switch（buf）
{
case 0x00： DZCS=0x00;break; //向前走
case 0x01： DZCS=0x01;break; //向后走
case 0x02： DZCS=0x02;break; //左轉
case 0x03： DZCS=0x03;break; //右轉
case 0x04： DZCS=0x04;break; //橫著左
case 0x05： DZCS=0x05;break; //橫著右
case 0x06： DZCS=0x06;break; //揮爪子
case 0x07： sd++;break; //減速，其實就是每個姿態中的延時不一樣
case 0x08： sd--;break; //加速
case 0xff： CSB=！CSB;break; //啟動關閉超聲波壁障
default：
DZCS=0x11;break; //
}
}
EA = 1; //打開總中斷
}
void start（）// 超聲波測距啟動函數
{
uchar i;
Trig=1;
for（i=0;i《20;i++）
{
_nop_（）;
}
Trig=0;
}
void count（）// 超聲波測距函數
{
unsigned int time，timeH，timeL;
timeH=TH1;
timeL=TL1;
time=timeH*256+timeL;
distance=time*1.7/100;
}
void Inter（）interrupt 2//外部中斷1在次完成測距以及相應的后續操作
{
EA =0;
ET0=0; //關定時器中斷0
TH1=0;
TL1=0;
TR1 =1; //檢測到距離開啟定時器1
while（！Echo）; //當echo為零時等待，中斷flag跳出等待
TR1 =0; //關閉定時器1
count（）; //計算距離
if（（（10《distance）&&（distance《30））||HZ） //當距離小于5cm時，變換動作哦（在中斷中變換平面感應
{
DZCS=0x02; //向左
HZ=0;
}
if（distance《10） //當距離小于10cm時，變換動作哦（在中斷中變換曲面感應
{
DZCS=0x01; //后退
HZ=1; //后退后左轉標志
}
if（distance》30） //當距離小于40cm時，變換動作哦（在中斷中變換
{
DZCS=0x00; //向前
HZ=0;
}
TR1=1;
ET0=1;
EA = 1;
}
void main（）
{
Init（）;
while（1）
{
uchar DZCST;//，i;
if（CSB）
start（）;
if（DZCST！=DZCS）//動作發生改變，則回到平衡
DZ（PH1）;
if（sd==0）
sd=1;
switch（DZCS）
{
case0x00:DZXQ（sd）;break;
case0x01:DZXH（sd）;break;
case0x02:DZXZ（sd）;break;
case0x03:DZXY（sd）;break;
case0x04:DZHZZ（sd）;break;
case0x05:DZHZY（sd）;break;
case0x06:DZZZ（sd）;break;
default：
DZ（PH1）;
}
DZCST=DZCS;
}
}
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