摘要：本文通過運用ATmega16單片機調(diào)制PWM信號輸出對舵機進行控制，設計實現(xiàn)一種自主通訊控制的舞蹈小狗型機器人，機器人可以模仿小狗的一些可愛、優(yōu)美的動作。本系統(tǒng)涉及到3D模型繪制及動力學仿真、單片機、電路理論、自動控制、電機原理與拖動、接口技術、結構力學、電子工藝等多方面內(nèi)容?！　?b>關鍵字：ATmega16單片機 SR-403P舵機 MAX232一、設計思路和標準　　該舞蹈機器人以ATmega16單片機為核心控制器，本體由25個舵機組成，在機械結構方面模仿小狗身體設計制作出適合機器狗的身體結構組成，優(yōu)化組合各個連接部件如舵機，卡口等，使機器狗能夠穩(wěn)定實現(xiàn)一些預編的復雜而優(yōu)美的動作。二、系統(tǒng)構成及原理　　本系統(tǒng)硬件主要有串口調(diào)試電路連接、舵機控制電路板的焊接等，軟件主要完成機器狗舞蹈程序編輯調(diào)試與下載等功能[1]。通過ATmega16單片機控制輸出PWM信號來控制舵機的轉動，實現(xiàn)機器狗可愛形象的展示。系統(tǒng)結構框圖如圖1所示。
圖1 系統(tǒng)結構框圖三、主要硬件電路1、串口調(diào)試電路　　該電路的主要控制器件為MAXIM公司生產(chǎn)的MAX232MJE，其硬件接口簡單，是TTL--RS232電平轉換的典型芯片，如圖2所示。片內(nèi)包含兩路接收器和驅動器的IC芯片，集成有一個電源電壓變換器，每一個接收器將TIA/EIA-232-F電平轉換成5V TTL/CMOS電平，每一個發(fā)送器將TTL/CMOS電平轉換成TIA/EIA-232-F電平，可把輸入的+5V電源電壓變換為RS-232C輸出電平所需的±10V電壓。實際應用中由于MAX232對電源噪聲敏感，因此在VCC與GND之間必須加一個去耦電容，并注意電路板上各個電容接法，應靠近MAX232芯片，提高串行接口的抗干擾能力與數(shù)據(jù)傳輸能力。
圖2 MAX232串口調(diào)試電路原理圖2、舵機控制電路　　舵機是一種位置伺服的驅動器,在機器人系統(tǒng)中可提供和保持精確的角度控制[2]，其工作原理是：控制信號由接收機的通道進入信號調(diào)制芯片，獲得直流偏置電壓。它內(nèi)部有一個基準電路，產(chǎn)生周期為20ms，寬度為1.5ms的基準信號，將獲得的直流偏置電壓與電位器的電壓比較，獲得電壓差輸出，電壓差的正負輸出到電機驅動芯片決定電機的正反轉。當電機轉速一定時，通過級聯(lián)減速齒輪帶動電位器旋轉，使得電壓差為0，電機停止轉動?！　』贏VR單片機的舵機控制具有精度高、連接簡單、系統(tǒng)可靠性強等特點。用ATmega16單片機作為SR-403P舵機的控制單元，使PWM信號的脈沖寬度實現(xiàn)微秒級的變化，從而提高舵機的轉角精度?？刂瓢逶韴D如圖3所示：
圖3 舵機驅動原理圖四、軟件設計　　本系統(tǒng)的軟件用C語言編寫，主程序完成系統(tǒng)硬件的初始化、子程序調(diào)用等功能。主程序、動作子程序如圖4、圖5所示。
　　圖4 主程序流程圖 圖5 動作子程序流程圖結束語 　　實踐證明，本文所設計的舞蹈機器狗運行穩(wěn)定、動作優(yōu)美、能夠很好的完成一些高難度舞蹈動作如滑步、招手、漂移等。通過改進以往機械結構，結合專用調(diào)試軟件即可達到機器狗翩翩起舞的預期目標。參考文獻[1] 劉廣瑞.機器人創(chuàng)新制作[M].西安:西北工業(yè)大學出版社,2007. 　[2] 陳繼榮.智能電子創(chuàng)新制作—機器人制作入門[M]. 北京:科學出版社,2007.