四足机器人（从PCB到3D打印）

一、前言

二、硬件概述

三、代码概述

四、结构件概述

五、mcuisp烧录方式

六、总结

七、遗留问题

一、前言

所有用到的资料都会在后面放出。

进入大学后学习单片机有一段时间了，为了复习暑假所学，以及为进入实验室学习做准备，就简单做一个小机器人作为总结

包括代码、模型、pcb等所有资料：
百度网盘：链接：https://pan.baidu.com/s/15nXtXXlmgnW7NYPOK8M7qw?pwd=2233
提取码：2233
复制这段内容后打开百度网盘手机App，操作更方便哦
github：wanshouxujiu/quadruped-robot: 四足机器人 (github.com)
立创EDA：四足机器人 - 嘉立创EDA开源硬件平台

先上图片：
（完整展示视频：简单的小四足机器人（一看就会！）_哔哩哔哩_bilibili）

二、硬件概述

主控使用stm32f103c8t6
电路板在立创EDA完成设计，打样等，外加一个蓝牙模块，电路板可以看作是最小系统板稍加了一些其他功能（点击上方链接就可以进入工程具体查看）
供电：USB或者18650锂电池供电，使用升压芯片sx1308和降压芯片AMS1117以及一个锂电池选择电路完成设计

充电电路：使用TP4065完成搭建
下载：使用CH340G搭建一键下载电路，下载上位机为mcuisp，可以在网上下载软件，程序烧录方式会在下面讲解

蓝牙模块为BT06蓝牙串口模块。串口调试助手可用于设置蓝牙，可以是任意一款
注意：波特率要设置为115200

三、代码概述

代码使用keil MDK进行编写，在提供的资料中已经对keil的环境进行了配置，可直接进行程序编写与下载，双击：四足机器人\4、stm32f103c8t6_代码\Project 下的带图标的文件打开
舵机的控制：使用两个定时器输出8路PWM波

状态切换：在while循环内通过对串口接收寄存器的不断扫描，以及switch语句进行选择

while(1){if(USART_GetFlagStatus(DEBUG_USARTx_2,USART_FLAG_RXNE) != RESET){state = USART_ReceiveData(DEBUG_USARTx_2);Usart_SendByte(DEBUG_USARTx_1, state);}//机器人的动作通过扫描串口的值进行选择进入//蓝牙主机设置为：按下发送01、02、03...，松手发送00switch(state){case 0://暂停状态break;case 1://前进Servo_Advance();break;case 2://右转Servo_RightTurn();break;case 3://左转Servo_LeftTurn();break;case 4://后退Servo_Retreat();break;case 5://特殊姿势1，左右摆动Servo_Pose_1();break;case 6://站立Servo_Stand();break;case 7://趴下Servo_Fall();break;case 8://复位姿态Servo_Reset();break;default:printf("无任何状态指示！\r\n");break;}

步态：使用第三个定时器进行计时，在选择当前动作后，会有一个变量进行计数，将一个动作拆解，在各个时间段分开执行。
当此次动作完成后，若仍然选择此动作（按住不放），则会一直循环，这里以前进为例：

	1~250ms	250~350ms	350~600ms	600~700ms	>700ms
机械脚_右上	抬起并向前	落地	向后		计时变量清零
机械脚_右下	向后（首次不动）		抬起并向前	落地
机械脚_左下	抬起并向前	落地	向后
机械脚_左上	向后（首次不动）		抬起并向前	落地

/*** @brief  前进状态函数，通过扫描当前计数值进行每一个动作，数字代表多少毫秒* @param  无* @retval 无*/
void Servo_Advance(void)
{if(State_1_Time >= 1 && State_1_Time < 250){TIM_SetCompare1(GENERAL_TIM_2, TIME_DIRECTION_ADVANCE_1);if(TIM_GetCapture2(GENERAL_TIM_2) == TIME_DIRECTION_ADVANCE_2){TIM_SetCompare2(GENERAL_TIM_2, TIME_DIRECTION_RETREAT_2);}TIM_SetCompare3(GENERAL_TIM_2, TIME_DIRECTION_ADVANCE_3);if(TIM_GetCapture4(GENERAL_TIM_2) == TIME_DIRECTION_ADVANCE_4){TIM_SetCompare4(GENERAL_TIM_2, TIME_DIRECTION_RETREAT_4);}TIM_SetCompare1(GENERAL_TIM_1, TIME_HEIGHT_RAISE_1);TIM_SetCompare3(GENERAL_TIM_1, TIME_HEIGHT_RAISE_3);}else if(State_1_Time >= 250 && State_1_Time < 350){TIM_SetCompare1(GENERAL_TIM_1, TIME_HEIGHT_RESET_1);TIM_SetCompare3(GENERAL_TIM_1, TIME_HEIGHT_RESET_3);}else if(State_1_Time >= 350 && State_1_Time < 600){TIM_SetCompare1(GENERAL_TIM_2, TIME_DIRECTION_RETREAT_1);TIM_SetCompare2(GENERAL_TIM_2, TIME_DIRECTION_ADVANCE_2);TIM_SetCompare3(GENERAL_TIM_2, TIME_DIRECTION_RETREAT_3);TIM_SetCompare4(GENERAL_TIM_2, TIME_DIRECTION_ADVANCE_4);TIM_SetCompare2(GENERAL_TIM_1, TIME_HEIGHT_RAISE_2);TIM_SetCompare4(GENERAL_TIM_1, TIME_HEIGHT_RAISE_4);}else if(State_1_Time >= 600 && State_1_Time < 700){TIM_SetCompare2(GENERAL_TIM_1, TIME_HEIGHT_RESET_2);TIM_SetCompare4(GENERAL_TIM_1, TIME_HEIGHT_RESET_4);}else if(State_1_Time >= 700){State_1_Time = 0;}
}

效果：

其他动作例如左右转向，后退等动作思路都很类似，这里不过多赘述

四、结构件概述

结构在solidworks进行的设计，但在设计是未考虑排线的空间以及如何理线，导致连接线外露，不够美观，读者可自行修改，在上面的资料中提供sw的文件以及stl的文件

使用到的螺丝在bom里有给出，安装中可能会用到锉刀，扩孔器等

五、mcuisp烧录方式

按照上图设置后即可进行烧录，烧录用的16进制文件（.hex）在：\四足机器人\4、stm32f103c8t6_代码\Project\Objects

六、总结

此次项目虽然简单，但帮助自己复习了3D建模，学习了3D打印机的使用，对于stm32的选型等方面有了更多的了解。

感谢您一直看到此处，如果觉得对你有帮助，不妨点个赞！

七、遗留问题

目前这个机器人还存在一个问题：在USB供电时可以启动芯片且可以复位，但是在锂电池供电时无法启动，但是可以使用usb先启动并复位，再打开锂电池供电，此时拔掉USB也可以正常运行程序。

此问题暂未解决，当解决后将会更新此博客