创意之星配套软件使用手册.ppt

1、“创意之星”模块化机器人,技术服务 王鹏,内容提要,产品介绍配套资源部件介绍结构件控制卡舵机传感器软件介绍NorthStar单片机C语言编程比赛介绍,产品介绍,UP-InnoSTAR 创意之星机器人套件是一套用于高等工程创新实践教育的模块化机器人套件。是一套具有数百个基本“积木”单元的组合套件包。用这些“积木”可以搭建出各种创新、奇特、实用的机器人，并可为自己搭建出的机器人编程。产品包括：结构：几十种、数百个精密高强度ABS材质的结构零件，可以任意拼装；控制：一个8位或32位的控制器，32位控制器采用Linux操作系统，可进行语音、图像处理，可通过无线网络互联，具备USB、以太网等端口；执行：

2、配有多个CDS55xx系列机器人舵机作为执行器，可作为机器人关节动力或者轮子、履带的动力；传感：十多种可选的传感器，包括红外、超声测距、光强、灰度、碰撞等传感器。软件：NorthSTAR集成开发环境支持流程图或标准C语言为机器人编程。,配套资源,源码全开放结构件及示例构型3D设计图（“3D模型”）控制器电路、原理图（“控制器资料汇总电路图纸”）AVR控制卡源代码（“控制器资料汇总AVR控制卡源代码”）PXA270控制卡源代码（“控制器资料汇总PXA270控制卡源代码”）实验指导书和创意之星搭建手册详细介绍了控制器的工作原理以及丰富的例子程序。实验指导书上各种构型的图例说明。配套十二五规划教材创

3、意之星：模块化机器人创新设计与竞赛,四足步行机器人 翻滚机器人 蛇形机器人 双足步行机器人,部件介绍,套件清单（详见发货配套文档）各种结构件介绍I型结构件，共有3种、30个，都是灰色，ABS材质，结 构特点是长条状，具有多个标准孔。零件以大孔的数量 命名。“I3”，“I5”，“I7”如下图所示：L型结构件，字母L形状，共有6种，60个，都是灰色，ABS材质，结构特点是字母“L”状，具有多个标准孔。零件以两侧的大孔数量命名。命名如下图所示：,部件介绍,U型结构件共有7种，70个，都是灰色，ABS材质，结构特点是字母“U”状，具有多个标准孔，零件边缘内侧有加强肋。零件的命名规则如下图所示：舵机支撑

4、构件，15个。灰色，ABS材质，安装舵机容易。,部件介绍,基础构件，共有3种，4个；机械手组件共有6种，34个。这部分零件是组装机械手爪专用的零件；连接件共有18种，408个。辅助零件：包括螺钉、螺母、垫片及其它辅助零件若干。基本构型舵机动力关节 电机总成机械爪 传感器的安装,部件介绍,MultiFLEX2-AVR控制卡,部件介绍,AVR控制卡外部接口及电气规范MultiFLEX2-AVR控制器功能如下所示：ATmega12816MHz8个机器人舵机接口，完全兼容Robotis Dynamixel AX12+8个R/C舵机接口12个TTL电平的双向I/O口，GND/SIG/VCC三线制8个AD

5、转换器接口（05V）2个RS-422总线接口(可挂接1-127个422设备)1个无源蜂鸣器通过RS-232与上位机通讯，可选无线通讯模组使用USB接口的AVR-ISP下载调试器,部件介绍,部件介绍,MultiFLEX2-AVR控制器硬件架构,AVR接口模块,AVR控制卡,部件介绍,MultiFLEX2AVR控制卡硬件架构,部件介绍,MultiFLEX2AVR控制卡硬件架构,部件介绍,MultiFLEX2-PXA270控制卡,部件介绍,PXA270控制卡外部接口及电气规范MultiFLEX2-PXA270控制器的详细功能如下所示：MultiFLEX2-PXA270控制器：完全支持MultiFLE

6、X2-AVR控制器的全部功能Marvell Xscale PXA270533MHz，32位处理器，16M NOR-FLASH，128M NAND-FLASH，64M SDRAMLinux操作系统4个USB Host，1个100bps以太网端口、Wifi模块插槽（Wifi模块属选配件）1个麦克风接口，1个立体声音频输出接口支持摄像头作为视觉传感器，麦克风作为听觉传感器,部件介绍,部件介绍,MultiFLEX2-PXA270控制器硬件架构,PXA270接口模块,AVR控制卡,PXA270控制卡,部件介绍,MultiFLEX2PXA270控制卡硬件架构,部件介绍,MultiFLEX2PXA270控制

7、卡硬件架构,部件介绍,CDS5516 机器人舵机proMOTION CDS系列机器人舵机属于一种集电机、伺服驱动、总线式通讯接口为一体的集成伺服单元，主要用于微型机器人的关节、轮子、履带驱动，也可用于其他简单位置控制场合。CDS 5516的特点如下所示：大扭矩：10Kgf cm 的持续转动输出扭矩，大于20Kgf cm 位置保持扭矩 位置伺服控制模式下转动范围0-300 高转速：最高0.16s/60输出转速 在速度控制模式下可连续旋转，调速 DC 6.5V12V 宽电压范围供电 总线连接，理论可串联254 个单 0.32位置分辨率 高达1M 通讯波特率 双端输出轴，适合安装在机器人关节 0.2

8、5KHz 的伺服更新率 高精度全金属齿轮组，双滚珠轴承 兼容Robotis Dynamixel 通讯协议 连接处O 型环密封，防尘防溅水 具备位置、温度、电压、速度反馈,8个CDS5516接口,部件介绍,UP-Debugger多功能调试器集成了USB-232，半双工异步串行总线、AVRISP三种功能，体积小巧、功能集成度高，是一种可靠且方便的调试设备。通过功能选择按钮可以让调试器的工作模式在RS232、AVRISP、数字舵机调试器之间相互切换。可以对AVR控制器进行串口通讯调试和程序下载，可以对proMotion CDS5516数字舵机进行调试和控制。,部件介绍,传感器 I/O：红外接近传感器

9、 霍尔接近传感器 声音传感器 碰撞传感器 倾覆传感器 SIG/VCC/GND三线制接口，TTL电平，可以连接到控制器的数字量输入通道。把该通道配置为“输入模式”即可 A/D:红外测距传感器 温度传感器 光强传感器 灰度传感器 SIG/VCC/GND三线制接口，可以连接到控制器的模拟量输入通道,部件介绍,其他传感器:超声波测距传感器 视觉传感器 语音传感器,软件介绍,MultiFLEX2-AVR控制器软件的编译和运行,GNU GCC编译、连接,HEX目标代码,USB接口,用户计算机,多功能调试器,调试接口功能：ISP程序下载RS232调试,通过ISP下载将HEX文件烧录到控制器中，复位后开始运行

10、。,软件介绍,通过FTP将可执行程序传输到控制器中，用户计算机将控制控制器，使程序开始运行,MultiFLEX2-PXA270控制器软件的编译和运行,GNU G+编译、连接,可执行文件,以太网接口,用户计算机,软件介绍,NorthStar的使用软件的安装流程图编辑流程图保存流程图编译流程图下载功能选项,软件介绍,安装流程,软件介绍,新建工程工程设置模块介绍模块操作,软件介绍,工程设置,非自定义构型具有3D功能,模拟舵机ID：224-231,AD：07 IO：011,软件介绍,模块介绍,功能模块,外挂模块,软件介绍,流程图编辑：模块操作,软件介绍,保存文件打开文件,流程图文件的格式为.ns,软件

11、介绍,编译成功编译出错,软件介绍,硬件连接正常下载下载出错,软件介绍,功能选项,编辑功能串口连接网络连接栅格设置控制器网络配置语言切换模块调试,软件介绍,流程图操作导出hex文件编辑代码代码管理查询传感器调试舵机自定义函数查看帮助,软件介绍,网络连接,网络连接,软件介绍,栅格设置,软件介绍,硬件连接配置网络,软件介绍,流程图调试单步模式连续模式运行终止,软件介绍,导出HEX文件,导出hex文件,软件介绍,编辑代码,软件介绍,加载代码保存代码,软件介绍,MultiFlex2AVRMultiFlex2PXA270,查询传感器,软件介绍,MultiFlex2AVRMultiFlex2PXA270,软

12、件介绍,添加函数编辑函数保存函数加载函数使用函数,软件介绍,查看帮助,软件介绍,MultiFlex2AVR控制器程序开发示例名称：感应灯功能：遮住光敏，LED灯开启；正常光线下，LED灯关闭；逻辑分析：读取光敏所在通道的AD值，判断若低于某个阈值L时，LED开启；否则LED关闭；设备需求：MultiFlex2-AVR控制器一台，电源，光敏一个，LED灯一个；,软件介绍,编程步骤：1.启动NorthStar；2.新建工程，工程设置中控制卡选择“MultiFlex2-AVR”，构型选择自定义；舵机设置可以跳过；AD设置、IO设置如图，注意需要把IO中相应的通道设置为输出；本例中光敏接在AD通道2，

13、LED灯接在IO通道2；,软件介绍,编程步骤：1.启动NorthStar；2.新建工程，工程设置中控制卡选择“MultiFlex2-AVR”，构型选择自定义；舵机设置可以跳过；AD设置、IO设置如图，注意需要把IO中相应的通道设置为输出；本例中光敏接在AD通道0，LED灯接在IO通道0；,软件介绍,3.创建“条件循环”和“循环结束”模块，设置条件循环模块属性如图,软件介绍,4.创建“变量”模块，设置属性如图,软件介绍,5.创建“模拟输入”模块，设置属性如图,软件介绍,6.创建“条件判断”和“条件结束”模块，设置“条件判断”模块属性如图（条件按实际情况可调整参数）,软件介绍,7.创建“数字输出”

14、模块，设置其属性和连接模块如图；,软件介绍,8.创建“数字输出”模块，设置其属性如图,软件介绍,9.创建“延时”模块，设置属性如图；,软件介绍,10、代码如图；,软件介绍,11.编译、下载后运行程序运行结果参见实物演示效果,软件介绍,MultiFlex2PXA270控制器程序开发示例 名称：播放MP3。功能：循环播放一首指定的歌曲；逻辑分析：在程序中创建一个死循环，循环中调用mp3模块播放歌曲；设备：MultiFlex2-PXA270控制器一台，电源，音箱一台；,软件介绍,编程步骤：1.启动NorthStar程序；2.从NorthStar的“文件”菜单或者工具栏选择“新建”，将会弹出工程设置对

15、话框，如下图，控制卡选项里点选“MultiFlex2-PXA270”，构型选项点选“自定义”；,软件介绍,3.点击“下一步”按钮进入舵机设置，此处可以设置构型用到的舵机个数和ID，由于本范例实现的功能和舵机无关，可以不用设置直接点击“下一步”，如下图；用户实际使用时可以根据自己的需要进行设置；,软件介绍,4.点击“下一步”按钮进入AD设置，和上一步相同，可以不用设置直接点击“下一步”，如图：,软件介绍,5.和前一步相同，可以不用设置IO，直接点击“完成”完成工程设置，如下图；,软件介绍,6.在控件窗口点击“程序模块”，点选“条件循环”拖动到编辑窗口创建“条件循环”模块，“循环结束”模块会同时创

16、建，点击“外挂设备模块”，点选“MP3”图标并拖动到编辑窗口，创建MP3模块，如下图；,软件介绍,7.在“条件循环”模块上点击右键选择“设置属性”或者直接双击，打开属性对话框设置属性；打开“MP3”模块属性对话框，点击“选择mp3”按钮，从打开文件对话框选择mp3文件，选择的mp3文件名称将出现在编辑框中（选择的mp3文件会被拷贝到MultiFlexNG文件夹下）按图设置“MP3”模块属性；,软件介绍,8.创建“延时”模块，根据歌曲时长设定，单位毫秒，设置属性如图,软件介绍,9.从“start”模块连接到“mp3”模块，再从“mp3”模块连接到“End”模块，如图,软件介绍,10.完成上一步后，代码窗口将会出现完成的程序代码，如图,软件介绍,11.从菜单工具编译，或者直接从工具栏选择编译，编译结果信息将出现在输出窗口中，如图,软件介绍,12.如果上一步编译结果没有错误，就可以从菜单工具下载，或者从工具栏选择下载，即可将程序下载到控制卡中并自动运行，如图所示；,软件介绍,13.上一步结束后控制卡中将会播放指定的mp3文件。运行结果参见实物演示效果,软件介绍,控制器的编程环境 创意之星机器