1、【摘要】PC 机与单片机联合控制教学机械手是一种最有效的单片机控制系统。文章以六自由度教学机械手为研究对象，给出了控制器的总体框图与硬件电路板，并用 Visual Basic语言写出了 PC 机控制界面程序，对教学机械手的控制系统进行了较深入的研究。【关键词】教学机械手；AT89S52；PC 机；舵机机械手控制技术是综合了计算机、控制论、信息与传感技术、人工智能等多学科而形成的高新技术，是当代研究十分活跃、应用日益广泛的领域1。计算机技术的发展以及单片机技术的日趋成熟，对机械手控制技术的进步产生了巨大的影响。目前，人们对于教学机械手的研究主要集中在机构上，而对控制部分没有足够的重视。本文设计的
2、教学机械手控制器具有造价低，调控容易，可扩展等优点。一、教学机械手控制器组成及工作原理本文研究的教学机械手由六个转动关节组成，都是采用 FUTABA 舵机驱动关节的转动。为了实现人机协作功能，本文采用 PC 机与单片机 AT89S52 通讯，控制器总体框图如图 1所示。图 1 教学机械手控制器总体框图（一）舵机及其工作原理本文采用的日本的 FUTABA 舵机是一个典型的闭环系统，工作原理如图 2 所示。图 2 FUTABA 舵机工作原理减速齿轮组由马达驱动，其终端（输出端）带动一个线性的比例电位器作位置检测，该电位器把转角坐标转换为一比例电压反馈给控制线路板，控制线路板将其与输入的控制脉冲信号
3、比较，产生纠正脉冲，并驱动马达正向或反向地转动，使齿轮组的输出位置与期望值相符，令纠正脉冲趋于为 0，从而达到舵机精确定位的目的。（二）单片机 AT89S52 介绍及引脚的具体布置AT89S52 是一种低功耗、高性能 CMOS8 位微控制器，内部有三个 16 位定时器/ 计数器。2正是由于这个原因，本文选用 ATMEL 公司的 AT89S52 单片机。图 3 为单片机AT89S52 的引脚图。本文所设计的教学机械手控制器的 P2.0 到 P2.5 分别接六个舵机的控制线。P3.0 与 P3.1 通过 MAX232 与 PC 机的串行端口相连，实现 PC 机与单片机 AT89S52的通讯。PC
4、机的串行端口如图 5 所示。图 3 单片机 AT89S52 的引脚图 图 4 PC 机的串行端口图二、教学机械手的硬件电路板图 5 所示为教学机械手硬件电路板。这块电路板在满足本文设计的六路舵机的基础上，还可将舵机扩展到 12 路，充分利用了硬件资源与单片机的内存。增强了控制器的可扩展性。图 5 教学机械手硬件电路板三、教学机械手控制器软件设计的关键技术及 PC 机界面本文设计的教学机械手控制器 PC 机界面采用 Visual Basic 语言，单片机接收及控制程序采用 C 语言编写。（1）Visual Basic 语言是一个优秀的软件开发平台3 。采用 Visual Basic 编写 PC
5、机控制界面程序需要将十进制数转换成十六进制数发送给单片机。（2）单片机采用中断实现串行通信与接收数据。单片机初始化程序中，应添加如下语句产生波特率：void Timer2Init(void)RCAP2H=0xff;RCAP2L=0xb8;RCLK=1;TCLK=1;TR2=1;PC 机界面如图 7 所示。图中有串口设置框，可以进行串口、波特率以及检验位停止位的选择。舵机控制框不仅可以实现对本文所设计的教学机械手六路舵机的控制，而且可以最多控制到 12 路舵机。界面右下角的电话是通讯控件，用来实现 PC 机与单片机 AT89S52的通讯。作者简介：陈中玉（1981-） ，男，辽宁省盘锦市人，助教
6、，硕士， （E-mail）。图 7 教学机械手控制器界面四、结果与讨论综合考虑教学机械手的实用性以及其它因素，在确定总体控制器总体方案的基础上，编写了 PC 机与单片机的控制程序，做出了教学机械手控制器的硬件电路板，为进一步进行教学机械手的研究打下了坚实的基础。【参考文献】1 刘向兵,李立国. 高等学校实施战略管理的理论探讨J. 科技信息. 2010(23) 2 祁顺生. 以价值为基础的要素与企业关于价值均衡的理论探讨J. 经济研究. http:/www.xtd- .2001(02)3 张振川. 现代企业风险价值管理问题探讨J. 会计研究 . 2004(03) 4 汤谷良,林长泉. 打造 VB
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