代码收藏家技术教程 2023-05-06

四足机器人（从PCB到3D打印）

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00
		switch(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：