PDF《um_mensao-rcb1_chinese》

20181130 MenSao-RCB1 是一款结构高度紧凑,专为人形、仿生及机械手等机器人量身定制的 Arduino 衍生控制器.

内建

24 通道 SoftServo 系列高性能 PWM 信号类 型舵机控制单元,通过 I2C(默认)或UART 接口与 Arduino UNO 进行通讯.此外,结合 MotionMS 库,即可轻松实现多舵机灵活、高效的控制. 笔者认为,初识一款产品,脑海里必须构建出宏观概念,否则茫无头绪,资料也会过目即忘.MenSao-RCB1 宏观上就是 Arduino UNO 与舵机控制单元的结 合,二者通过相应的接口并遵循既定的通讯协议进行通讯.舵机控制单元可想象成一个单片机的外设,每个通道的 PWM 信号由一个位置寄存器和一个速度寄存 器控制,实时修改寄存器即可完成对相应通道舵机的控制.MotionMS 库则是通过 I2C 接口并基于既定的通讯协议而实现的一个方便用户使用的驱动库. 建立该控制器的宏观概念后,我们应当从外观上进一步认识它,了解它有哪 些资源可供使用,应该注意哪些问题.从右图我们可以看出: ? 电源必须通过 Mini-T 插头(大电流应用,倘若电池无短路保护,建议串联一个 50A 左右的保险丝)或2Pin 的ZH1.5 连接器(不超过 2A 的小电流应用)输入, 从这两处输入,均具备电源反接保护功能,输入电压范围为 6~12V.此处应 当注意:实际应输入多大的电压取决于舵机本身,即输入多少 V,供给舵机的 就是多少 V,正负极在板子上有明确标识. ? 通过 Type-C 接口实现编程或与上位机通讯,此外应注意:Type-C 连接器上 的电源不供给舵机,Type-C 与外部电源任意一个接入,控制器即可开始工作, 若同时接入,控制器内部电路将自动选择其中电压高的那一个. ? Arduino UNO 可通过外部按键复位,亦可通过短接尾部 RST 与GND 排针. ? 共有

6 个指示灯,其中: L :通过 Arduino UNO 的D13 口控制. UART-USB :数据上行指示,即从 Arduino UNO 或舵机控制单元到 USB. USB-UART :数据下行指示,即从 USB 到Arduino UNO 或舵机控制单元. SERVO-RX :舵机控制单元接收数据指示. SERVO-TX :舵机控制单元发送数据指示. REVERSE :电源反接指示. ? 从上到下,每3Pin 为一组,共24 个通道 PWM 类型舵机接口,最靠近数字 的针脚为信号,对应的舵机线通常为白色或黄色.中间是电源+,另一个则 为电源-.所有通道完全独立,即位置和速度可自由设定,相互间无任何约 束,并实时根据寄存器的当前值进行响应,即便上一个动作未结束,赋以新 值,也将立即响应.此外,所有通道的 PWM 信号具有一致的上升沿,如同 概述概念构建按图索骥24 个硬件 PWM 并行输出. ? SWITCH是一个两极三档拨动开关, 用于切换 UART 的通讯链路. 在介绍通讯链路之前, 首先应当了解该控制器中内建一个 USB 与UART 相互转换的单元, 为赋予更多的可能性,必须可灵活选择接入该单元的 UART(该控制器中有三个 UART,分别来自:Arduino UNO 的主控芯片 Mega328P、舵机控制单元、 RS485 芯片). 该拨动开关可实现三种通讯链路的切换: GICREN/ SERVOUNO(该模式需断开 USB 线)、 USBUNO 及USB GICREN/ SERVO(该 模式需短接尾部 RST 与GND 排针). ? GICREN 接口通过 9Pin 的ZH1.5 连接器引出,包含 RS485 和I2C 接口,其中需要强调的是 ERROR 引脚,该引脚通常是用于接收 GICREN 设备开漏输出 的异常反馈信号,任何一个设备出现异常,将拉低该信号线,以便主机及时发现并查询异常信息,当然亦可做用户自定义功能使用. ? 尾部两侧各有 6Pin 排针,具体的引脚分配,电路板上均有标识.其中一侧可通过 SPI 接口与其它设备通讯、通过 ISP 方式为 Arduino UNO 的主控芯片 Mega328P 烧入程序(主要用于烧入 bootloader)、 对外提供 5V/300mA 的电源或通过 Gicren Tool 调试动作组时短接 RST 与GND 引脚使 Arduino UNO 处于 复位状态;