department of electrical engineering hsiuping...
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實實務務專專題題報報告告書書
機機 器器 手手 臂臂 應應 用用
指 導 老 師：黃淳德
專題製作學生：四技電四甲 鄭翔 BD97016
四技電四甲 藍瑞棋 BD97041
中華民國 一百 年 十二 月 七 日
修 平 科 技 大 學 電 機 工 程 系
DEPARTMENT OF ELECTRICAL ENGINEERING
HSIUPING UNIVERSITY OF SCIENCE TECHNOLOGY
2
摘要
本專題為製作五軸機器手臂，使其可以執行平行移動、旋轉動
作、夾取，利用鍵盤控制其動作。首先把機器手臂分為致動器之選擇、
外型設計與組裝、電路製作、程式設計。
致動器方面比較步進馬達與伺服馬達之差別，選擇對本專題較有利之
致動器，最後以祥儀 SYS-214050伺服馬達為本專題之致動器。機器
手臂支架製作先以手繪方式確定其規格大小，再以 AUTOCAD繪製電子
檔交由壓克力公司製作，最後在組裝測試。
電路方面我們以 89S51單晶片為控制系統，利用鍵盤控制機器手臂動
作，電源供應則電路、馬達分別使用電源供應器。
程式以 C語言為主，
3
目錄
摘要………………………………………………………………………i
目錄………………………………………………………………………ii
圖目錄………………………………………………………………...iv
表目錄…………………………………………………………………..vi
第一章 緒論
1-1 研究動機………………………………………………………1
1-2 研究目的………………………………………………………1
1-3 報告架構………………………………………………………1
第二章 相關文獻
2-1 專題回顧………………………………………………………2
2-2 比較致動機之差異……………………………………………6
2-2-1 步進馬達介紹………………………………………6
2-2-2 步進馬達原理………………………………………8
2-2-3 步進馬達優點………………………………………12
2-2-4 伺服馬達介紹………………………………………13
2-2-5 伺服馬達控制………………………………………15
2-3 致動器之決定…………………………………………18
第三章 專題構想
4
3-1 機器手臂設計與構想………………………………………19
第四章 硬體機構製作
4-1 手臂底部……………………………………………………24
4-2 手臂支架……………………………………………………25
4-3 手臂夾具……………………………………………………26
4-4 手臂組裝外觀………………………………………………27
第五章電路與程式
5-1 89S51 單晶片……………………………………….…………30
5-1-1 89S51晶片特性………………………………………31
5-1-2 晶片腳位介紹……………………………………….32
5-2 電源供應器…………………………………………………...35
5-3 程式內容……………………………………………………...37
第六章 總結
6-1 結論…………………………………….……………………..42
6-2 心得…………………………………...………………………42
參考文獻
………………………………………… ..…………………………43
5
圖目錄 圖 2.1 五指式機器手臂…………………………………………………2
圖 2.2 五指式機器手臂支架部份………………………………………3
圖 2.3 三指式機器手臂…………………………………………………4
圖 2.4 三指式機器手臂整體……………………………………………5
圖 2.5 步進馬達…………………………………………………………7
圖 2.6 步進馬達基本構造圖……………………………………………9
圖 2.7 單極激磁驅動電路………………………………………………9
圖 2.8 伺服馬達內部結構……………………………………………14
圖 2.9 伺服馬達的電源引線…………………………………………16
圖 2.10 SYS-214050馬達外觀…………………………………………18
圖3.1 手臂與夾具連結設計圖………………………………………19
圖3.2 手臂之架設計圖………………………………………………20
圖3.3 手臂底部設計圖………………………………………………21
圖3.4 手臂旋轉連接設計圖…………………………………………22
圖3.5 手臂夾具設計圖………………………………………………23
圖4.1 底部馬達與旋轉馬達…………………………………………24
圖4.2 底部與馬達連接………………………………………………24
圖4.3 手臂支架實體…………………………………………………25
6
圖4.4 手臂支架與馬達連結…………………………………………25
圖4.5 手臂夾具………………………………………………………26
圖4.6 手臂支架部分…………………………………………………27
圖4.7 手臂與夾具連結………………………………………………27
圖4.8 機器手臂外觀一………………………………………………28
圖4.9 機器手臂外觀二………………………………………………28
圖4.10 夾具與手臂連結………………………………………………29
圖4.11 手臂整體外觀…………………………………………………29
圖 5.1 89S51 接腳圖…………………………………………………30
圖 5.2 晶片外觀………………………………………………………30
圖 5.3 DC5V 電源供應器……………………………………………36
圖 5.4 DC12V 電源供應器……………………………………………36
圖5.5 電路板整體外觀………………………………………………36
7
表目錄 表2.1 步進馬達在不同激磁方式下脈衝信號的推動順序………10
表2.2 步進馬達動作流程…………………………………………… 11
表2.3 步進馬達優缺點………………………………………………12
表2.4 伺服馬達週期脈衝信號……………………………………15
表2.5 伺服馬達優缺點……………………………………………17
表2.6 SYS-214050馬達規格表……………………………………18
第1章 緒論
1-1 研究動機
在科技迅速的發展下，以往的人力操作已漸漸被機器手臂所取代,在
現代的工業已成為不可或缺的機器，除了在工業之外，機械手臂也廣
泛的應用於實驗、救難、娛樂等方面,本機械手臂用於模擬人類手臂
動作，做出反應較為靈敏、 快速的機器手臂。本專題主要是利用89s51
單晶片控制機器手臂，並使用C語言撰寫控制手臂之程式，手臂裝有5
顆SYS-214050伺服馬達，使手臂可進行夾、放動作。
1-2 研究目的
利用 8051單晶片控制 6顆伺服馬達，以 C語言撰寫脈波訊號大小控
8
制馬達轉動角度，再以數字鍵盤選擇控制馬達轉動，讓手臂做出伸
展、旋轉、抓取物品之動作。
1-3 報告架構
本專題報告共分為六章;第一章為緒論，第二章為專題回顧，第三章
為專題構想，第四章為硬體機構製作，第五章為電路與程式，第六張
為總結。
第2章 相關文獻
2-1 專題回顧
歷屆學長所製作的機器手臂驅動方式大多以步進馬達為主，以齒輪、
軸承連結帶動手臂支架，部分由釣魚線連結馬達來拉動。
9
圖 2.1 五指式機器手臂 手掌部份裝有 SENSOR可以抓住雞蛋不會
破，五指式手指每根手指各有一個馬達可獨立動作。
10
圖 2.2 五指式機器手臂支架部份 關節部份以鏈條帶動關節動作，手
指由釣魚線拉動。
11
圖 2.3 三指式機器手臂 手指由釣魚線拉動。
12
圖 2.4 三指式機器手臂整體 控制箱部分較大，馬達為步進馬達。
13
2-2 比較致動器之差異
2-2-1 步進馬達介紹
步進馬達(Stepping motor)在當今資訊工業社會中,所扮演的角色日
趨重要,尤以電腦週邊的一些裝置更是不可或缺的，如磁碟機，列表
機.繪圖機等，又如 CNC工具機，機械人，順序控制系統等各種資訊
工業產品中，無不以步進馬達作為其傳動的重心。茲將步進的特性說
明如下：
1.步進馬達必須加驅動電路才能轉動，驅動電路的信號輸出端，必須
輸入脈波信號，若無脈波輸入時，則轉子保持一定的位置，維持靜
止狀態；反之，若加入適當的脈波信號時，則轉子是以一定的角度
（稱為步角）轉動。故若加入連續脈波時，則轉子旋轉的角度與脈
波頻率成正比。
2.步進馬達的一步角一般為 1﹒8度，及一周為 360度，需要 2200步
進數才完成 1轉。
3.步進馬達具有瞬間啟動與急速停止之優越特性。
4. 改變線圈激磁的順序，可以較輕易的改變馬達的轉動方向。
14
步進馬達依照靜子線圈的相數多寡可分為單相、雙相、三相、四相和
五相等。一般小型的步進馬達以四相式為準，這類的馬達在定字上有
四組相對應的線圈，分別提供相差 90度相位的電力。當馬達單相激
磁時，這四組線圈可在各相的對應處停住轉子，當下一個脈衝來到
時，轉子轉動一個角度，這種角度稱為步進角。步進角的計算公式如
下：
步進角=360度/ 寸動數= 360度 / (相數 X 轉子齒數)
寸動數： 步進馬達每週所轉動的步數，就是相數和轉子齒數的乘積。
圖 2.5 步進馬達
(http://www.hiyp.com.tw/com/103267/products/html/5025.html)
15
2-2-2 步進馬達運轉原理
如圖 2.6為四相式步進馬達的基本構造圖。中間轉子由永久磁鐵所構
成，左邊為 N極，另一邊為 S極。定子有四組線圈，分別為 A、-A、
B及-B，各線圈的 C端共接電源正極，另一端經由開關接在電源的負
極，如圖 2.7。 當我們把開關 S1按下，則線圈 A通入電流，產生 N
極磁場，因為磁場同性相斥、異性相吸，使轉子的 S極被 A極吸引過
來。其次，放掉開關 S1，並且立刻按下開關 S2，則 A 極的磁場消失，
B極產生磁場，把轉子的 S極吸引過來，轉子隨著順時針方向 90 度。
像這樣依次讓定子的四個極通入電流，就可以使轉子不停的旋轉。圖
2.8顯示步進馬達的旋轉原理。 步進馬達的激磁方式可依靜子線圈
產生磁場的方向分為單極激磁和雙極激磁，在此我們只介紹單極激
磁。如前面圖 2.8即為四相步進馬達的單極激磁驅動電路；單極激磁
依各相之間激磁順序的不同，可分為一相激磁、二相激磁及一、二相
激磁三種。
16
圖 2.6 步進馬達基本構造圖
(http://s07368.myweb.hinet.net/circuitry7.htm)
圖 2.7單極激磁驅動電路
(http://s07368.myweb.hinet.net/circuitry7.htm)
17
表 2.1 步進馬達在不同激磁方式下脈衝信號的推動順序
(http://s07368.myweb.hinet.net/circuitry7.htm)
18
表 2.2 步進馬達動作流程
(http://s07368.myweb.hinet.net/circuitry7.htm)
19
2-2-3 步進馬達優缺點
步進馬達其優點在於無時間誤差、不會有 OVERSHOT現象、接線簡單、
瞬間轉動時不會有兩倍扭矩，缺點是:為開迴路系統，會有失步問題、
低速轉動時會有噪音及震動，且會有共振區的問題、連續運轉時會有
溫升現象，且由於線路較為複雜，使得控制箱部分體積都很大。
表 2.3 步進馬達優缺點
(http://www.robofun.net/forum/)
20
2-2-4 伺服馬達介紹
伺服馬達基本上是可定位的馬達。當伺服馬達接受到一個位置指令，
它就會運動到指定的位置。因此，機器人模型中也常用到它作為可控
的運動關節。
微型伺服馬達有著如下的優點：大扭力，控制簡單，裝配靈活，
相對經濟，但它亦有著先天的不足：首先它是一個精細的機械部件，
超出它承受範圍的外力會導致其損壞，其次它內藏電子控制線路，不
正確的電子連接也會對它造成損毀，因此，很有必要在使用前先了解
伺服馬達的工作原理，以免造成不必要的損失。
微型伺服馬達內部結構：
一個微型伺服馬達內部包括了一個小型直流馬達;一組變速齒輪
組;一個反饋可調電阻;及一塊電子控制板。其中，高速轉動的直流馬
達提供了原始動力，帶動變速（減速）齒輪組，使之產生高扭力的輸
出，齒輪組的變速比愈大，伺服馬達的輸出扭力也愈大，也就是說越
能承受更大的重量，但轉動的速度也愈低。
21
圖 2.8伺服馬達內部結構
(https://sites.google.com/site/hangxin1940/mcu32)
微型伺服馬達的工作原理：
一個微型伺服馬達是一個典型閉環反饋系統，減速齒輪組由馬達驅
動，其終端（輸出端）帶動一個線性的比例電阻作位置檢測，該電阻
把轉角坐標轉換為一比例電壓反饋給控制線路板，控制線路板將其與
輸入的控制脈衝信號比較，產生糾正脈衝，並驅動馬達正向或反向地
轉動，使齒輪組的輸出位置與期望值相符，令糾正脈衝趨於為 0 ，
從而達到使伺服馬達精確定位的目的。
22
2-2-5伺服馬達控制
標準的微型伺服馬達有三條控制線，分別為：電源，地及控制。
電源線與地線用於提供內部的直流馬達及控制線路所需的能源，電壓
通常介於 4V至 6V之間，該電源應盡可能與處理系統的電源隔離（因
為伺服馬達會產生雜訊） 。甚至小伺服馬達在重負載時也會拉低放
大器的電壓，所以整個系統的電源供應的比例必須合理。
入一個週期性的正向脈衝信號，這個週期性脈衝信號的高電平時
間通常在 1ms -毫秒之間，而低電平時間應在 5毫秒到 20ms之間，
並不很嚴格，下表表示出一個典型的 20ms週期性脈衝的正脈衝寬度
與微型伺服馬達位置的關係：
表 2.4 伺服馬達週期脈衝信號
(http://dianzixiaozhizuo.blog.163.com/blog/static/750251652
00841881324951/)
23
伺服馬達的電源引線：
圖 2.9 伺服馬達的電源引線
(https://sites.google.com/site/hangxin1940/mcu32)
電源引線有三條，如圖中所示。伺服馬達三條線中紅色的線是控
制線，接到控制晶片上。中間的是伺服工作電源線，一般工作電源是
5V的。第三條是地線。
伺服馬達的運動速度：
伺服馬達的瞬時運動速度是由其內部的直流馬達和變速齒輪組
的配合決定的，在恆定的電壓驅動下，其數值唯一。但其平均運動速
度可通過分段停頓的控制方式來改變，例如，我們可把動作幅度為
90度的轉動細分為 128個停頓點，通過控制每個停頓點的時間長短
來實現 0o - 90度變化的平均速度。對於多數伺服馬達來說，速度的
單位由“度數/秒“來決定。
25
2-3 致動器之決定
這次專題一開始構想時希望能與歷屆學長做的不一樣，並改變之前體
積大的問題，而做到動作精準與控制箱體積較小；所以選擇使用祥儀
SYS-214050伺服馬達為主。
圖 2.10 SYS-214050馬達外觀
(http://www.shayye.com.tw/pdf/SYS214050-Model.pdf)
表 2. 6 SYS-214050馬達規格表
(http://www.shayye.com.tw/pdf/SYS214050-Model.pdf)
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第3章 專題構想
3-1 機器手臂設計與構想
本機器手臂開始先從網路觀察相關作品，在初步想出架構，外觀支架
與夾具部分則由autoCAD軟體自行繪圖設計，再把設計圖給壓克力公
司雕刻、部分零件為手工研磨、打孔與切割。
圖3.1 手臂與夾具連結設計圖
27
圖3.2 手臂之架設計圖
28
圖3.3 手臂底部設計圖
29
圖3.4 手臂旋轉連接設計圖
30
圖3.5 手臂夾具設計圖
31
第4章 硬體機構製作
4-1 手臂底部
圖4.1 底部馬達與旋轉馬達
圖4.2 底部與馬達連接
32
4-2 手臂支架
圖4.3 手臂支架實體
圖4.4 手臂支架與馬達連結
33
4-3 手臂夾具
圖4.5 手臂夾具
34
4-4 手臂組裝外觀
圖4.6 手臂支架部分
圖4.7 手臂與夾具連結
35
圖4.8 機器手臂外觀一
圖4.9 機器手臂外觀二
36
圖4.10 夾具與手臂連結
圖4.11 手臂整體外觀
37
第5章 電路與程式
5-1 89S51單晶片
8051是Intel公司所設計的MCS-51單晶片的總稱，較具知名度的編號
有8051、8751和8031，這些不同的單晶片都使用相同的核心CPU與指
令集，只是能在靠製造IC時給予不同的周邊設計，分別賦予這些IC
一個特別編號。
圖5.1 89S51接腳圖 圖5.2 晶片外觀
(http://zh.wikipedia.org/wiki/Intel_8051)
38
5-1-1 89S51晶片特性
89S51單晶片的主要功能列舉如下：
(1) 專為控制應用所設計的 8位元 CPU
(2) 有完整的單位元邏輯運算指令
(3) 有 32條(4個 Port)雙向且每條都可以被單獨定址的 I/O
(4) 內部有 128byte可供讀/寫的 RAM
(5) 內部有兩個 16位元 Timer/Counter
(6) 有一個通信用的全雙工 UART(串列 I/O)
(7) 可接受 5個中斷源，且有 2層優先權的中斷結構
(8) 內部有時脈振盪器(最高頻率可到 12MHz)
(9) 內部有 4K的程式記憶體
(10)可在外部擴充到 64K程式記憶體(EPROM)
(11)可在外部擴充64K資料記憶體(RAM)
39
5-1-2 晶片腳位介紹
1~8腳 (P1.0~P1.7)：
這8支角是8051的I/O port，稱為PI。第一腳(P1.0)是LSB，第8
支腳(P1.7)是MSB。如果是8052(8032或8752)時，P1.0又可當作Timer2
的外部脈波輸入腳，P1.1又當作T2EX，可當作另外一個外部中斷觸發
輸入腳。P1上的每支腳都可推動4個LS TTL。
9腳(RESET)：
8051的重置(RESET)輸入腳，當這支腳由外部輸入High(+5V)的信
號時，8051就被重置，8051被重置後就從位址0000H開始執行程式。
且特殊功能暫存器(SFR)裡的所有暫存器都會被設成已知狀態。
10~17腳 (P3.0~P3.7)：
這8支腳是8051的I/O port，稱為P3。第10支腳(P3.0)為LSB，第
17支腳(P3.7)為MSB。P3裡的每支I/O腳除了可以當作單純的輸入/輸
出使用外，也當作8051內部的某些週邊與外界溝通個I/O腳。例如P3.0
和P3.1接腳的另外一個名稱為RxD和TxD，當8051內部的UART被軟體啟
動後，UART會將串列資料從TxD腳輸出，而UART也接收由外部送進來
的串列信號。INT0和INT1是8051的兩個外部中斷輸入部。T0是Timer0
的外部脈波輸入腳。T1是Timer1的外部脈波輸入腳。WR，RD，當您再
8051的外部擴充資料記憶體(RAM)時，這兩條線是控制寫與讀的信
40
號。P3上的每一隻I/O腳都可以做兩種用途。那8051怎麼知道P3上的
某支腳是當I/O或當另一種用途，例如您要使用UART時您將第10腳看
成RxD，第11腳看成TxD加以使用就可以了。但是有一點必須特別注
意，那就是當作其他功能(不當I/O使用)使用的那支腳的內部栓鎖器
的內容必須設為1，其他的功能(如TxD，RxD，RD，ER，⋯等)才會有作
用。P3上的每支I/O腳都可推動4個LS TTL。
18~19腳(XTAL2，XTAL1)：
這兩支腳是8051內部時脈振盪器的輸入端，您可以在這兩支腳上
跨街一個12MHz的工作頻率，供內部使用。8051會根據這個速度工作。
若未特別註明，這個振盪器的工作頻率是在1MHz~12MHz之間的任何一
個。如果線路板上已有振盪器，那這個振盪器所產生的脈波(Clock)
也可以直接輸入給8051使用。這個外部送給8051使用的脈波是從第18
腳(XTAL2)輸入，而19腳(XTAL1)必須接地，以上的接法是CMOS的
8051(如8051AH)。
如果您是使用CMOS的8051(80C51，80C31等)，外部的脈波必須從19
腳(XTAL1)輸入而18腳空接，這個差別必須特別注意。
40，20腳(Vcc，Vss)：
這是8051的電源輸入端，40腳接電源的正端的20腳接地。
電源規格是5V +/- 10﹪。
41
21~28腳(P2.0~P2.7)：
這8支腳是8052的I/O port，稱為P2，P2.0為LSB，P2.7為
MSB。P2除了當作I/O使用之外。如果您在8051的外面擴充程式記憶體
或資料記憶體時，P2就變成8051的位址匯流排的高位元組(即
A8~A15)，此時P2就不能當作I/O使用。P2上的每支I/O腳可推動4個LS
TTL。
39~32腳(P0.0~P0.7)：
這8支腳也是8051的I/O port，稱為P0其中P0.0為LSB，P0.7為
MSB。如果將P0當作I/O使用時必須特別注意P0的輸出型態是Open
Drain，其他三個I/O port(P1，P2，P3)內部有pull high電路。P0
除了當作I/O使用外，如果您在8051的外面擴充程式記憶體或資料記
憶體時，P0就當作位址匯流排(A0~A7)和資料匯流排(D0~D7)多工使
用。您必須再外部加一個8位元栓鎖器將位
址匯流排從PC上分離出來，這個A0~A7與P2所提供的A8~A15合成一個
16位元的位址匯流排，因此8051可以在外部定址到64K的記憶體。
29腳(PSEN)：
這支腳是8051用來讀取放在外部程式記憶體的指令時所用的讀
去信號，通常這支腳是接到EPROM的OE腳。8051分別致能放在外部的
EPROM(程式記憶體)與RAM資料記憶體是兩塊獨立的記憶體，且這兩塊
42
記憶體都可以接到64K，因此我們說8051的定址能力可達128K。
30腳(ALE)：
這支腳的名稱為 ”位址拴住致能” (Address Latch Enable，
簡稱ALE)，8051可以使用這支腳觸發外部的8位元栓鎖器，將P0上的
位址匯流排信號(A0~A7)鎖入栓鎖器中。
31腳(EA)：
這是一支輸入腳，當EA=0時，8051一律執行外部程式記憶體裡的
程式，因此8051內部的4K程式記憶體就沒有用了。因此如果您要使用
內部的程式記憶體時，一定要將EA接+5V。因為8031(或8032)內部沒
有程式記憶體，它的EA必須接地。
43
5-2 電源供應器
使用昂鼎企業有限公司DC5V與DC12V電源供應器。電源提供方式為晶
片部分與夾具部份小馬達使用DC5V；其他馬達為DC12V兩種電源。馬
達與晶片電路的GND線接在一起，較不會電流有雜訊干擾問題。
圖5.3 DC5V電源供應器 圖5.4 DC12V電源供應器
44
圖5.5 電路板整體外觀
45
5.3 程式內容 #include "hal_defs.h"
#include "hal_mcu.h"
#include "hal_board.h"
#include "hal_led.h"
#include "hal_button.h"
#include "hal_buzzer.h"
#include "hal_buzzer.h"
#include "usb_com.h"
//=====================================================================
uint8 kbscan();
#define LED_PORT P1
#define KBINP P0 //定義鍵盤輸入使用P1埠
uint8 kbin; // 鍵盤輸入值
const char KBTAB[]={0,4,8,12,1,5,9,
13,2,6,10,14,3,7,11,15};
#define Motor1 P13
#define Motor2 P14
#define Motor3 P15
#define Motor4 P16
#define Motor5 P17
//=====================================================================
void main(void)
{
uint8 len, buf[64],j = 0,cnt = 0;
// Initalise board peripherals
halBoardInit();
halLedSet(8);
//uint8 k;
//USB_Send_UartState_To_PC(0x00);
// Wait for user to press K1,K2 to send data to PC COM port and echo PC
send data
while (1)
{
46
switch(j)
{
case 1 :
{
Motor1 = 1;
}
break;
case 2:
{
Motor2 = 1;
}
break;
case 3:
{
Motor3 = 1;
}
break;
case 4 :
{
Motor4 = 1;
}
break;
case 5 :
{
Motor5 = 1;
}
break;
}
kbin=kbscan(); // 讀取鍵盤碼
if(kbin!=0xff)
{ // 等待取得鍵盤碼
j = kbin;
kbin=KBTAB[kbin];
LED_PORT=kbin;
47
buf[0]=kbin+0x30; //按鍵值轉換為ASCII碼
buf[1] = 0x0D;
// usbWriteVisualSerialData(2,buf);
halBuzzer(300);
}
else
{
if(cnt >0 && cnt <=10)
{
Motor1 = 1;
halMcuWaitMs(15);
Motor1 = 0;
}
if(cnt >10 && cnt <=20)
{
Motor2 = 1;
halMcuWaitMs(15);
Motor2 = 0;
}
if(cnt >20 && cnt <=30)
{
Motor3 = 1;
halMcuWaitMs(15);
Motor3 = 0;
}
if(cnt >30 && cnt <=40)
{
Motor4 = 1;
halMcuWaitMs(15);
Motor4 = 0;
}
if(cnt >40 && cnt <=50)
{
Motor5 = 1;
halMcuWaitMs(15);
48
Motor5 = 0;
}
if ( cnt >50)
{
cnt = 0;
}
}
cnt++;
//echo reciver
len = usbReadVisualSerialData(buf);
if (len > 0)
{
//usbWriteVisualSerialData(len, buf);
LED_PORT=buf[0];
}
halMcuWaitMs(50);
}
}
uint8 kbscan()
{
unsigned char kbp; // 鍵盤輸入值
unsigned char scanln[]={0xfe,0xfd,0xfb,0xf7}; //掃描線
unsigned char row, col,kbtemp; // 宣告行, 列變數
kbp=0xff; // 設定鍵盤狀態初始值
for(row=0;row < 4;row++){
KBINP=scanln[row]; // 輸出掃描線
kbtemp=KBINP& 0xf0; // 讀取偵測線
if(kbtemp !=0xf0){
//delay1ms(20); // 延遲時間 消除彈跳入
halMcuWaitMs(15);
for(col=0;col<4;col++){
49
if(kbtemp==((scanln[col]&0x0f)*16)){
kbp=row*4+col;
while((KBINP&0xf0)!=0xf0); // 等待按鍵放開
} // end if kbtemp
} // end for col
}// end if kbtemp
} // end for row
return kbp; //傳回按鍵值
} // end kbscan
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第六章 總結
6-1 結論
本篇報告敘述機器手臂的設計與製作，透過歷屆學長作品與網路
資源的回顧與探討，我們針對馬達的運轉驅動方式與其形狀設計出手
臂支架部分和動作方式，其中我們考慮到其動作穩定性與流暢度在做
些微調整。
這次機器手臂用的是祥儀SYS-214050伺服馬達，所以我們選擇以
單晶片89S51為控制系統。由數字鍵盤來操作每個馬達，使手臂能做
出各種動作，但馬達最大轉動角度只有180度還是有所限制。馬達與
電路之間的連接線都沒有固定而是作成可插可拔方式，方便日後再擴
充設備與線材可在延長。
6.2 心得
整體設計都是由組員共同構想，再用AUTOCAD繪圖軟體設計其支
架。由於之前設計動作方式較為複雜且零件較為繁雜，所以結構也有
所改進；動作方式也較之前流暢、穩定。組裝製作過程當中發現的問
題有支架使用材質太軟導致其穩定性很差，才會有材質不一的現象，
比重方面因為前後隻價所使用馬達都同樣大小，導致底部馬達若沒動
作整個手臂會往前傾和馬達負重太大，這方面也需要在加強。程式方
面遇到較大的瓶頸，還有很多地方需要改進。
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參考文獻
http://dianzixiaozhizuo.blog.163.com/blog/static/7502516520
0841881324951/(表 2.4)
http://www.hiyp.com.tw/com/103267/products/html/5025.html(
圖 2.5)
http://s07368.myweb.hinet.net/circuitry7.htm(圖 2.6、2.7，表
2.1、2.2)
https://sites.google.com/site/hangxin1940/mcu32 (圖 2.8、2.9)
http://www.shayye.com.tw/pdf/SYS214050-Model.pdf(圖 2.10，表
2.6)
http://zh.wikipedia.org/wiki/Intel_8051(圖 5.1)
http://www.robofun.net/forum/(表 2.3、2.5)