CN109531569B - 基于支持不同电子件互连的接口的机器人 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种基于支持不同电子件互连的接口的机器人。机器人的电机通过接口接入主控后，控制A3输出方波信号，主控读取方波信号，识别电机类型；控制A5输出的PWM信号，控制电机的转速和转动的角度，控制A8输出高电平或低电平，控制电机的转动方向；电机通过A10、A11输出A、B相信号；主控通过A、B相信号，计算电机当前转动速度和角度；电源适配器将A7配置成低电平，当主控检测到A7下降沿后，控制A6输出方波信号，电源适配器读取方波信号后，控制A2输出充电电压为主控的锂电池充电；主控与传感器分别通过A3、A10、A11的高电平或低电平，实现数据传输。不同电子件通过接口的不同的管脚进行通信或充电，接口统一，连接方式更灵活，拼接更随意。

Description

基于支持不同电子件互连的接口的机器人

技术领域

本申请涉及电子领域，具体涉及机器人领域，尤其涉及基于支持不同电子件互连的接口的机器人。

背景技术

现在的机器人、无人机等电子玩具都是由不同的电子件组装在一起，且部分玩具支持用户分拆和自由组合。因不同功能的电子件具有的不同的通信方式，所以现有电子玩具中，不同功能的电子件具有各自的接口，不同电子件互连时，只能通过特定的接口连接，接口不统一，连接不灵活。

发明内容

本申请的目的在于提出一种支持不同电子件互连的接口和基于该接口的机器人，来解决以上背景技术部分提到的技术问题。

第一方面，本申请提供了一种支持不同电子件互连的接口，所述接口包括12个管脚，具体的：A1管脚，配置用作地线；A2管脚，配置用作电源适配器的电源线；A3管脚，多功能管脚，配置用作传感器和\或主控的状态线，及电机的识别线；A4管脚，配置用作电源线；A5管脚，配置用作传输控制电机的转速和转动角度的PWM信号；A6管脚，配置用作电源适配器的信号线；A7管脚，配置用作电源适配器的识别线；A8管脚，配置用作控制电机的转动方向；A9管脚，配置用作电源线；A10管脚，多功能管脚，配置用作传感器和\或主控的时钟线，及电机正交编码器A相信号线；A11管脚，多功能管脚，配置用作传感器和\或主控的数据线，及电机正交编码器B相信号线；A12管脚，配置用作地线。

在一些实施例中，将接口设置成正反两排管脚，正反对应的管脚连接在一起。

第二方面，本申请提供了基于所述接口的机器人，所述机器人包括电子件：主控、传感器、电机、电源适配器，其中，每个电子件都配置所述接口，具体的：电机通过所述接口接入主控后，控制识别线A3管脚输出预设频率的方波信号，所述主控读取该预设频率的方波信号，并识别该方波信号对应的电机类型；所述主控通过控制A5管脚输出的PWM信号的频率和占空比，控制电机的转速和转动的角度，通过控制A8管脚输出高电平或低电平，控制所述电机的转动方向；此外，所述电机分别通过正交编码器A相信号线A10管脚、正交编码器B相信号线A11管脚输出A相信号、B相信号；所述主控通过所述A相信号、B相信号，计算电机当前转动速度和角度；电源适配器通过所述接口接入主控后，将识别线A7管脚配置成低电平，当所述主控检测到自身识别线A7管脚电平的下降沿后，控制信号线A6管脚输出特定频率的方波信号，所述电源适配器读取到A6管脚上该特定频率的方波信号后，控制电源线A2输出充电电压为所述主控的锂电池充电；主控与传感器通过所述接口相连，所述主控与所述传感器分别通过在不同时刻读取和\或写入状态线A3管脚、时钟线A10管脚、数据线A11管脚的高电平或低电平，实现不区分主从、半双工、同步的数据传输。

在一些实施例中，如果所述传感器内部没配置电池，所述传感器与所述主控除通过状态线A3管脚、时钟线A10管脚、数据线A11管脚通信外，所述主控还通过电源线A4、A9为所述传感器供电。

在一些实施例中，如果所述电机内部没配置电池，所述电机与所述主控除通过识别线A3管脚、A5管脚、A8管脚、正交编码器A相信号线A10管脚、正交编码器B相信号线A11管脚通信外，所述主控还通过电源线A4、A9为所述电机供电。

在一些实施例中，所述电源适配器除控制电源线A2输出充电电压为所述主控的锂电池充电外，所述电源适配器还通过电源线A4、A9为所述主控供电。

在一些实施例中，所述机器人还包括第二主控，具体的：所述主控与所述第二主控通过所述接口相连，所述主控与所述第二主控分别通过在不同时刻读取和\或写入状态线A3管脚、时钟线A10管脚、数据线A11管脚的高电平或低电平，实现不区分主从、半双工、同步的数据传输。

在一些实施例中，所述机器人还包括第二主控，具体的：所述主控与所述机器人还包括集线器，具体的：所述集线器配置用于将一个接口扩展成多个接口，所述主控通过所述集线器与多个传感器和/或主控通信，其中，发送数据的电子件称为发送端，接收数据的电子件称为接收端。

在一些实施例中，所述主控通过所述集线器与多个传感器和/或主控通信，包括：每个电子件的状态线A3管脚都连接到所述集线器的状态线上，每个电子件的时钟线A10管脚都连接到所述集线器的时钟线上，每个电子件的数据线A11管脚都连接到所述集线器的数据线上。

在一些实施例中，所述主控通过所述集线器与多个传感器和/或主控通信，发送数据的电子件称为发送端，接收数据的电子件称为接收端，还包括：所述发送端，关闭总线中断机制，根据读取的状态线A3管脚、时钟线A10管脚上的电平，裁定总线的状态是否为空闲，当所述总线的状态为空闲时，按照预设的时间间隔逐字节发送字节数据，所有字节数据发送完成后，释放串行总线，并开启总线中断机制，其中，发送每个字节数据的流程为：控制状态线A3管脚输出低电平，即将状态线上的电平由高电平置为低电平，当确定数据线上的电平为高电平，即所有接收端都已在数据线A11管脚输出高电平做出应答后，在时钟线上电平的下降沿，通过数据线A11管脚逐位发送字节数据中的位数据，在发送下一个位数据时，确保已经接收到接收端在时钟线返回的高电平的应答信号，在发送每个字节数据后判断还有未发送的字节数据时，控制数据线A11管脚输出高电平、时钟线A10管脚输出低电平、状态线A3管脚输出高电平；所述接收端，用于重复执行如下步骤：实时监测状态线上的电平，当检测到状态线上的电平由高电平变成低电平，则触发总线中断，暂停处理其它任务，确认状态线上的电平为低电平后，在数据线A11管脚输出高电平作为应答，在时钟线上的电平为低电平时，逐个读取数据线上的位数据，在读取每个位数据后，控制时钟线A10管脚输出高电平作为应答，在读取完一个字节数据后，释放串行总线，并开启总线中断机制，转而处理其它任务。

本申请的提供的支持不同电子件互连的接口和基于该接口的机器人，不同功能的电子件通过统一的接口连接，通过不同的管脚通信或充电，拼接更灵活。

附图说明

通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1是本申请可以应用于其中的示例性***架构图；

图2是根据本申请的基于接口的机器人的一个实施例的时序图；

图3是根据本申请的基于接口的机器人的一个实施例中电子件通信的流程图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与有关发明相关的部分。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

如图1所示，图1示出了可以应用本申请的支持不同电子件互连的接口和基于该接口的机器人的实施例的示例性架构100。

图1中架构可应用于机器人、无人机等电子玩具中。该***架构包括电子件：电机101、电机102、主控103、电源适配器104、集线器105、颜色传感器106、姿态传感器107、距离传感器108。这些电子件通过本申请的接口连接。以机器人为例，主控103作为机器人的大脑，与电机、传感器等电子件通信，来传输数据或指令。电机101、电机102根据接收的主控103发送的数据和指令控制电机转动的速度和角度，实现机器人关节的活动或驱动机器人的轮子转动。电源适配器104用作为主控103充电。集线器105可将一个接口扩展为多个接口。颜色传感器106用于识别物体的颜色。姿态传感器107用于测量机器人的三维运动姿态。距离传感器108用于测量与物体间的距离。主控103与各传感器通信，处理分析传感器输出的数据用于实现避障等功能。应该理解，图1中电子件数目仅仅是示意性的。根据实现需要，可以具有任意数目的电子件。

在本实施例中，公开了一种支持不同电子件互连的接口，该接口包括12个管脚，具体的：A1管脚，配置用作地线；A2管脚，配置用作电源适配器的电源线；A3管脚，多功能管脚，配置用作传感器和\或主控的状态线，及电机的识别线；A4管脚，配置用作电源线；A5管脚，配置用作传输控制电机的转速和转动角度的PWM(Pulse Width Modulation，脉冲宽度调制)信号；A6管脚，配置用作电源适配器的信号线；A7管脚，配置用作电源适配器的识别线；A8管脚，配置用作控制电机的转动方向；A9管脚，配置用作电源线；A10管脚，多功能管脚，配置用作传感器和\或主控的时钟线，及电机正交编码器A相信号线；A11管脚，多功能管脚，配置用作传感器和\或主控的数据线，及电机正交编码器B相信号线；A12管脚，配置用作地线。当主控与传感器和\或电机通过上述接口连接时，主控通过电源线A4管脚、A9管脚为传感器和\或电机供电。采用A4、A9两个电源线可增大电流传输能力。当电源适配器与主控通过上述接口连接时，电源适配器除通过A2管脚为主控中的锂电池充电外，还通过电源线A4管脚、A9管脚为主控供电。避免锂电池充电的同时也在供电，造成充电效率低的问题。

在本实施例中，该接口适用的主控为内置可充电锂电池。如果机器人的主控内置的是不可充电的一次性电池，则仍可实用该接口，与电源适配器相关的A2、A6、A7管脚保留，设置为空闲管脚，同时去掉主控中与电源适配器相关的软件硬件模块。

在本实施例中，公头接口、母头接口都具有上述12个管脚，公头接口可***母头接口实现电连接，即对应的管脚实现电气连接。不同电子件可具有若干个公头接口和/或母头接口。实现连接的两个电子件通过驱动程序识别电子件的类型。

在本实施例的一些可选的实现方式中，将接口的结构设置成与USB Type-C的一样的结构，即将接口设置成正反两排管脚，正反面对应的管脚连接在一起。支持用户正反插。作为示例，主控配置有多个Type-C母头接口，其它电机、传感器、电源适配器等电子件每个配置有1个Type-C公头接口。对于主控上的某个Type-C母头接口，支持任一个其它电子件的***，主控通过驱动程序识别***的电子件的类型。

在本实施例中，接口具有12个管脚，该接口支持主控与电机、传感器、电源适配器中的任一个电子件的连接，做到接口的统一，当然，需要借组驱动程序识别电子件的类型。接口统一后，电子件间的连接更加灵活。

图2示出了本申请基于上述接口的机器人的一个实施例的时序图200。需要说明的是主控有中断机制和分时复用机制，主控每次与电机、电源适配器、传感器通信的时序图不唯一，但主控与每个电子件间的通信步骤是一样。具体的如图所示，该时序图包括如下步骤：

步骤201，电机控制识别线A3管脚输出预设频率的方波信号。

在本实施例中，当电机通过上述接口接入主控后，会主动控制识别线A3管脚输出预设频率的方波信号。一个机器人会配置多个不同类型的电机。包括但不限于大型伺服电机、中型伺服电机、小型伺服电机。每种不同类型的电机对应一个预设频率的方波信号。

步骤202，主控读取该预设频率的方波信号，并识别该方波信号对应的电机类型。

在本实施中，主控读取A3管脚上的方波信号，并将该方波信号的频率与预存的方波信号频率-电机类型的列表进行比对，确定该方波信号对应的电机类型。步骤201与步骤202是识别电机的步骤，也可称为驱动程序。只在电机每次***主控后，执行一次。而后面主控控制电机转动的步骤203至步骤205会根据需要多次执行。

步骤203，主控通过控制A5管脚输出的PWM信号的频率和占空比，控制电机的转速和转动的角度，通过控制A8管脚输出高电平或低电平，控制电机的转动方向。

在本实施例中，主控根据接收的指令，根据电机的类型，生成一定频率和占空比的PWM信号，通过A5管脚发送给电机。电机中的电机的驱动电路根据接收的PWM信号，控制电机的转速和转动的角度。其中，主控可以接收来自遥控器的指令，智能终端的指令，例如手机上APP发送的指令，按下机器人自身预设按钮触发的指令，例如，按下跳舞按钮后，触发机器人左转3圈右转3圈。

在本实施例中，主控通过控制A8管脚输出高电平或低电平，控制电机的转动方向。例如，高电平表示正转，低电平表示反转。

步骤204，电机分别通过正交编码器A相信号线A10管脚、正交编码器B相信号线A11管脚输出A相信号、B相信号。

在本实施例中，电机配置有正交编码器，正交编码器又称为光电编码器，是通过光电转换将电机输出轴上的机械几何位移转换成A、B相信号的传感器。电机通过A10管脚、A11管脚分别输出正交编码器的A相信号和B相信号。

步骤205，主控通过A相信号、B相信号，计算电机当前转动速度和角度。

在本实施例中，正交编码器的A相信号、B相信号是电机反馈给主控的信号，主控通过上述A相信号、B相信号，计算电机当前转动速度和角度。

在本实施例中，在实际的应用场景中，主控会根据电机当前转动速度和角度，重新调整PWM信号的频率和占空比，然后跳转执行步骤203-205。重复该执行-反馈-调整的步骤，直到控制电机转动到目标角度。

步骤206到步骤208是主控与电源适配器的交互流程。具体的：

步骤206，电源适配器将识别线A7管脚配置成低电平。

在本实施例中，接口空闲时，A7管脚是高电平，当电源适配器通过上述接口接入主控后，主动控制识别线A7管脚输出低电平。

步骤207，当主控检测到A7管脚电平的下降沿后，控制信号线A6管脚输出特定频率的方波信号。

在本实施例中，当主控上A7管脚的电平由高电平变成低电平，存在一个下降沿。当主控检测到上述下降沿后，控制信号线A6管脚输出特定频率的方波信号作为应答。

步骤208，电源适配器读取到A6管脚上该特定频率的方波信号后，控制电源线A2输出充电电压为主控的锂电池充电。

在本实施例中，电源适配器读取到A6管脚上该特定频率的方波信号后，控制电源线A2输出充电电压为主控的锂电池充电。

步骤209是主控与传感器通信的步骤，具体的：

步骤209，主控与传感器分别通过在不同时刻读取和\或写入状态线A3管脚、时钟线A10管脚、数据线A11管脚的高电平或低电平，实现不区分主从、半双工、同步的数据传输。

在本实施例中，主控与传感器通过上述接口连接。因主控与传感器通信是不区分主从，都可以作为发送端和接收端，状态线A3管脚、时钟线A10管脚、数据线A11管脚都接有上拉电阻，接口空闲时，上述管脚上的电平为高电平。

具体的通信过程为：发送端读取状态线A3管脚上的电平，当检测当该电平为高电平时，发送端控制A3管脚输出低电平，表示要发送数据。接收端在检测到A3管脚变低电平后，中断其它工作，控制时钟线A10管脚输出低电平作为应答。发送端读取到A10管脚的电平为低电平后，在时钟线A10管脚输出时钟信号，同时在时钟信号的下降沿通过数据线A11管脚输出位数据。数据传输完成后，释放A3、A10、A11管脚，A3、A10、A11管脚上的电平恢复高电平。

在本实施例中，如果电子件内置电池，当电子件工作时可为自身供电，如果电子件无内置电池，则需要外部供电才能工作。在本实施例中，主控内置可充电的锂电池，传感器、电机内置一次性电池。

在本实施例的一些可选的实现方式中，传感器、电机可无内置电池，当其通过上述接口接入主控时，由主控通过电源线A4管脚、A9管脚为其供应某一幅值的电压。采用两个管脚供电可增大电流的传输能力。作为示例，供应5伏电压，如果传感器和/或电机内部的元器件需要的是3.8伏的电压，则需将5伏的电压转换成3.8伏的电压。

在本实施例的一些可选的实现方式中，电源适配器除控制电源线A2输出充电电压为主控的锂电池充电外，电源适配器还通过电源线A4、A9为主控供电。避免了锂电池在充电的同时，还对外供电，充电效率低的问题。

在本实施例的一些可选的实现方式中，机器人还包括第二主控，类似双核电脑，提高机器人的运算能力。当然，根据实际的需要可以为机器人配置多个主控，例如，3个、4个等。在一些应用场景中，一个机器人的主控可与另一个机器人的主控，通过上述接口通信。

在本实施例的一些可选的实现方式中，机器人还包括集线器，其中，集线器配置用于将一个接口扩展成多个接口。集线器可连接集线器，不断的扩展接口，解决电子件上接口有限的问题。每个电子件都具有唯一地址，电子件间通过唯一地址进行通信。

主控通过集线器与多个传感器和/或主控连接，具体的：每个电子件的状态线A3管脚都连接到集线器的状态线上，每个电子件的时钟线A10管脚都连接到集线器的时钟线上，每个电子件的数据线A11管脚都连接到集线器的数据线上。这些电子件采用串行总线的方式进行通信，发送数据的电子件称为发送端，其它的电子件称为接收端，接收端接收到发送端发送的数据后，解析出目的地址，如果目的地址与自身的地址一致，则继续处理该数据，如果目的地址与自身的地址不一致，则丢弃该数据。发送端可以一次发送完所有的字节数据，也可以一定的时间间隔逐字节的发送数据，这样接收端可在接收两个字节的空隙去处理其它任务。因发送端与所有的接收端的交互流程都是一样的，所以在此只列出发送端与一个接收端的交互时序图，如图3所示。

步骤301，发送端关闭总线中断机制，根据读取的状态线A3管脚、时钟线A10管脚上的电平，裁定串行总线的状态是否为空闲。

不管是作为发送端，还是作为接收端的电子件，其内部都配置处理器通过处理指令或数据、执行操作等处理不同的任务。作为示例，需要主控处理的任务包括但不限于：接收手机或遥控器发送的指令、控制各个电机的转动、根据传感器采集的数据，做定位与避障分析等。当接收端在处理其它任务，而此时发送端又需要向接收端发送数据，则可以通过触发接收端的总线中断，使接收端暂停处理其它任务，转而接收串行总线上的数据。为防止发送端发送数据时，触发自身的总线中断，而中断发送数据这一任务，转而准备接收数据，所以发送端在通过串行总线发送数据之前，需要先关闭自身的总线中断机制。

一个时刻，串行总线只能支持一个发送端发送数据。串行总线的状态分为空闲和占用，只有在空闲状态，发送端才能占用该串行总线用于发送数据。空闲状态时，状态线、时钟线上的电平都为高电平，数据线上的电平为低电平。发送端在预设的时间内，不断的读取状态线A3管脚、时钟线A10管脚上的电平，直到状态线、时钟线上的电平都为高电平，即裁定串行总线的状态为空闲，超过预设时间且状态线、时钟线上的电平都不为高电平，则裁定串行总线的状态为占用。

在一些可选的实现方式中，为减小多个终端同时判定该串行总线的状态为空闲，而都占用该串行总线引起传输错误的概率，发送端在第一次判定串行总线的状态为空闲后，控制状态线A3管脚先输出低电平，随机延时一段时间后，控制状态线A3管脚输出高电平，再次判定该串行总线的状态，如果该串行总线的状态仍为空闲，则裁定串行总线的状态为空闲。

步骤302，当串行总线的状态为空闲时，发送端按照预设的时间间隔逐字节发送字节数据。

发送端先生成要传输的所有字节数据，并计算字节的个数，发送一个字节数据后，个数减一，延时预设时间间隔后，继续发送下一个数据。其中，所有字节数据的排列形式为：同步码(1字节)+目地设备地址(1字节)+源设备地址(1字节)+长度(1字节)+异或校验(1字节)+数据。

步骤303，接收端逐字节接收发送端发送的字节数据。在接收两个字节数据中间的时间间隔内，可处理其它任务。

其中，发送端和接收端分别发送和接收字节数据的具体流程为：

步骤3021，发送端控制状态线A3管脚输出低电平，即将状态线由高电平置为低电平，控制数据线A11管脚输出高电平。其中，将状态线上的电平置为低电平，表示占用该串行总线。

步骤3031，接收端实时监测状态线上的电平，当检测到状态线上的电平由高电平变成低电平，则触发总线中断，暂停处理其它任务。

步骤3032，接收端读取状态线上的电平，确认该电平为低电平后，控制数据线A11管脚输出高电平作为应答。因串行总线的信号线的低电平优先级高，所以当该串行总线上的所有电子件都控制数据线A11管脚输出高电平，数据线才表现为高电平。

步骤3022，发送端读取数据线上的电平，确定该电平是否为高电平，即所有接收端都已在数据线A11管脚输出高电平作为应答。发送端可以在预设的时间内，不断读取数据线上的电平，直到读取的电平为高电平。如果超过预设时间，且数据线上的电平仍为低电平，则需要释放总线，即控制状态线A3管脚输出高电平，控制时钟线A10管脚输出高电平，控制数据线A11管脚输出低电平。如果数据线上的电平为高电平，即所有接收端都已在数据线A11管脚输出高电平作为应答。

步骤3023，发送端在时钟线上电平的下降沿，通过数据线A11管脚逐位发送字节中的位数据，在发送下一个位数据时，确保已经接收到接收端在时钟线返回高电平的应答信号。

步骤3033，接收端在时钟线上电平为低电平时，逐个读取数据线上的位数据，在读取每个位数据后，控制时钟线A10管脚输出高电平作为应答。

步骤3024，发送端判断还有未发送的字节数据时，控制数据线A11管脚输出高电平、时钟线A10管脚输出低电平、状态线A3管脚输出高电平。控制时钟线A10管脚输出低电平，继续占用该串行总线，控制状态线A3管脚输出高电平，为一下次发送字节数据时触发总线中断做准备，此外，控制数据线A11管脚输出高电平，延时等待预设的时间间隔后，发送下一个字节数据，而接收端在这个时间间隔内可以去处理其它任务。步骤3034，接收端在读取完一个字节数据后，释放串行总线，并开启总线中断机制，转而继续处理原暂停的任务或新的优先级较高的任务。

具体的发送端和接收端在分别发送和接收位数据的具体流程为：

发送端控制数据线A11管脚输出用高低电平表示10的位数据，同时控制时钟线A10管脚输出25微秒的低电平，即将时钟线上电平由高电平置为低电平，表示在时钟线上电平的下降沿，通过数据线发送数据。其中，时钟线上的高低电平也可理解为时钟周期信号，由25微秒的高低电平交替组成，当然，时钟周期可以换成其它数值。作为示例，将上述的25微秒替换成20微秒、30微秒、50微秒等。

接收端在预设时间内，不断检测时钟线上的电平是否为低电平，如果为低电平，则控制时钟线A10管脚输出25微秒的低电平，同时读取数据线上的位数据，25微秒后，控制时钟线A10管脚输出高电平作为应答。如果超过预设时间，时钟线上的电平仍为高电平，则表示传输位数据出错，需释放串行总线。

发送端控制时钟线A10管脚输出高电平，如果发送的位数据不是字节数据的最后一位，则保持时钟线A10管脚输出高电平25微秒。在预设时间内不断读取时钟线上的电平，并判断是否为高电平，即判断是否所有接收端都已应答，如果为高电平，则进一步判断8个位数据是否都发送完成，如果还存在未发送的位数据，则重复执行上述的步骤用于发送下一个位数据。如果超过预设时间，时钟线上的电平仍为低电平，则表示部分接收端没有应答，传输位数据出错，需释放串行总线。

接收端在预设时间内不断读取时钟线上的电平并判断是否为高电平，即判断串行总线上的其它终端是否都已应答，如果为高电平，则进一步判断8个位数据是否都接收完成，如果还存在未接收的位数据，则重复执行上述的步骤。如果超过预设时间，时钟线上的电平仍为低电平，则表示传输位数据出错，需释放串行总线。

步骤304，发送端判断所有字节数据发送完成后，释放串行总线，并开启总线中断机制。

不管是发送端还是接收端，释放串行总线都是控制状态线A3管脚和时钟线A10管脚输出高电平，控制数据线A11管脚输出低电平。在本实施例中，不同电子件通过接口的不同的管脚进行通信或充电，但接口是统一的，连接方式更灵活，拼接更随意。

以上描述仅为本申请的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本申请中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离所述发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。

Claims (8)

1.基于支持不同电子件互连的接口的机器人，其特征在于，所述接口包括12个管脚，其中，A1管脚，配置用作地线；A2管脚，配置用作电源适配器的电源线；A3管脚，多功能管脚，配置用作传感器和\或主控的状态线，及电机的识别线；A4管脚，配置用作电源线；A5管脚，配置用作传输控制电机的转速和转动角度的PWM信号；A6管脚，配置用作电源适配器的信号线；A7管脚，配置用作电源适配器的识别线；A8管脚，配置用作控制电机的转动方向；A9管脚，配置用作电源线；A10管脚，多功能管脚，配置用作传感器和\或主控的时钟线，及电机正交编码器A相信号线；A11管脚，多功能管脚，配置用作传感器和\或主控的数据线，及电机正交编码器B相信号线；A12管脚，配置用作地线；

所述机器人包括电子件：主控、传感器、电机、电源适配器，其中，每个电子件都配置所述接口，具体的：

电机通过所述接口接入主控后，控制识别线A3管脚输出预设频率的方波信号，所述主控读取该预设频率的方波信号，并识别该方波信号对应的电机类型；所述主控通过控制A5管脚输出的PWM信号的频率和占空比，控制电机的转速和转动的角度，通过控制A8管脚输出高电平或低电平，控制所述电机的转动方向；此外，所述电机分别通过正交编码器A相信号线A10管脚、正交编码器B相信号线A11管脚输出A相信号、B相信号；所述主控通过所述A相信号、B相信号，计算电机当前转动速度和角度；

电源适配器通过所述接口接入主控后，将识别线A7管脚配置成低电平，当所述主控检测到自身识别线A7管脚电平的下降沿后，控制信号线A6管脚输出特定频率的方波信号，所述电源适配器读取到A6管脚上该特定频率的方波信号后，控制电源线A2输出充电电压为所述主控的锂电池充电；

主控与传感器通过所述接口相连，所述主控与所述传感器分别通过在不同时刻读取和\或写入状态线A3管脚、时钟线A10管脚、数据线A11管脚的高电平或低电平，实现不区分主从、半双工、同步的数据传输。

2.根据权利要求1所述的基于支持不同电子件互连的接口的机器人，其特征在于，

如果所述传感器内部没配置电池，所述传感器与所述主控除通过状态线A3管脚、时钟线A10管脚、数据线A11管脚通信外，所述主控还通过电源线A4、A9管脚为所述传感器供电。

3.根据权利要求1所述的基于支持不同电子件互连的接口的机器人，其特征在于，

如果所述电机内部没配置电池，所述电机与所述主控除通过识别线A3管脚、A5管脚、A8管脚、正交编码器A相信号线A10管脚、正交编码器B相信号线A11管脚通信外，所述主控还通过电源线A4、A9管脚为所述电机供电。

4.根据权利要求1所述的基于支持不同电子件互连的接口的机器人，其特征在于，

所述电源适配器除控制电源线A2输出充电电压为所述主控的锂电池充电外，所述电源适配器还通过电源线A4、A9管脚为所述主控供电。

5.根据权利要求1所述的基于支持不同电子件互连的接口的机器人，其特征在于，所述机器人还包括第二主控，具体的：

所述主控与所述第二主控通过所述接口相连，所述主控与所述第二主控分别通过在不同时刻读取和\或写入状态线A3管脚、时钟线A10管脚、数据线A11管脚的高电平或低电平，实现不区分主从、半双工、同步的数据传输。

6.根据权利要求1-5之一的所述的基于支持不同电子件互连的接口的机器人，其特征在于，所述机器人还包括集线器，具体的：

所述集线器配置用于将一个接口扩展成多个接口，所述主控通过所述集线器与多个传感器和/或主控通信，其中，发送数据的电子件称为发送端，接收数据的电子件称为接收端。

7.根据权利要求6的所述的基于支持不同电子件互连的接口的机器人，其特征在于，所述主控通过所述集线器与多个传感器和/或主控通信，包括：

每个电子件的状态线A3管脚都连接到所述集线器的状态线上，每个电子件的时钟线A10管脚都连接到所述集线器的时钟线上，每个电子件的数据线A11管脚都连接到所述集线器的数据线上。

8.根据权利要求7的所述的基于支持不同电子件互连的接口的机器人，其特征在于，所述主控通过所述集线器与多个传感器和/或主控通信，发送数据的电子件称为发送端，接收数据的电子件称为接收端，还包括：

所述发送端，关闭总线中断机制，根据读取的状态线A3管脚、时钟线A10管脚上的电平，裁定总线的状态是否为空闲，当所述总线的状态为空闲时，按照预设的时间间隔逐字节发送字节数据，所有字节数据发送完成后，释放串行总线，并开启总线中断机制，其中，发送每个字节数据的流程为：控制状态线A3管脚输出低电平，即将状态线上的电平由高电平置为低电平，当确定数据线上的电平为高电平，即所有接收端都已在数据线A11管脚输出高电平做出应答后，在时钟线上平的下降沿，通过数据线A11管脚逐位发送字节数据中的位数据，在发送下一个位数据时，确保已经接收到接收端在时钟线返回的高电平的应答信号，在发送每个字节数据后判断还有未发送的字节数据时，控制数据线A11管脚输出高电平、时钟线A10管脚输出低电平、状态线A3管脚输出高电平；

所述接收端，用于重复执行如下步骤：实时监测状态线上的电平，当检测到状态线上的电平由高电平变成低电平，则触发总线中断，暂停处理其它任务，确认状态线上的电平为低电平后，在数据线A11管脚输出高电平作为应答，在时钟线上的电平为低电平时，逐个读取数据线上的位数据，在读取每个位数据后，控制时钟线A10管脚输出高电平作为应答，在读取完一个字节数据后，释放串行总线，并开启总线中断机制，转而处理其它任务。

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