类人机器人是机器人研究领域的一个重要分支,集成了机械、电子、通信、计算机等多学科的技术。随着类人机器人技术的蓬勃发展,类人机器人足球比赛也迅速兴起,成为展示和检验该研究领域成果的重要舞台。控制系统是类人机器人的核心部分。控制系统的总体结构设计和各个模块的硬件和软件设计的优劣决定着类人机器人比赛的稳定性和可靠性的好坏。首先,针对类人机器人的特点及FIRA和Robocup机器人比赛的规则要求,建立了类人机器人控制系统的需求模型。在此基础上,对机器人控制板的硬件和软件进行了设计。控制板硬件设计的主要步骤如下:第一步分析了两种基于单片机的控制系统硬件电路方案,权衡两方案的优缺点设计了类人机器人控制系统的硬件电路,所设计的硬件电路的主要特点是直接用单片机的通用I/O口模拟输出PWM(脉宽调制)信号控制组成机器人关节的舵机。第二步是基于控制系统能耗和尺寸的要求,选择体积小、易购买、耗电少、性价比高的元器件设计具体的控制系统电路板。控制板软件系统设计的主要内容包括Bootloader模块、解释命令模块、命令存储模块、中断程序输出多路PWM信号模块等。其次,针对类人机器人比赛无线通信的需求,设计了控制系统的无线通信发射和接收模块硬件电路和软件。上位机(PC机)和发射模块采用USB的数据通信方式传输数据,以更方便满足比赛的需要。无线收发模块采用广播发射的通信协议,更好地控制比赛机器人同步接收命令数据。通过上位机程序快速更改无线收发模块的通信频率和机器人索引号增强了比赛的适用性。设计了遥控器手柄无线发射模块的硬件电路和软件。最后,制作出控制系统和无线收发模块电路板,实验结果和比赛都验证了系统的稳定性和可靠性。硬件电路由DXP 2004绘制,软件在AVR studio环境下的汇编语言、ADS1.2环境下的C语言和ICC AVR环境下的C语言实现。