具有多颗串联马达的电子装置及其马达编号设定方法与流程

本发明涉及电子装置，尤其涉及具有多颗串联马达的电子装置，及该电子装置的马达编号设定方法。

背景技术：

结构较为复杂的电子装置(例如机器人)内部会设置有为数众多的伺服马达，藉此，使用者可以控制所述电子装置来执行较多、较特殊的动作。

一般来说，前述电子装置内部的多个伺服马达会分别具有不同的编号(例如具有十颗伺服马达，并且分别具有1～10的编号)。电子装置可以依据编号将不同的指令传递给对应的伺服马达来执行，藉此由多颗伺服马达来共同完成电子装置的一个动作(例如控制机器人行走)。换句话说，若这些伺服马达的编号错误，或是有一颗以上的伺服马达具有相同的编号，则电子装置将会产生控制错误的问题。

具体地，部分工厂会在生产程序中直接为各个伺服马达设定正确的编号(例如上述1～10的编号)，但于组装程序中，仍可能因为疏失而造成组装错误(例如采用了两颗编号1的伺服马达，而漏未采用编号10的伺服马达)。如此一来，组装完成的电子装置将会出现上述控制错误的问题。

再例如，为了降低生产成本，部分工厂会省略马达编号的设定程序，而直接令所有伺服马达皆预设具有相同的编号(例如皆预设为编号1)。如此一来，当使用者购买这些伺服马达并且自行组装成为前述电子装置后，将会面临电子装置无法正确控制这些伺服马达的问题(因为无法将指令正确地传递至对应的伺服马达)。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种具有多颗串联马达的电子装置及其马达编号设定方法，可在不需要拆装电子装置的前提下重新设定电子装置内部的多颗马达的编号。

于本发明的一实施例中，上述的马达编号设定方法运用于具有一微处理单元以及与该微处理单元的一通讯端口串联的多颗马达的一电子装置，并且该马达编号设定方法包括下列步骤：

a)该微处理单元取得该通讯端口上的该多颗马达的一马达数量；

b)该微处理单元对该通讯端口进行扫描，以分别取得各该马达的一马达编号；

c)该微处理单元判断相异的该马达编号的数量是否相同于该马达数量；

d)该微处理单元于相异的该马达编号的数量不同于该马达数量时发送一随机编号指令至该多颗马达中具有相同马达编号的多颗待修正马达；

e)各该待修正马达分别依据该随机编号指令执行一随机编号程序以产生一新马达编号；及

f)于该微处理单元于判断相异的该马达编号的数量相同于该马达数量前重复执行该步骤b)至该步骤e)。

如上所述，其中该步骤d)中，该微处理单元是于相异的该马达编号的数量小于该马达数量时，确认每一组相同的该马达编号具有几颗该马达，并将具有相同的该马达编号的多颗马达视为该待修正马达。

如上所述，其中该步骤d)中，该微处理单元是通过一回传延迟机制确认每一组相同的该马达编号具有几颗该马达。

如上所述，其中该随机编号指令包含一编号条件，各该待修正马达于该步骤e)中是执行该随机编号程序并产生符合该编号条件的该新马达编号。

如上所述，其中各该待修正马达于该步骤e)中是依据一产品序号、一计时器及一累积执行时间的至少其中之一执行该随机编号程序，以产生该新马达编号。

如上所述，其中各该马达分别通过该通讯端口上的一传输信号线(tx)对外广播该马达编号，各该待修正马达分别通过该传输信号线对外广播该新马达编号。

如上所述，其中该步骤b)中，各该马达分别执行下列步骤：

b1)接收该微处理单元经由该通讯端口上的一接收信号线(rx)广播的一扫描信号；

b2)判断该传输信号线是否被使用；

b3)于判断该传输信号线被使用时再次执行该步骤b2)；

b4)于判断该传输信号线未被使用时宣告该传输信号线的主控权；

b5)通过该传输信号线回传该马达编号至该微处理单元；及

b6)释放该传输信号线的主控权。

如上所述，其中该马达是于该传输信号线被设定为低准位(low)时判断该传输信号线已被使用，于该传输信号线被设定为高准位(high)时判断该传输信号线未被使用，将未被使用的该传输信号线设定为低准位以宣告该传输信号线的主控权，并且将已被使用的该传输信号线设定为高准位以释放该传输信号线的主控权。

于本发明的一实施例中，上述该电子装置包括：

多颗马达，分别具有一马达编号；

一微处理单元，记录该多颗马达的一马达数量，通过一通讯端口与该多颗马达串联，并且对该通讯端口进行扫描以分别取得各该马达的该马达编号；

其中，该微处理单元判断相异的该马达编号的数量是否相同于该马达数量，并于相异的该马达编号的数量不同于该马达数量时发送一随机编号指令至该多颗马达中具有相同马达编号的多颗待修正马达；

其中，各该待修正马达分别依据该随机编号指令执行一随机编号程序，以产生一新马达编号；

其中，该微处理单元于判断相异的该马达编号的数量相同于该马达数量前，重复扫描该通讯端口并发送该随机编号指令。

如上所述，其中该微处理单元是于相异的该马达编号的数量小于该马达数量时，确认每一组相同的该马达编号具有几颗该马达，并将具有相同的该马达编号的多颗马达视为该待修正马达。

如上所述，其中该随机编号指令包含一编号条件，各该待修正马达分别执行该随机编号程序并产生符合该编号条件的该新马达编号。

如上所述，其中各该待修正马达分别依据一产品序号、一计时器及一累积执行时间的至少其中之一执行该随机编号程序，以产生该新马达编号。

如上所述，其中该通讯端口上具有一传输信号线(tx)及一接收信号线(rx)，各该马达分别通过该传输信号线对外广播该马达编号，各该待修正马达分别通过该传输信号线对外广播该新马达编号，该微处理单元通过该接收信号线对外广播一扫描信号以对该通讯端口进行扫描时。

如上所述，其中该多颗马达的其中之一通过该接收信号线接收该扫描信号后判断先判断该传输信号线是否被使用，于判断该传输信号线被使用时再次判断该传输信号线是否被使用，于判断该传输信号线未被使用时宣告该传输信号线的主控权，接着通过该传输信号线回传该马达编号至该微处理单元，并且释放该传输信号线的主控权。

如上所述，其中该多颗马达为内建微处理器的伺服马达，该电子装置为一机器人。

本发明对比于相关技术所能达成的技术功效在于，当电子装置内部串联的多颗马达具有相同的编号时，使用者可以在不需要拆装电子装置的前提下直接将具有相同编号的多颗马达区隔开来，并且重新设定这些马达的编号，以利于电子装置对内部的所有马达的集体控制。

以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。

附图说明

图1为本发明的第一具体实施例的马达串联示意图；

图2为本发明的第一具体实施例的电子装置示意图；

图3为本发明的第一具体实施例的马达编号设定流程图；

图4a为本发明的第一具体实施例的第一设定动作示意图；

图4b为本发明的第一具体实施例的第二设定动作示意图；

图4c为本发明的第一具体实施例的第三设定动作示意图；

图4d为本发明的第一具体实施例的第四设定动作示意图；

图5为本发明的第一具体实施例的时序图；

图6为本发明的第一具体实施例的信号传输流程图。

其中，附图标记：

1…电子装置；

2…微处理单元；

21…通讯端口；

3…马达；

s10～s22、s30～s46…设定步骤；

s50～s60…传输步骤。

具体实施方式

兹就本发明之一较佳实施例，配合附图，详细说明如后。

参阅图1，为本发明的第一具体实施例的马达串联示意图。本发明揭露一种具有多颗马达的电子装置(下面简称为电子装置1)，所述电子装置1至少具有微处理单元2，以及与微处理单元2串联的多颗马达3。

如图1所示，所述微处理单元2至少具有一个通讯端口21，并且微处理单元2藉由通讯端口21与电子装置1内的多颗马达3进行串联。于一实施例中，所述微处理单元2可具有多个通讯端口21，并且各个通讯端口21分别串联一或多颗马达3，而不以单一个通讯端口21为限。

本发明的其中一个主要目的在于，当一个通讯端口21上串联的多个马达3遭遇编号重复的问题时，可协助使用者在不需要拆装电子装置1的前提下重新设定所述多颗马达3的编号。

为便于说明，下面将以微处理单元2上的单一个通讯端口21串联多个马达3为例，进行说明。

本发明中，电子装置1内的多颗马达3分别具有一个马达编号。于初始状态下，多颗马达3的马达编号可能完全相异、部分相同或完全相同，不加以限定。微处理单元2通过所述通讯端口21与多颗马达3串联，并且可对通讯端口21进行扫描，以分别取得通讯端口21上的各个马达3的马达编号。

于一实施例中，微处理单元2可预设记录通讯端口21上串联的所有马达3的马达数量。于另一实施例中，使用者可于要对马达编号进行调整时，再藉由人机界面(图未标示)输入所述马达数量。本发明中，微处理单元2主要是于取得了通讯端口21上的所有马达3的马达编号后，判断相异的马达编号的数量是否相同于通讯端口21上的马达数量。若相异的马达编号的数量相同于马达数量，表示不存在马达编号重复的现象。

举例来说，若通讯端口21上一共串联了四颗马达3，并且这四颗马达3的马达编号分别为「1」、「2」、「3」及「4」，则因为相异的马达编号的数量(共四组马达编号)相同于马达数量(共四颗马达3)，因此微处理单元2可判断电子装置1中不存在马达编号重复的现象。反之，若通讯端口21上的四颗马达3的马达编号分别为「1」、「1」、「2」及「4」，则因为相异的马达编号的数量(共三组关编号)不同于马达数量(共四颗马达3)，因此微处理单元2可判断电子装置1中有至少两颗马达3的马达编号是重复的。

本发明中，若微处理单元2判断相异的马达编号的数量不同于马达数量，则会发送一个随机编号指令至具有相同马达编号的多颗待修正马达。上述随机编号指令主要为内含标头(head)、目标身份(id)、指令(cmd)及数据(data)等讯息的指令封包(package)，但不加以限定。

本实施例中，电子装置1内的马达3主要为内建有微处理器的伺服马达，因此各个待修正马达接收到所述随机编号指令后，主要由微处理器依据随机编号指令的内容执行随机编号程序，以为待修正马达产生一个新马达编号。如此一来，当微处理单元2再一次扫描通讯端口21时，所述多颗待修正马达可分别回报新马达编号，藉此解决马达编号重复的问题。

如图1所示，所述通讯端口21上可具有一条传输信号线(tx)及一条接收信号线(rx)。于上述实施例中，微处理单元2主要是通过接收信号线来对外广播扫描信号，以扫描通讯端口2。各马达3主要是通过接收信号线来接收微处理单元2发出的扫描信号，并且再分别通过传输信号线对外广播各自的马达编号。各待修正马达主要是通过接收信号线来接收微处理单元2发出的随机编号指令，并且再分别通过传输信号线对外广播各自的新马达编号。

上述说明仅为本发明的其中一种实施例，但所述微处理单元2实可藉由多条的传输信号线及多条的接收信号线来与多颗马达3连接，而不以图1所示者为限。

参阅图2，为本发明的第一具体实施例的电子装置示意图。于一实施例中，所述电子装置1为机器人，所述多颗马达3为内建微处理器的伺服马达，并且分别控制机器人的各个关节处。于使用者对机器人进行操作时，微处理单元2藉由将不同的指令分别传送至不同位置上的马达3以令各个马达3分别作动，藉此令机器人整体可依据使用者的操作而执行对应动作。

参阅图3，为本发明的第一具体实施例的马达编号设定流程图。本发明进一步揭露一种马达编号设定方法(下面简称为设定方法)，所述设定方法主要运用于如图1、图2所示的电子装置1。具体地，本发明的设定方法主要是由电子装置1内的微处理单元2来执行，以对与微处理单元串联的多颗马达进行马达编号的检查与设定。

如图3所示，当使用者要对电子装置1进行马达编号的检查与设定程序时，首先藉由人机界面(例如键盘、鼠标、触控式屏幕、智能型移动装置等)输入微处理单元2的通讯端口21上串联的马达3的马达数量(步骤s10)，并且微处理单元2可通过人机界面接收所述马达数量。于另一实施例中，电子装置1的制造厂商可于电子装置1制造完成后，即将所述马达数量记录于微处理单元2中(例如内嵌于微处理单元2的固件)，不加以限定。

接着，微处理单元2可对外广播一扫描信号，藉此对通讯端口21进行扫描，并且取得通讯端口21上的各个马达3的马达编号(步骤s12)。于取得了马达数量及各个马达3的马达编号后，微处理单元2进一步判断相异的马达编号的数量是否相同于马达数量(步骤s14)，即，微处理单元2确认通讯端口21上的多颗马达3是否皆具有不同的马达编号。

若于前述步骤s14中判断相异的马达编号的数量相同于马达数量，表示通讯端口21上的多颗马达3不存在马达编号重复的问题，因此微处理单元2即完成本次的检查与设定程序(步骤s16)。值得一提的是，若微处理单元2具备多个通讯端口21，则微处理单元2可于步骤s16后进一步执行下一个通讯端口21上的多颗马达3的检查与设定程序。

若于前述步骤s14中判断相异的马达编号的数量不同于马达数量，表示通讯端口21上至少具有两颗马达3使用了相同的马达编号。于此情况下，微处理单元2会将马达编号重复的多颗马达3视为上述的待修正马达，并且发送一组随机编号指令至多颗待修正马达，以命令多待修正马达重新产生上述的新马达编号。

具体地，如图3所示，于判断相异的马达编号的数量不同于马达数量时(主要是于相异的马达编号的数量小于马达数量时)，微处理单元2先确认每一组相同的马达编号具有几颗马达3(步骤s18)，并将具有相同的马达编号的多颗马达3视为上述的待修正马达。接着，微处理单元2再通过通讯端口21将所述随机编号指令传送至多颗待修正马达(步骤s20)。于一实施例中，微处理单元2主要可通过回传延迟机制来确认每一组相同的马达编号包含了几颗马达3(即，记录同一个马达编号被回复了几次)，但不以此为限。

于步骤s20后，多颗马达3中的多颗待修正马达可分别接收微处理单元2发出的所述随机编号指令，并且各个待修正马达分别依据随机编号指令的内容执行一随机编号程序，以各别产生一个新马达编号(步骤s22)。具体地，本发明的待修正马达为内建微处理器的伺服马达，且微处理器的韧体中可预先嵌入有所述随机编号程序的相关程式码。藉此，各个待修正马达接收了所述随机编号指令后，即可触发微处理器来执行所述随机编号程序，以产生新马达编号。

于一实施例中，所述随机编号指令的数据中可记录一个编号条件。各个待修正马达于接收了所述随机编号指令后，即可依据随机编号指令的数据执行所述随机编号程序，并产生符合所述编号条件的新马达编号。本实施例中，微处理单元2可将所述编号条件设定为电子装置1预设不会使用到的编号区间，例如，若电子装置1内共具有18颗马达3，则微处理单元2可将上述编号区间(即，编号条件)设定在19～255间。各个待修正马达依据随机编号指令的数据执行了随机编号程序后，会各别产生位于19～255间的新马达编号。如此一来，可大幅提升藉由一次的检查与设定程序快速排除马达编号重复的问题的机率。

于另一实施例中，待修正马达的微处理器可先取得马达的产品序号、计时器及累积执行时间等参数，并且依据所述参数的至少其中之一来执行所述随机编号程序。由于各个马达3分别具有不同的参数，因此通过上述方式，亦可大幅提升藉由一次的检查与设定程序快速排除马达编号重复的问题的机率。

于上述步骤s22后，微处理单元2即回到步骤s12，以再次扫描通讯端口21、重新取得通讯端口21上的所有马达3的马达编号(包括原始马达编号及新马达编号)、并且再次判断相异的马达编号的数量是否相同于马达数量。本发明中，微处理单元2与各个马达3会持续执行图3的步骤s12、步骤s14、步骤s18、步骤s20及步骤s22，直到相异的马达编号的数量相同于马达数量为止。

续请参阅图4a至图4d，分别为本发明的第一具体实施例的第一设定动作示意图至第四设定动作示意图。

首先如图4a及图4b所示，微处理单元2藉由在接收信号线上广播扫描信号来扫描通讯端口21，并且藉由传输信号线分别取得各个马达3回报的马达编号。于本实施例中，通讯端口21上串联了七颗马达3，并且这七颗马达3的马达编号分别为「1」、「3」、「6」、「3」、「3」、「7」、「5」。

接着如图4c所示，微处理单元2经过判断后，可得知有三颗马达3具有相同的马达编号「3」，因此将这三颗马达3视为上述的待修正马达，并且传送所述随机编号指令至这三颗待修正马达。

接着如图4d所示，这三颗待修正马达接收所述随机编号指令后，即可执行随机编号程序以产生新马达编号(于图4d的实施例中，这三颗待修正马达的新马达编号分别为「18」、「22」、「13」)。

于一实施例中，这三颗待修正马达可以于产生了新马达编号后，主动回报新马达编号给微处理单元2。于另一实施例中，这三颗待修正马达不主动回报新马达编号，而是由微处理单元2再次扫描通讯端口21，以重新取得通讯端口21上的所有马达3(包括上述三颗待修正马达)的马达编号(包括新马达编号)。

续请参阅图5，为本发明的第一具体实施例的时序图。于执行前述的检查与设定程序前，微处理单元2可藉由预设数据或使用者输入来得知通讯端口21上串联的所有马达3的马达数量(于图5的实施例中以五颗为例)。并且，微处理单元2可依照下列顺序执行检查与设定程序：

于步骤s30中，微处理单元2藉由扫描通讯端口21来询问各个马达3的马达编号(本实施例中所有马达3的马达编号皆预设为1)。

于步骤s32中，各个马达3分别回报马达编号给微处理单元2，并且微处理单元2可得知相异的马达编号的数量(仅一组马达编号)不同于马达数量(共有五颗马达3)。

于步骤s34中，微处理单元2发送随机编号指令至所有待修正马达。本实施例中，由于五颗马达3的马达编号皆相同，因此这五颗马达3都会被微处理单元2视为待修正马达，并且这五颗马达3都会接收到随机编号指令。

于步骤s36中，各个待修正马达皆可接收到微处理单元2发出的随机编号指令，并且依据随机编号指令的内容执行随机编号程序，以分别产生新马达编号(本实施例中以编号「2」、「7」、「1」、「2」、「10」为例)。

于步骤s38中，微处理单元2可接收各个待修正马达的新马达编号。具体地，步骤s38可由各个待修正马达自动回报新马达编号给微处理单元2，或是由微处理单元2再次扫描通讯端口21以取得各个待修正马达的新马达编号，不加以限定。于取得各个待修正马达的新马达编号后，微处理单元2可得知相异的马达编号的数量(共四组马达编号)仍不同于马达数量(共五颗马达3)。

于步骤s40中，微处理单元2再次发送随机编号指令至待修正马达。此时，由于五颗马达3中仅有两颗马达3的马达编号相同(为编号2)，因此微处理单元2仅会将马达编号相同的两颗马达3视为待修正马达。

于步骤s42中，各个待修正马达皆可接收到微处理单元2发出的随机编号指令，并且依据随机编号指令的内容执行随机编号程序，以再次产生新马达编号(本实施例中以编号「15」、「19」为例)。

于步骤s44中，微处理单元2可接收各个待修正马达的新马达编号。同样地，步骤s44可由各个待修正马达自动回报新马达编号给微处理单元2，或是由微处理单元2再次扫描通讯端口21以重新取得所有马达3的马达编号，不加以限定。

在步骤s44后，微处理单元2已确定了相异的马达编号的数量(共五组马达编号)相同于马达数量(共五颗马达3)，因此可从步骤s46开始与各个马达3进行互动(例如传递控制指令至各个马达3)。

通过本发明的设定方法，使用者不需要拆装电子装置1，即可对电子装置1内的多个马达3分别设定不重复的马达编号，以便于微处理单元2的指令传递。

值得一提的是，在本发明的主要实施例中，微处理单元2是藉由扫描通讯端口21来取得各个马达3的马达编号，并且通讯端口21上仅具有单一条传输信号线。为了确保各个马达3与微处理单元2间的通讯不会衡突，本发明进一步添加了信号回复的确认机制。于其他实施例中，微处理单元2亦可具有多个通讯端口21与多条传输信号线，于此情况下，下述的确认机制可被省略。

参阅图6，为本发明的第一具体实施例的信号传输流程图。为便于说明，下面将以电子装置1内的其中一个马达3为例，进行说明。

具体地，于微处理单元2对通讯端口21进行了扫描后(例如执行了图3的步骤s12)，马达3即可接收微处理单元2通过通讯端口21上的接收信号线对外广播的扫描信号(步骤s50)。接着，马达3等待一段随机延迟时间(步骤s52)，藉此错开各个马达3的信号回传时间。所述随机延迟时间可例如为20ms或更少之时间，不加以限定。然而，上述步骤s52并不必然执行。

马达3于回报马达编号给微处理单元2前，先判断所述传输信号线是否已被使用(步骤s54)，即，判断传输信号线的主控线是否已经被宣告(例如已被通讯端口21上的其他马达3所宣告)。本实施例中，马达3主要是于传输信号线被设定为低准位(low)时判断传输信号线已被使用，并且于传输信号线被设定为高准位(high)时判断传输信号线未被使用。然而，马达3亦可于传输信号线被设定为高准位时判断传输信号线已被使用，并且于传输信号线被设定为低准位时判断传输信号线未被使用，不加以限定。

若马达3于步骤s54中判断传输信号线已被使用，则马达3再次执行步骤s54，以再次判断传输信号线是否可以使用。

若马达3于步骤s54中判断传输信号线未被使用，则进一步宣告传输信号线的主控权(步骤s56)，以确保传输信号线在短时间之内不会被其他马达3所使用。

接着，马达3立即通过传输信号线回传马达编号(或新马达编号)给微处理单元2(步骤s58)。于马达3回传了马达编号后，所述传输信号线的主控权即被释放(步骤s60)。本实施例中，马达3主要是将未被使用的传输信号线设定为低准位以宣告传输信号线的主控权，并且将已被使用的传输信号线设定为高准位以释放传输信号线的主控权。然而，马达3亦可将未被使用的传输信号线设定为高准位以宣告传输信号线的主控权，并且将已被使用的传输信号线设定为低准位以释放传输信号线的主控权，不加以限定。

本发明中，通讯端口21上串联的所有马达3皆会同时执行图6所示的各步骤，以先后争取传输信号线的主控权，藉此通过传输信号线回传马达编号(或新马达编号)给微处理单元2。如此一来，本发明的电子装置1不会发生因通讯冲突而造成信号遗失的问题。

当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。