基于ATmega32的遙控采摘機(jī)器人設(shè)計(jì)
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3 硬件電路設(shè)計(jì)
由于機(jī)器人需要處理眾多傳感器輸入數(shù)據(jù)，同時(shí)控制眾多電機(jī)，這對(duì)微控制器提出苛刻要求。基于開放性，可靠性，實(shí)時(shí)性等方面考慮，本設(shè)計(jì)采用高性能AVR處理器--ATmega系列，選擇芯片型號(hào)為ATmega32 16AU作為控制核心。ATmega32 16AU，具有44個(gè)Pin，是32KB系統(tǒng)內(nèi)可編程Flash的8位的高性能、低功耗微控制器。ATmega32是基于增強(qiáng)的AVR RISC結(jié)構(gòu)的低功耗8位CMOS微控制器。
ATmega32的數(shù)據(jù)吞吐率高達(dá)1 MIPS／MHz，從而可以緩減系統(tǒng)在功耗和處理速度之間的矛盾。其內(nèi)核具有豐富的指令集和32個(gè)通用工作寄存器。所有的寄存器都直接與算術(shù)邏輯單元(ALU)相連接，使得一條指令可以在一個(gè)時(shí)鐘周期內(nèi)同時(shí)訪問2個(gè)獨(dú)立的寄存器。其具有先進(jìn)的RISC結(jié)構(gòu)，131條指令大多數(shù)指令執(zhí)行時(shí)間為單個(gè)時(shí)鐘周期，32個(gè)8位通用工作寄存器，全靜態(tài)工作，工作于16 MHz時(shí)，性能高達(dá)16 MIPS，只需2個(gè)時(shí)鐘周期的硬件乘法器。
3．1 控制主板設(shè)計(jì)
基于ATmega32主板電路由電源模塊，晶振模塊，通信模塊，電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊，遙控編碼模塊和輸入輸出部分等。主板電路上設(shè)計(jì)了8個(gè)輸入接口、8個(gè)輸出接口、4個(gè)直流電機(jī)輸出接口，ISP接口和程序下載接口、IR紅外遙控接收頭接入端口及IR紅外遙控器通道設(shè)置撥碼開關(guān)，各個(gè)模塊接口采用插拔式，可便于各種模塊的使用和功能擴(kuò)展。輸入接口以多種傳感器，檢測(cè)信號(hào)輸入MCU中。在計(jì)算機(jī)上使用AVR開發(fā)軟件，編寫程序，然后將程序下載到ATmega32中。紅外發(fā)射模塊發(fā)出控制信號(hào)給紅外接收模塊，通過紅外接收模塊將信號(hào)處理后傳入MCU中，外界傳感器模塊將感應(yīng)信號(hào)處理后傳入MCU中，其將各種輸入信號(hào)進(jìn)行處理分析后向執(zhí)行器件發(fā)出控制信號(hào)。本文引用地址：http://www.ex-cimer.com/article/160485.htm
本設(shè)計(jì)的控制主板具有很強(qiáng)的擴(kuò)展性，通過增添模塊和修改程序，可用于各種機(jī)器人開發(fā)和智能電路制作，應(yīng)用廣泛。控制電路如圖3所示。
3．2 USB轉(zhuǎn)UART下載電路
AVR與PC之間進(jìn)行串口通信，主板下載端口采用UART的串行通信方式，而計(jì)算機(jī)無法與UART端口直接相連，故需要一個(gè)USB轉(zhuǎn)UART的轉(zhuǎn)換器。綜合實(shí)用性及可靠性等因素，設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)換電路芯片為單芯片橋接器CP2101。CP2101上集成的USB收發(fā)器無需外部電阻，集成的時(shí)鐘無需外部振蕩器，集成的512字節(jié)EEPROM用于存儲(chǔ)產(chǎn)品，片內(nèi)電壓調(diào)節(jié)器為3．3 V輸出。
3．3 紅外遙控器設(shè)計(jì)
本設(shè)計(jì)紅外遙控器采用上海貝嶺的BL35P12芯片，BL35P12是一款OTP類型低功耗8位通用微控制器(MCU)，完成按鍵的掃描和紅外編碼信號(hào)的生成，現(xiàn)精確控制，故采用此芯片作為遙控主控制芯片。通過操作方向鍵控制機(jī)器人前后左右運(yùn)動(dòng)，操作數(shù)字鍵和特殊鍵可實(shí)現(xiàn)不同的動(dòng)作。
評(píng)論