單片機(jī)機(jī)器人設(shè)計(jì)
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輪式移動(dòng)機(jī)器人是機(jī)器人研究領(lǐng)域的一項(xiàng)重要內(nèi)容．它集機(jī)械、電子、檢測(cè)技術(shù)與智能控制于一體。在各種移動(dòng)機(jī)構(gòu)中，輪式移動(dòng)機(jī)構(gòu)最為常見(jiàn)。輪式移動(dòng)機(jī)構(gòu)之所以得到廣泛的應(yīng)用。主要是因?yàn)槿菀卓刂破湟苿?dòng)速度和移動(dòng)方向。因此．有必要研制一套完整的輪式機(jī)器人系統(tǒng)。并進(jìn)行相應(yīng)的運(yùn)動(dòng)規(guī)劃和控制算法研究。筆者設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)了基于5l型單片機(jī)的自動(dòng)巡線(xiàn)輪式機(jī)器人控制系統(tǒng)。
2 控制系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)
機(jī)器人控制系統(tǒng)由主控制電路模塊、存儲(chǔ)器模塊、光電檢測(cè)模塊、電機(jī)及舵機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊等部分組成，控制系統(tǒng)的框圖如圖1所示。
3 主控制模塊設(shè)計(jì)
3．1 CPLD設(shè)計(jì)
在機(jī)器人控制系統(tǒng)中．需要控制多個(gè)電動(dòng)機(jī)和行程開(kāi)關(guān)．還要進(jìn)行光電檢測(cè)．如果所有的任務(wù)都由AT89S52型單片機(jī)來(lái)完成．CPU的負(fù)擔(dān)就會(huì)過(guò)重。影響系統(tǒng)的處理速度。因此擴(kuò)展1個(gè)CPLD．型號(hào)為EPM7128。它屬于．MAX7000系列器件。包括2個(gè)通用1/0口．2個(gè)專(zhuān)用I／O口，專(zhuān)用I／O口可作為每個(gè)宏單元和輸入輸出引腳的高速控制信號(hào)(時(shí)鐘、清除和輸出使能等)，電動(dòng)機(jī)的。PWM信號(hào)也由其產(chǎn)生。
EPM7128的引腳排列如圖2所示。MlP—M4P引腳的輸出為PWM脈寬調(diào)制信號(hào)，M1FB—M4FB引腳為電機(jī)的方向控制信號(hào)，P00一P07接單片機(jī)的PO口，100一1015為擴(kuò)展的2個(gè)通用I／O口，SIl—S17引腳為行程開(kāi)關(guān)輸入信號(hào)，LI11一LI17引腳為光電探頭輸入信號(hào)。CPLD的編程用VHDL語(yǔ)言，產(chǎn)生1路PWM信號(hào)的部分程序源代碼如下：
單片機(jī)采用24MHz的晶體振蕩器，ALE信號(hào)的頻率fALE=f16=6MHz，最終輸出PWM信號(hào)的引腳MlP的頻率為：
調(diào)節(jié)這個(gè)信號(hào)的占空比可以使直流電動(dòng)機(jī)獲得O-255級(jí)的轉(zhuǎn)速。
評(píng)論