基于ATmegal28L的智能探測車的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

1 引言

智能探測車能根據(jù)任務(wù)及環(huán)境信息做出全局路徑規(guī)劃,可在行進(jìn)中不斷感知局部環(huán)境信息并做出決策,從而能夠安全行駛并到達(dá)目標(biāo)。本文以ATmegal28L單片機(jī)為核心介紹了一種智能探路車的設(shè)計(jì)雛形,該系統(tǒng)利用各種傳感器獲取周圍環(huán)境信息,采用多傳感器信息融合技術(shù)對接收到的信息進(jìn)行處理與判斷,從而自動(dòng)繞開障礙物:能與計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)無線通訊;具有預(yù)先設(shè)定路線的功能;通過JTAG接口可以方便地在線調(diào)試程序或下載程序。

美國Atmel公司推出的ATmegal28L是基于AVR RISC的低功耗8位單片機(jī),最高工作頻率可達(dá)16 MHz,具有128 KB Flash內(nèi)部存儲器、4 KBEEPROM和4 KB SRAM數(shù)據(jù)存儲空間,并且采用了JTAG技術(shù)。它具有很高的性價(jià)比,并有超低的功耗和豐富的片上外圍資源,很適合作為移動(dòng)設(shè)備的微控制器。

2 硬件結(jié)構(gòu)

ATmegal28L內(nèi)含128 KB寫操作可讀在系統(tǒng)可編程Flash、53個(gè)通用I/O口、32個(gè)通用工作寄存器、實(shí)時(shí)計(jì)數(shù)器(RTC)、4個(gè)具有比較模式和PWM的定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、2個(gè)UART、2線(I2C)串行接口、一個(gè)帶內(nèi)部振蕩器的可編程看門狗定時(shí)器、一個(gè)SPI口、一個(gè)符合IEEE Std的JTAG等。ATmegal28L主要
對超聲波和紅外傳感器測得的信息進(jìn)行處理,產(chǎn)生兩路PWM信號來控制直流電機(jī)，通過I/O控制步進(jìn)電機(jī)。同時(shí),ATmegal28L引出JTAG接口進(jìn)行在線調(diào)試程序或下載程序。另外。系統(tǒng)通過鍵盤與顯示電路來實(shí)現(xiàn)人機(jī)對話;選用電機(jī)驅(qū)動(dòng)器件1298N來驅(qū)動(dòng)直流電機(jī);超聲波測物模塊和紅外避障測量模塊用來獲取環(huán)境信息；利用無線模塊nRF401與:PC機(jī)端口的無線模塊進(jìn)行通訊。系統(tǒng)的路線設(shè)置功能主要由軟件實(shí)現(xiàn),硬件選取24C02用于存放路線。圖l所示為其系統(tǒng)框圖。

2.1 鍵盤與顯示電路

為了方便人機(jī)對話和功能選擇,本系統(tǒng)設(shè)計(jì)了 5個(gè)按鍵和液晶顯示模塊。5個(gè)按鍵分別是:單片機(jī)復(fù)位按鍵,小車自動(dòng)行走按鍵(接A15(PC7))、超聲波測物按鍵(接A14(PC6))、無線發(fā)射按鍵(接A13(PC5))和小車設(shè)置路線按鍵(接A12(PC4))。

采用液晶模塊LCM103顯示按鍵的選擇和執(zhí)行結(jié)果。LCM103為10位多功能通用型8段式液晶顯示模塊,內(nèi)置顯示RAM,可顯示任意字段筆劃,3-4線串行接口,可與任何單片機(jī)接口。由于LCM130與MCU的工作電壓相同,因此LCM103與MCU直接連接。其中WR直接與ATmegal28L的WR連接．DATA端與ATmegal28L的AD4(PA4)連接,CS與ATmegal28L的A12(PC4)連接。