單片機(jī)機(jī)器人設(shè)計
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輪式移動機(jī)器人是機(jī)器人研究領(lǐng)域的一項重要內(nèi)容．它集機(jī)械、電子、檢測技術(shù)與智能控制于一體。在各種移動機(jī)構(gòu)中，輪式移動機(jī)構(gòu)最為常見。輪式移動機(jī)構(gòu)之所以得到廣泛的應(yīng)用。主要是因為容易控制其移動速度和移動方向。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)動規(guī)劃和控制算法研究。筆者設(shè)計和開發(fā)了基于5l型單片機(jī)的自動巡線輪式機(jī)器人控制系統(tǒng)。
2 控制系統(tǒng)總體設(shè)計
機(jī)器人控制系統(tǒng)由主控制電路模塊、存儲器模塊、光電檢測模塊、電機(jī)及舵機(jī)驅(qū)動模塊等部分組成，控制系統(tǒng)的框圖如圖1所示。
3 主控制模塊設(shè)計
3．1 CPLD設(shè)計
在機(jī)器人控制系統(tǒng)中．需要控制多個電動機(jī)和行程開關(guān)．還要進(jìn)行光電檢測．如果所有的任務(wù)都由AT89S52型單片機(jī)來完成．CPU的負(fù)擔(dān)就會過重。影響系統(tǒng)的處理速度。因此擴(kuò)展1個CPLD．型號為EPM7128。它屬于．MAX7000系列器件。包括2個通用1/0口．2個專用I／O口，專用I／O口可作為每個宏單元和輸入輸出引腳的高速控制信號(時鐘、清除和輸出使能等)，電動機(jī)的。PWM信號也由其產(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，M1FB—M4FB引腳為電機(jī)的方向控制信號，P00一P07接單片機(jī)的PO口，100一1015為擴(kuò)展的2個通用I／O口，SIl—S17引腳為行程開關(guān)輸入信號，LI11一LI17引腳為光電探頭輸入信號。CPLD的編程用VHDL語言，產(chǎn)生1路PWM信號的部分程序源代碼如下：
單片機(jī)采用24MHz的晶體振蕩器，ALE信號的頻率fALE=f16=6MHz，最終輸出PWM信號的引腳MlP的頻率為：
調(diào)節(jié)這個信號的占空比可以使直流電動機(jī)獲得O-255級的轉(zhuǎn)速。
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