單片機(jī)自動(dòng)巡線輪式機(jī)器人控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

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。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)和開發(fā)了基于51型單片機(jī)的自動(dòng)巡線輪式機(jī)器人系統(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。

控制系統(tǒng)的框圖

　　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)專用I／O口，專用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：

程序