能力风暴个人机器人.ppt

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1、第二章能力风暴机器人PersonalRobotsABILITYSTORMS能力风暴智能机器人具有以下三个方面的技术特点：1．强大的交互式C语言。具有典型的嵌入式操作系统特征，在线编程环境可以进行机器人应用程序的编程和创新实践。2．采用模块化结构。标准C语言程序开发可以采用各种模块（库函数），使得程序开发简单化。3．运用开放式接口。JC操作系统的软件与硬件接口达到了高度开放，软硬接口的扩展可以增加机器人的功能，智能机器人能够完成各种挑战性的任务。2.1能力风暴个人机器人结构2.1.1智能机器人的系统结构智能机器人系统融合了光学、机械、电子、计算机等学科的

2、高科技知识。从物质、能量、信息三大流转换的观点，可分为：结构系统、运动系统、动力系统、感智系统与控制系统。一、智能机器人的总体结构能力风暴个人机器人侧视图能力风暴个人机器人俯视图一、智能机器人的主要部件1、减速装置：减速装置由电机和减速器组成。直流电机将电能转换成动能，减速器将直流电机的高转速，小转矩的运动转换成低转速、大转矩。2、轮子：智能机器人的行走工具。采用左右两个主动轮驱动，前后两个导向轮，导向轮可以自由转向，并且保持与地面接触。3、码盘：对转动的主动轮转速和转角的进行测定。码盘装在主动轮的内侧，用黑白相间的铝合金制成的园盘，共分66等份，相当

3、于传感器的反射器。光照在明暗相间的条码上，通过光电转换构成一个脉冲信号；每个脉冲的分辨率约为10.91度，轮子的直径为65mm，周长的分辨率约为6.19mm。4、电池：智能机器人的能源。电池采用镍氢电池，6伏，1.2Ah5、底盘：机架结构的基础6、外壳：外壳采用仿飞碟的形状，突出起新颖的造型。外壳四周有15个孔，便于安装各类传感器。7、液晶显示器：显示机器人运动的各种信息。8、传感器：传感器是机器人的感觉器官。碰撞传感器红外传感器光敏传感器光电编码器麦克风9、控制板：控制板是机器人控制电路。10、碰撞环：用于机器人感受来自不同方向的碰撞。二、能力风暴个

4、人机器人硬件结构硬件结构分四部分组成微控制部分、传感部分、执行部分、外部扩展部分。1、微控制部分：包括微控器（M68HC11）、外部存储器、ASBUS总线、串行通讯。2、传感部分：包括四只碰撞传感器（开关）、二只红外传感器、二只光敏传感器、二只光电传感器、一只麦克风。3、执行部分：包括二只直流电机、LCD液晶显示器、喇叭。4、外部扩展部分：采用扩展卡，扩展机器人的各种功能。2.1.2微控制器（MCU）采用美国莫托罗拉公司微控制器（M68HC11）1、CPU68HC11的CPU有两个8位累加器，两个16位变址寄存器、一个8位条件寄存器，一个16位堆栈指针

5、和程序计数器.M6800M6801指令系统，共300多条指令：16位加、减、乘、除指令。学习使用单片机，可以真切感受计算原理，指令的构成，时钟周期、指令周期等等。2、片内存储器68HC11A1无内部ROM，有512字节EEPROM，可重定位的256字节RAM。3、定时器和脉冲电路16位高性能定时器系统，8M晶振，定时器频率为2MHZ（周期0.5ųs），3个输入捕捉，可测量脉冲数量脉冲周期、宽度和相位等；5个输出比较，可输出PWM信号，可以完成各种定时控制功能，有定时器溢出中断功能。高性能定时器是68HC11的特色，智能机器人中用输入捕捉计码盘信号，用输

6、出比较功能控制直接电机。4、串行口32串行通讯接口SCI，智能机器人用于和PC机通信：全双工同步串行外围接口SPI，Motorala单片机独有的串口标准，速度可达到2Mbps以上，用于扩展外围芯片和多机通讯，智能机器人中已将其用于其他设备驱动中。5、A/D转换器8个输入通道和四个转换结果寄存器，完成四路A/D转换或连续对同一路采样转换4次的功能。后一种功能可以方便实施去掉最大、最小、取增多位的滤波方法。智能机器人中碰撞传感器、声音均使用A/D转换器，非常方便，这也是68HC11的特色。6、中断有16个硬件中断和两个软件中断，它们各有独立的中断向量和中断

7、允许位，响应中断时能自动保护所有的CPU寄存器。另外具有实时中断电路，可每隔指定的时间产生一次中断。而8051单片机则只有5个硬件中断。7、并行I/0单片方法工作时，有38个I/0；扩展方式时：有8位数据单线和16位地址总线，可扩展64K存储器，另有2个8位I/0口。8、复位系统计算机有多种复位方式：上电自动复位；外部RESET复位；看门狗复位（软件工作不正常时）；时钟监视复位。智能机器人采用前两种复位方式。2.2交互式C语言基于能力风暴个人机器人开发系统专用的标准C语言。1、JC简介交互式C语言（简称JC）是用于能力风暴个人机器人（基于68HC11芯

8、片）的专用开发系统。JC由两部分组成：编译环境（包括交互式命令行编辑和调试功能）和能力风暴操作