基于51型单片机的自动巡线轮式机器人控制系统设计

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1、基于51型单片机的自动巡线轮式机器人控制系统设计-35-●应用与设计基于51型单片机的自动巡线轮式机器人控制系统设计关慧贞,邱铁,叶希贵(大连理工大学机械工程学院自动化所,辽宁大连116024)摘要:设计了一种自动巡线轮式行走机器人控制系统,采用AT89S52型单片机作为主控CPU,外加一个复杂可编程逻辑器件(CPLD)协助CPU处理数据,扩展了程序参数存储器,能够进行检测引导线和直流电机、舵机的PWM控制。关键词:控制系统;复杂可编程逻辑器件;存储器;光电检测;脉冲宽度调制中图分类号:TP242.6文献标识码:A文章编号：1006-6977(2006)03-0035-03Con

2、trolsystemdesignfordetectinglineautomaticallywheeledrobotbasedon51microcontrollerGUANGHui-zhen,QIUTie,YEXi-gui(AutomaticInstituteofMechanicalEngineering,DalianUniversityofTechnology,Dalian116024,China)Abstract:Thecontrolsystemdesignfordetectinglineautomaticallywheeledrobotispresented.Inthecon

3、trolsystem,AT89S52isusedasCPU,CPLDisaugmentedtohelpCPUfordataprocessing;.TheprogramparameterEEROMisextended.Itcanaccomplishphotodetection,detectguidinglineautomati-callyandperformPWMcontrolforDC-motorandhelm-motor.Keywords:controlsystem;CPLD;memory;photodetection;PWM1引言3主控制模块设计轮式移动机器人是机器人研究领域

4、的一项重3.1CPLD设计要内容,它集机械、电子、检测技术与智能控制于在机器人控制系统中,需要控制多个电动机和一体。在各种移动机构中,轮式移动机构最为常行程开关,还要进行光电检测,如果所有的任务都见。轮式移动机构之所以得到广泛的应用,主要是由AT89S52型单片机[2]来完成,CPU的负担就会过因为容易控制其移动速度和移动方向。因此,有必重,影响系统的处理速度,因此扩展1个CPLD,型要研制一套完整的轮式机器人系统,并进行相应号为EPM7128,它属于MAX7000系列器件[3],包括的运动规划和控制算法研究。笔者设计和开发了2个通用I/O口,2个专用I/O口,专用I/O口可作为

5、基于51型单片机的自动巡线轮式机器人控制系统。2控制系统总体设计机器人控制系统由主控制电路模块、存储器模块、光电检测模块、电机及舵机驱动模块等部分组成,控制系统的框图如图1所示[1]。图1主控制系统的结构框图-36-《国外电子元器件》2006年第3期2006年3月每个宏单元和输入输出引脚的高速控制信号(时钟、清除和输出使能等),电动机的PWM信号也由其产生。EPM7128的引脚排列如图2所示。M1P-M4P引脚的输出为PWM脉宽调制信号,M1FB-M4FB引脚为电机的方向控制信号,P00-P07接单片机的P0口,IO0-IO15为扩展的2个通用I/O口,SI1-SI7引脚为行程开

6、关输入信号,LI11-LI17引脚为光电探头输入信号。CPLD的编程用VHDL语言,产生1路PWM信号的部分程序源代码如下:PWM_OUT(0)<=‘0’WHEN(COUNTER

7、下降沿机器人运行路径和动作可以根据比赛情况的DIVIDER<=DIVIDER+1;不同而发生变化,这样,每改变1次运行参数就必须——DIVIDER为定义的5位分频器对单片机的Flash进行1次擦写。为了解决这一问IF(DIVIDER="11111")THEN题,扩展了程序参数存储器,用来存放机器人的运IF(COUNTER="11111111")THEN行路径和动作参数,扩展电路如图3所示。其中IC1COUNTER<="00000000";ELSECOUNTER<=COUNTER+