單片機自動(dòng)巡線(xiàn)輪式機器人控制系統設計

輪式移動(dòng)機器人是機器人研究領(lǐng)域的一項重要內容．它集機械、電子、檢測技術(shù)與智能控制于一體。在各種移動(dòng)機構中，輪式移動(dòng)機構最為常見(jiàn)。輪式移動(dòng)機構之所以得到廣泛的應用。主要是因為容易控制其移動(dòng)速度和移動(dòng)方向。因此．有必要研制一套完整的輪式機器人系統。并進(jìn)行相應的運動(dòng)規劃和控制算法研究。筆者設計和開(kāi)發(fā)了基于51型單片機的自動(dòng)巡線(xiàn)輪式機器人系統。

　　2 控制系統總體設計

　　機器人控制系統由主控制電路模塊、存儲器模塊、光電檢測模塊、電機及舵機驅動(dòng)模塊等部分組成，控制系統的框圖如圖1所示。

控制系統的框圖

　　3 主控制模塊設計

　　3．1 CPLD設計

　　在機器人控制系統中．需要控制多個(gè)電動(dòng)機和行程開(kāi)關(guān)．還要進(jìn)行光電檢測．如果所有的任務(wù)都由AT89S52型單片機來(lái)完成．CPU的負擔就會(huì )過(guò)重。影響系統的處理速度。因此擴展1個(gè)CPLD．型號為 EPM7128。它屬于．MAX7000系列器件。包括2個(gè)通用1/0口．2個(gè)專(zhuān)用I／O口，專(zhuān)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 (時(shí)鐘、清除和輸出使能等)，電動(dòng)機的。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脈寬調制信號，M1FB―M4FB引腳為電機的方向控制信號，P00一P07接單片機的PO口，100一1015為擴展的2個(gè)通用I／O口，SIL―S17引腳為行程開(kāi)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(yǔ)言，產(chǎn)生1路PWM信號的部分程序源代碼如下：

程序