基于A(yíng)Tmegal28L的智能探測車(chē)的設計與實(shí)現

1 引言

智能探測車(chē)能根據任務(wù)及環(huán)境信息做出全局路徑規劃,可在行進(jìn)中不斷感知局部環(huán)境信息并做出決策,從而能夠安全行駛并到達目標。本文以ATmegal28L單片機為核心介紹了一種智能探路車(chē)的設計雛形,該系統利用各種傳感器獲取周?chē)h(huán)境信息,采用多傳感器信息融合技術(shù)對接收到的信息進(jìn)行處理與判斷,從而自動(dòng)繞開(kāi)障礙物:能與計算機實(shí)現無(wú)線(xiàn)通訊;具有預先設定路線(xiàn)的功能;通過(guò)JTAG接口可以方便地在線(xiàn)調試程序或下載程序。

美國Atmel公司推出的ATmegal28L是基于A(yíng)VR RISC的低功耗8位單片機,最高工作頻率可達16 MHz,具有128 KB Flash內部存儲器、4 KBEEPROM和4 KB SRAM數據存儲空間,并且采用了JTAG技術(shù)。它具有很高的性?xún)r(jià)比,并有超低的功耗和豐富的片上外圍資源,很適合作為移動(dòng)設備的微控制器。

2 硬件結構

ATmegal28L內含128 KB寫(xiě)操作可讀在系統可編程Flash、53個(gè)通用I/O口、32個(gè)通用工作寄存器、實(shí)時(shí)計數器(RTC)、4個(gè)具有比較模式和PWM的定時(shí)器/計數器、2個(gè)UART、2線(xiàn)(I2C)串行接口、一個(gè)帶內部振蕩器的可編程看門(mén)狗定時(shí)器、一個(gè)SPI口、一個(gè)符合IEEE Std的JTAG等。ATmegal28L主要
對超聲波和紅外傳感器測得的信息進(jìn)行處理,產(chǎn)生兩路PWM信號來(lái)控制直流電機，通過(guò)I/O控制步進(jìn)電機。同時(shí),ATmegal28L引出JTAG接口進(jìn)行在線(xiàn)調試程序或下載程序。另外。系統通過(guò)鍵盤(pán)與顯示電路來(lái)實(shí)現人機對話(huà);選用電機驅動(dòng)器件1298N來(lái)驅動(dòng)直流電機;超聲波測物模塊和紅外避障測量模塊用來(lái)獲取環(huán)境信息；利用無(wú)線(xiàn)模塊nRF401與:PC機端口的無(wú)線(xiàn)模塊進(jìn)行通訊。系統的路線(xiàn)設置功能主要由軟件實(shí)現,硬件選取24C02用于存放路線(xiàn)。圖l所示為其系統框圖。

2.1 鍵盤(pán)與顯示電路

為了方便人機對話(huà)和功能選擇,本系統設計了 5個(gè)按鍵和液晶顯示模塊。5個(gè)按鍵分別是:單片機復位按鍵,小車(chē)自動(dòng)行走按鍵(接A15(PC7))、超聲波測物按鍵(接A14(PC6))、無(wú)線(xiàn)發(fā)射按鍵(接A13(PC5))和小車(chē)設置路線(xiàn)按鍵(接A12(PC4))。

采用液晶模塊LCM103顯示按鍵的選擇和執行結果。LCM103為10位多功能通用型8段式液晶顯示模塊,內置顯示RAM,可顯示任意字段筆劃,3-4線(xiàn)串行接口,可與任何單片機接口。由于LCM130與MCU的工作電壓相同,因此LCM103與MCU直接連接。其中WR直接與ATmegal28L的WR連接．DATA端與ATmegal28L的AD4(PA4)連接,CS與ATmegal28L的A12(PC4)連接。