一種基于avr的移動(dòng)機(jī)器人控制系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及 一種基于AVR的移動(dòng)機(jī)器人控制系統(tǒng)，包括微控制器模塊、舵機(jī)、電機(jī)及傳感器驅(qū)動(dòng)模塊、藍(lán)牙模塊、電源模塊。微控制器模塊主要進(jìn)行各種信息、數(shù)據(jù)的處理，協(xié)調(diào)系統(tǒng)中各功能模塊完成預(yù)定的任務(wù)；驅(qū)動(dòng)模塊主要負(fù)責(zé)控制驅(qū)動(dòng)舵機(jī)、電機(jī)和傳感器，實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的動(dòng)作以及傳感器的數(shù)據(jù)采集；電源模塊負(fù)責(zé)整個(gè)移動(dòng)機(jī)器人的電源供給。
【專利說明】—種基于AVR的移動(dòng)機(jī)器人控制系統(tǒng)
所屬【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種基于AVR的移動(dòng)機(jī)器人控制系統(tǒng)，尤其是一種ATmegal280芯片為核心，包括微控制器模塊、舵機(jī)、電機(jī)及傳感器驅(qū)動(dòng)模塊、藍(lán)牙模塊、電源模塊的控制系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]機(jī)器人是一個(gè)總體的系統(tǒng)，它包括了對周邊環(huán)境進(jìn)行感知的感知系統(tǒng)，根據(jù)周邊環(huán)境探測后對行為進(jìn)行規(guī)劃的決策系統(tǒng)，以及對自身動(dòng)作進(jìn)行控制與執(zhí)行的運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)。移動(dòng)機(jī)器人是一種利用傳感器感知外界環(huán)境以及自身狀態(tài)，在有障礙物的環(huán)境中實(shí)現(xiàn)面向目標(biāo)的自主運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)一定作業(yè)功能的機(jī)器人系統(tǒng)。移動(dòng)機(jī)器人在軍事，工業(yè)和商業(yè)都發(fā)揮著重要的作用，受到越來越多的重視?，F(xiàn)如今，機(jī)器人的核心技術(shù)已經(jīng)成為各國科技力量對比的一個(gè)重要指標(biāo)。
[0003]作為整個(gè)移動(dòng)機(jī)器人的核心，控制系統(tǒng)決定著整個(gè)移動(dòng)機(jī)器人系統(tǒng)是否平穩(wěn)運(yùn)行。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]本實(shí)用新型的目的在于設(shè)計(jì)一種基于AVR的移動(dòng)機(jī)器人控制系統(tǒng)。本設(shè)計(jì)以以ATmegal280為核心，把控制系統(tǒng)分為微控制器模塊、舵機(jī)、電機(jī)及傳感器驅(qū)動(dòng)模塊、藍(lán)牙模塊、電源模塊等。
[0005]本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的:
[0006]—種基于AVR的移動(dòng)機(jī)器人控制系統(tǒng),其特征在于:包括微控制器模塊、舵機(jī)、電機(jī)、傳感器、驅(qū)動(dòng)模塊、藍(lán)牙模塊、電源模塊；所述微控制器模塊分別連接舵機(jī)、傳感器、驅(qū)動(dòng)模塊、藍(lán)牙模塊、電源模塊；驅(qū)動(dòng)模塊與電機(jī)相連；微控制器模塊用藍(lán)牙模塊實(shí)現(xiàn)與上位機(jī)信息傳輸。
[0007]所述電機(jī)是直流減少電機(jī)。
[0008]該方案是以ATmegal280芯片為核心，對各個(gè)模塊獨(dú)立設(shè)計(jì)，各模塊功能如下:
[0009](I)微處理器模塊:控制系統(tǒng)的核心，主要是單片機(jī)完成對各種傳輸進(jìn)入的信息進(jìn)行綜合分析，對各個(gè)模塊進(jìn)行控制完成任務(wù)。
[0010](2)驅(qū)動(dòng)模塊:實(shí)現(xiàn)直流減速電機(jī)按照預(yù)定轉(zhuǎn)動(dòng)和舵機(jī)按照指定角度轉(zhuǎn)動(dòng)，完成四輪移動(dòng)機(jī)器人的前進(jìn)，后退，左轉(zhuǎn)和右轉(zhuǎn)動(dòng)作，舵機(jī)帶動(dòng)超聲波檢測模塊檢測前方，左方及右方障礙物情況；
[0011](3)傳感器模塊:主要是超聲波傳感器，負(fù)責(zé)檢測障礙物；
[0012](4)藍(lán)牙模塊:通過藍(lán)牙模塊實(shí)現(xiàn)上位機(jī)與四輪移動(dòng)機(jī)器人的無線通訊；
[0013](5)電源模塊:為整個(gè)系統(tǒng)供電，使系統(tǒng)能夠無需外加線纜而運(yùn)動(dòng)，由6節(jié)1.2V的鎳氫可充電電池及相應(yīng)調(diào)壓電路構(gòu)成。
[0014]本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及有益效果:
[0015](I)控制系統(tǒng)小型化、輕型化、標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化。系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化方便了系統(tǒng)的維護(hù)并且方便今后擴(kuò)展
[0016](2)藍(lán)牙模塊為四輪移動(dòng)機(jī)器人提供了一種遠(yuǎn)程控制方案，在需要人工控制的場合直接切換到人工控制模式，可直接通過與手機(jī)配對后通過手機(jī)軟件對其實(shí)施控制，大大擴(kuò)大了該四輪移動(dòng)機(jī)器人的適用范圍。
[0017](3)本設(shè)計(jì)預(yù)留了很多擴(kuò)展口，方便其他功能的擴(kuò)展。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1為本實(shí)用新型的系統(tǒng)原理結(jié)構(gòu)圖。
[0019]圖2為處理器最小系統(tǒng)電路原理圖。
[0020]圖3為ISP接口電路圖。
[0021]圖4為FT232RL串行接口原理圖。
[0022]圖5為直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路。

【具體實(shí)施方式】
[0023]下面結(jié)合附圖對本實(shí)用新型的原理和具體連接關(guān)系做更詳細(xì)地描述:
[0024]結(jié)合圖1，圖1是本實(shí)用新型的系統(tǒng)原理結(jié)構(gòu)圖；包括微控制器模塊、舵機(jī)、電機(jī)及傳感器驅(qū)動(dòng)模塊、藍(lán)牙模塊、電源模塊。微控制器模塊主要進(jìn)行各種信息、數(shù)據(jù)的處理，協(xié)調(diào)系統(tǒng)中各功能模塊完成預(yù)定的任務(wù)；驅(qū)動(dòng)模塊主要負(fù)責(zé)控制驅(qū)動(dòng)舵機(jī)、電機(jī)和傳感器，實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的動(dòng)作以及傳感器的數(shù)據(jù)采集；電源模塊負(fù)責(zé)整個(gè)移動(dòng)機(jī)器人的電源供給。
[0025]圖2為本實(shí)用新型的單片機(jī)最小系統(tǒng)電路圖。單片機(jī)最小系統(tǒng)電路由單片機(jī)ATmegal280與時(shí)鐘電路、復(fù)位電路、I/O端口擴(kuò)展電路等組成。在ATmegal280片內(nèi)振蕩器的反向放大放大器輸入端XTALl和輸出XTAL2與外部晶振的兩端相連，晶振兩端均需要接22pF左右的電容。
[0026]復(fù)位電路用于系統(tǒng)復(fù)位。ATmegal280已經(jīng)內(nèi)置了上電復(fù)位設(shè)計(jì),并且在熔絲位里，可以控制復(fù)位時(shí)的額外時(shí)間，所以AVR外部復(fù)位線路可以設(shè)計(jì)的很簡單:直接拉一個(gè)1K的電阻接到Vcc即可(R5)。
[0027]圖3為本實(shí)用新型的ISP接口電路圖。ISP是一種通用的程序下載方式，其中，MOSI (SPIBusMasterOutput/Slavelnput)為 SPI 總線主輸出 / 從輸入，MISO(SPIBusMasterlnput/SlaveOutput)為SPI總線主機(jī)輸入/從機(jī)輸出，SCK為時(shí)鐘信號，由主器件產(chǎn)生。圖示接法是ATMEL公司指定的ISP_6PIN標(biāo)準(zhǔn)接口。
[0028]圖4為FT232RL串行接口原理圖。FT232RL是FTDI公司推出的USB-UART橋聯(lián)器，它具有板載EEPROM和主時(shí)鐘發(fā)生器、3.3VLD0調(diào)節(jié)器、復(fù)位發(fā)生器和USB終端電阻，可實(shí)現(xiàn)USB到串行UART接口轉(zhuǎn)換，也可以轉(zhuǎn)換到同步、異步BI T-BANG接口模式。。FT-232的電平為EIA電平。采用副邏輯，即_3?15￥代表邏輯“1”，+3?+15￥表示邏輯“0”，因?yàn)锳Tmegal280的TXD,RXD引腳上的是TTL電平，因此必須通過接口轉(zhuǎn)換芯片將TTL電平轉(zhuǎn)換為PC機(jī)串口匹配的電平。將單片機(jī)的RXD端口連到FT232RL的TXD端口，單片機(jī)的TXD端口連到FT232RL的 RXD 端口，F(xiàn)T232RL 的 CBUSl 連到 USB 的 I 腳，USBDM、USBDP 分別連到 USB 的 2、3 腳。
[0029]圖5為直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路。電路設(shè)計(jì)2個(gè)電流反饋檢測接口、內(nèi)邏輯取電選擇端、4個(gè)上拉電阻選擇端、2路直流電機(jī)接口和四線兩相步進(jìn)電機(jī)接口、控制電機(jī)方向指示燈，配合單片機(jī)系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)直流減速電機(jī)的控制。電路設(shè)計(jì)時(shí)設(shè)計(jì)了 EA、I1、I2、EB、I3、I4六個(gè)端子用于控制電機(jī)，其中EA、EB為兩路電機(jī)的控制使能，通過PWM可以控制電機(jī)轉(zhuǎn)速。
【權(quán)利要求】
1.一種基于AVR的移動(dòng)機(jī)器人控制系統(tǒng),其特征在于:包括微控制器模塊、舵機(jī)、電機(jī)、傳感器、驅(qū)動(dòng)模塊、藍(lán)牙模塊、電源模塊；所述微控制器模塊分別連接舵機(jī)、傳感器、驅(qū)動(dòng)模塊、藍(lán)牙模塊、電源模塊；驅(qū)動(dòng)模塊與電機(jī)相連；微控制器模塊用藍(lán)牙模塊實(shí)現(xiàn)與上位機(jī)信息傳輸。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于AVR的移動(dòng)機(jī)器人控制系統(tǒng)，其特征在于:所述電機(jī)是直流減少電機(jī)。
【文檔編號】G05D1/02GK204155150SQ201420522735
【公開日】2015年2月11日 申請日期:2014年9月12日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月12日
【發(fā)明者】李相武, 王瑛, 李忠喜 申請人:哈爾濱恒譽(yù)名翔科技有限公司