文档介绍：单片机自动巡线轮式机器人控制系统设计
、电子、检测技术与智能控制于一体。在各种移动机构中,轮式移动机构最为常见。轮式移动机构之所以得到广泛的应用。主要是因为容易控制其移动速度和移动方向。。并进行相应的运动规划和控制算法研究。笔者设计和开发了基于51型单片机的自动巡线轮式机器人系统。
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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。
控制系统的框图
3  主控制模块设计
CPLD设计
。影响系统的处理速度。 EPM7128。。包括2个通用1/,专用I/O口可作为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。MlP—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,P00一P07接单片机的PO口,100一1015为扩展的2个通用I/O口,SIL—S17引脚为行程开关输入信号,LI11一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:
程序
EPM7128的引脚排列
单片机采用24MHz的晶体振荡器,ALE信号的频率fALE=f16=6MHz,最终输出PWM信号的引脚MlP的频率为:
公式
调节这个信号的占空比可以使直流电动机获得O-255级的转速。
  机器人运行参数存储器的扩展
机器人运行路径和动作可以根据比赛情况的不同而发生变化,这样,每改变1次运行参数就必须对单片机的Flash进行1次擦写。,。
扩展电路
其中IC1为24LC08B,是I2E总线的串行E2PROM存储器,最多能够存储lK字节的数据。IC2为MAX3232型电平转换器,其内部有1个电源电压变换器,可以将计算机的电平转换为标准TTL电平,实现计算机与单片机之间通过串行口传输数据,使单片机完成对24/LC08B的数据存储操作。单片机运行时,直接从24LC08中读取机器人的运行参数,控制机器人运行。
4 光电检测模块设计
光电检测过程
设计光电检测模块是为了让机器人能够检测地面上的白色引导线。光电检测电路主要包括发射部分和接收部分,其原理如图4所示。
光电检测过程
发射部分的波形调制采用了频率调制方法。由于发光二极管的响应速度快,其工作频率可达几MHz或十几MHz,而检