RFID導購機器人導航與控制系統的設計研究

然后是電子羅盤模塊。CMPS03 電子羅盤是平面角度傳感器。通過檢測當前傳感器與地球磁場直接的角度，電子羅盤可以獲得分辨率為0.1度的絕對旋轉角度。這個電子羅盤模塊是專門為機器人而制造，目的為了給機器人提供合適的方向導航信號。對于任何方向，都可以生成獨一無二的編碼。該傳感器使用PHILIPS的KMZ51地磁感應芯片，其精度很高。有兩種輸出方式，第一種：I2C方式，由Pin2(SCL)和Pin3(SDA)輸出。Pin7和Pin5必須懸空。Pin6用來進行校正。這些管腳都接到主板上，由于模塊是5V供電，而DSP是3.3V所以還需要用74LVC245進行電平轉換。通過2812的GPIOB通過Pin6對系統進行校正。校正只需要做一次，因為數據會保存在電子羅盤中的PIC單片機的EEPROM。第6腳有一個上拉電阻。進行校正只需要通過GPIO給Pin6一個負相脈沖，而且因為有上拉電阻，所以，此管腳與系統斷開也是可以的。

最后是系統的驅動模塊的設計。采用L298芯片。L298是SGS公司的產品，比較常見的是15腳Multiwatt封裝的L298N，內部同樣包含4通道邏輯驅動電路。L298內含的功率輸出器件設計制作在一塊石英基片上，由于制作工藝的同一性，因而具有分立元件組合電路不可比擬的性能參數一致性，工作穩定。15腳是輸出電流反饋引腳，其它與L293相同。在通常使用中這兩個引腳也可以直接接地。它是高電壓的，高電流的雙全橋驅動芯片。可以直接接受標準的TTL邏輯電平。可以驅動各種負載如電機，繼電器等。有兩個使能輸入，通過它控制PWM波的有效性。L298集成有兩個能量輸出塊A，B。另外，我們設計的板子上加有續流二極管。

2.3 驅動程序設計

通過編寫InitSysCtrl()函數，對看門狗控制寄存器WDCR進行設置，其WDFLAG位是看門狗復位狀態位。如果該位置位表示一個看門狗復位。向WDDIS位寫1會使看門狗模塊無效。寫0對看門狗使能。而對于WDPS位主要是決定看門狗計數器的時鐘速率。由于程序中包含有許多循環，所以對于看門狗的設置要特別注意。然后通過設置PLLCR對系統鎖相環進行設置。這時候要注意，程序需要加入，5000次循環等待鎖相穩定。這一點在2407里并不是必要的，而針對2812系統要注意這點。然后通過HISPCP和LOSPCP來對高速和低速外設來進行匹配。由于在程序中使用了中斷，所以需要對外設中斷擴展PIE進行設置。方向傳感器通過捕獲單元和DSP核心進行連接。一次脈沖的捕獲需要兩次中斷，通過控制和讀取FIFO寄存器來取出方向的信息的脈沖編碼。另外，紅外避障模塊通過74LV245模塊，轉換電平后，和中斷管腳進行連接。所以要對中斷函數進行編程。和RFID傳感器通訊是通過2812的雙線異步串口。SCI模塊支持CPU與采用非返回至0（non-return-to-zero）(NRZ)標準格式的異步外圍設備之間的數字通信。2812的SCI接收器有一個16級深度的FIFO，這樣可以減少空頭的服務。程序通過判斷TxRDY位來判斷有沒有RFID中斷。這樣，可以及時的發現機器人是否到了一個新的位置。然后讀取SCIRXBUF。最后，通過EV單元設置PWM 脈沖，從而控制機器人的走向。

3 結論以及實現后的系統

最后，在聯華超市附近調試整個系統。經過反復調試，和對程序的修改，實現了對射頻路徑點的導航。最終系統運行情況如圖6所示：

圖4 機器人在超市的實際運行