單片機自動巡線輪式機器人控制系統設計

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

　　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．需要控制多個電動機和行程開關．還要進行光電檢測．如果所有的任務都由AT89S52型單片機來完成．CPU的負擔就會過重。影響系統的處理速度。因此擴展1個CPLD．型號為 EPM7128。它屬于．MAX7000系列器件。包括2個通用1/0口．2個專用I／O口，專用I／O口可作為每個宏單元和輸入輸出引腳的高速控制信號 (時鐘、清除和輸出使能等)，電動機的。PWM信號也由其產生。

　　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個通用I／O口，SIL―S17引腳為行程開關輸入信號，LI11一LI17引腳為光電探頭輸入信號。CPLD的編程用VHDL語言，產生1路PWM信號的部分程序源代碼如下：

程序