关键字:机器人
DSP
寻线
集电极
核心处理器
续流二极管
模糊推理
输入电路
达林顿管
中断处理程序
在最近的机器人比赛和电子设计竞赛中,较多参赛题目要求机器人沿场地内白色或黑色指引线行进。一些研究人员提出了基于寻线的机器人设计策略,主要是关注指引线的检测,但对于机器人的整体设计未做说明。本文在总结此类赛事的基础上,提出了一种将DSP(Digital Signal Processor)和CPLD(Complex Programmable Logic Device)作为核心处理器,采用模糊控制策略处理来自检测指引线传感器信号的机器人行走机构的通用性设计方法。
1 车体机械设计
由于机器人比赛对参赛机器人有严格的尺寸限制,需要在有限的空间内合理安排各个机构。本文给出车体最小尺寸时驱动轮、光电传感器以及控制芯片之间的相对位置,如图1所示。

机器人采用双直流步进电机驱动方式,其额定电压为24V。车体的前后端分别安装光电传感器检测板实现指引线的检测。相邻光电传感器距离略小于指引线宽度,保证同时有两个传感器可以检测到指引线。
2 硬件电路设计
这部分主要介绍核心控制器DSP与功能扩展芯片CPLD的连接,简要介绍其它功能模块的硬件实现。系统整体结构如图2所示。

2.1 核心控制器设计
目前,机器人核心控制器多选用单片机。笔者考虑到单片机指令周期长、可用资源少,难以满足机器人实时控制的要求,在综合性价比、开发周期等因素后,核心控制器选用TI公司的电机数字控制专用DSP
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