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上架日期：2014-08-22 14:00:11
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詳細(xì)說(shuō)明
    名稱(chēng):基于Motorola單片機(jī)的機(jī)器人追跑控制系統(tǒng)
    機(jī)器人作為人類(lèi)20世紀(jì)最偉大的發(fā)明之一，在短短的40年內(nèi)發(fā)生了日新月異的變化。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)、傳感器技術(shù)等的發(fā)展，機(jī)器人之間的互動(dòng)成為機(jī)器人技術(shù)的一大熱點(diǎn)。
    本文設(shè)計(jì)了一種基于摩托羅拉 MC68HC08系列單片機(jī)的機(jī)器人追跑控制系統(tǒng)，用于研究機(jī)器人之間的簡(jiǎn)單互動(dòng)。
    移動(dòng)機(jī)器人行為描述
    在此系統(tǒng)中，我們將兩個(gè)移動(dòng)機(jī)器人一個(gè)命名為“貓”，一個(gè)命名為“鼠”。當(dāng)兩個(gè)機(jī)器人都無(wú)法接收到對(duì)方發(fā)出的信號(hào)時(shí)，機(jī)器人“貓”以S形前進(jìn)，機(jī)器人“鼠”在原地進(jìn)行180度擺動(dòng)；當(dāng)機(jī)器人“貓”檢測(cè)到機(jī)器人“鼠”發(fā)出的信號(hào)時(shí)，以直線追向機(jī)器人“鼠”的方向，而機(jī)器人“鼠”同時(shí)接收到“貓”的信號(hào)，以直線向前移動(dòng)，以躲避“貓”的追趕，直至逃出“貓”的接收范圍，重復(fù)無(wú)法接收到信號(hào)時(shí)的行為；如果“貓”在一段時(shí)間內(nèi)都無(wú)法發(fā)現(xiàn)“鼠”的存在，就發(fā)出聲音報(bào)警。在整個(gè)過(guò)程中，由于環(huán)境未知，“貓”和“鼠”都有避障控制，而且可以根據(jù)不同的行為狀態(tài)，播放不同的音樂(lè)。
    系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)
    “貓”、“鼠”兩個(gè)機(jī)器人的電路設(shè)計(jì)基本相同，都是由單片機(jī)系統(tǒng)、紅外收發(fā)模塊、電機(jī)控制模塊和語(yǔ)音模塊構(gòu)成，其不同是紅外線發(fā)射管和接收管陣列的排列有所不同。單片機(jī)選用Motorola公司的8位微處理器M68HC908GP32（42管腳封裝）；紅外收發(fā)模塊使用PT2262和放大器組成的簡(jiǎn)單紅外線收發(fā)電路；電機(jī)控制模塊選用 L293D進(jìn)行電機(jī)驅(qū)動(dòng)；語(yǔ)音模塊選用 ISD25120控制放音。另外，系統(tǒng)地電源模塊使用12V干電池。
    單片機(jī)系統(tǒng)
    MC68HC08系列中的單片機(jī)是Motorola公司1999年推出的8位微控制器，具有速度快、功能強(qiáng)、功耗小及價(jià)格等特點(diǎn)。
    我們?cè)谠O(shè)計(jì)中選用的M C68H C908GP32單片機(jī)是 MC68HC08系列微控制器的第一 批產(chǎn)品，其特點(diǎn)是片內(nèi)資源豐富、高性能，低價(jià)位，且具有多種保護(hù)功能，適用于各種數(shù)據(jù)處理平臺(tái)搭建。在這里我們主要用它完成紅外信息融合、電機(jī)控制及語(yǔ)音播放控制。
    設(shè)計(jì)中，兩個(gè)機(jī)器人上單片機(jī)的主要端口設(shè)置相同，如表1所示。另外避碰的三個(gè)觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)控制為PTB0、PTB6、PTA7。
    紅外收發(fā)模塊
    紅外發(fā)射模塊使用PT2262和紅外發(fā)射管陣列構(gòu)成的紅外發(fā)射電路。紅外接收電路使用紅外接收管陣列和放大器組成。接收到的信號(hào)輸入至單片機(jī)的PTB7端口，經(jīng)過(guò)A/D轉(zhuǎn)換后，送入處理器，以控制機(jī)器人的行為轉(zhuǎn)換。
    電機(jī)控制模塊
    電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路采用基于雙極性H-橋型脈寬調(diào)整方式PWM的集成電路 L293D。 L293D具有很多優(yōu)點(diǎn)，如電流連續(xù)；電機(jī)可四角限運(yùn)行；電機(jī)停止時(shí)有微振電流，起到“動(dòng)力潤(rùn)滑”作用，消除正反向時(shí)的靜摩擦死區(qū)；低速平穩(wěn)性好等。 L293D通過(guò)內(nèi)部邏輯生成使能信號(hào)。H-橋電路的輸入量可以用來(lái)設(shè)置馬達(dá)轉(zhuǎn)動(dòng)方向，使能信號(hào)可以用于脈寬調(diào)整（PWM）。另外， L293D將2個(gè)H-橋電路集成到1片芯片上，這就意味著用1片芯片可以同時(shí)控制2個(gè)電機(jī)。
    機(jī)器人有三個(gè)車(chē)輪，兩個(gè)使用電機(jī)控制，另一個(gè)為萬(wàn)向輪，因此使用1片 L293D進(jìn)行控制即可。將兩路PMW控制信號(hào)分別接至兩路電機(jī)控制的使能引腳EN12和EN34，通過(guò)調(diào)整PWM的占空比可以調(diào)整電機(jī)的轉(zhuǎn)速。將電機(jī)正反轉(zhuǎn)控制線分別接入IN1、IN2、IN3和IN4，，通過(guò)寫(xiě)入不同的值控制兩個(gè)電機(jī)的正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)。
    語(yǔ)音模塊
    為了區(qū)別移動(dòng)機(jī)器人的各個(gè)不同狀態(tài)，我們使其在做出不同動(dòng)作的同時(shí)，可以播放不同的聲音。為了達(dá)到這個(gè)目的，語(yǔ)音控制部分選用語(yǔ)音芯片 ISD25120。 ISD25120的錄放時(shí)間為120秒，錄音最多能分600段。只要在分段錄/放音操作前(不少于300納秒)，給地址A0~A9賦值，錄音及放音功能均從設(shè)定的起始地址開(kāi)始。
    在設(shè)計(jì)時(shí)，除了用單片機(jī)控制 ISD25120的復(fù)位和觸發(fā)端外，使用四位I/O控制芯片的放音起始地址。在初始化時(shí)，分別將兩個(gè)機(jī)器人的不同信息寫(xiě)入語(yǔ)音芯片的A0~A3，選擇放音；在動(dòng)作過(guò)程中，在行為發(fā)生改變時(shí)，寫(xiě)入新的信息，改變放音選擇，播放不同音樂(lè)。
    系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)
    系統(tǒng)軟件主要由主程序模塊、中斷服務(wù)程序模塊、語(yǔ)音控制模塊和運(yùn)動(dòng)規(guī)劃模塊等部分組成。整個(gè)系統(tǒng)的軟件部分采用匯編語(yǔ)言編寫(xiě)。
    結(jié)論
    經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)證明，兩個(gè)機(jī)器人在不受外界干擾的情況下，能夠正確地完成追跑動(dòng)作。此設(shè)計(jì)為研究機(jī)器人之間簡(jiǎn)單互動(dòng)提供了試驗(yàn)平臺(tái)。在以后的研究中，通過(guò)改變傳感器位置及內(nèi)部程序，可以改變二者間的互動(dòng)關(guān)系，例如協(xié)作等，進(jìn)行更深的研究。

    多年專(zhuān)業(yè)從事大型進(jìn)口系統(tǒng)備件銷(xiāo)售。主營(yíng)品牌Foxboro，Tricon，Ovation，Motorola，Xycom，ABB，Allen-Bradley，Schneider，Siemens，GE Fanuc,Yaskawa，Woodward等進(jìn)口自動(dòng)化系統(tǒng)備件銷(xiāo)售及系統(tǒng)集成的高新技術(shù)企業(yè)，對(duì)各大自動(dòng)化品牌產(chǎn)品有著強(qiáng)大的優(yōu)勢(shì)，同時(shí)配備優(yōu)秀的工程團(tuán)隊(duì)。
    ◆ 企業(yè)名稱(chēng)：廈門(mén)興潤(rùn)星貿(mào)易有限公司

    ◆ 企業(yè)性質(zhì)： 有限責(zé)任公司

    ◆ 主營(yíng)業(yè)務(wù)：DCS,PLC

    ◆ 經(jīng)營(yíng)模式： 貿(mào)易

    ◆ 貿(mào)易地區(qū)： 全國(guó)

    ◆ 聯(lián)系人:陽(yáng)先生

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    ◆ 聯(lián)系手機(jī)：18030263579

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