1.前言(Introdution)随着当今科技的不断发展,机器人应用领域的不断扩展,人们对机器人的控制越来越想方便、快捷。基于PC 的机器人控制系统极大的促进了机器人的遥操作技术。基于的机器人控制平台的设计,提高了系统的人机交互性和可扩展性。
本文将 PC 机与单片机结合,综合应用了两者的优势,互补了彼此的缺陷,设计了一套机器人控制系统。上位机(PC 机)主要采用VC++.NET 设计了可视化的机器人控制平台,简洁明了,控制快捷;下位机(单片机控制系统)主要采用PIC 单片机和PSC(Parallax ServoController)电机控制器,采用模块化递阶控制技术融合传感器技术,运用汇编语言,通过键盘控制,完成了机器人的各种行走功能,同时还通过液晶显示芯片1602 来显示机器人当前的工作状态;本研究采用的试验移动机器人是德普施科技有限公司的DRROB 系列高级机器人产品六足机器人。
2.系统硬件设计(The design of system hardware)
2.1 系统硬件的总体设计:
基于前言部分所描述机器人控制系统功能,初步分析该系统由以下几个模块组成:单片机最小系统模块(PIC 单片机为核心,扩展了一片EEPROM 芯片24LC16B),串行通信模块,直流伺服电机驱动模块,键盘控制模块,液晶显示模块及传感器检测模块等。列出部分主要模块电图。其控制系统总体框图如图1 所示。
图1 控制系统总体结构
2.2 通信电模块:
采用 MAX232 实现电平转换,其连接采用简单的零调制三线经济型。其电如图2 所示。
图2 通信电
2.3 电机驱动电模块:
采用 PSC 电机控制器作为电机驱动模块的硬件基础,此控制器采用数据分配器芯片一个、信号接收端口一个、复位按钮一个、单刀双掷开关一个,+5V 伺服电源入口一个。PSC电机控制器是一个1/16 线的数据分配器,通过串口通信将接收来的控制信息分成16 ,经译码后可发送给16 个电机驱动器芯片,在这里我们使用其中12 个端口。六足机器人的基本动作是由12 个直流伺服电机协同动作完成,伺服电机采用减速装置,旋转电位计和H 桥实现精确的半闭环控制。Serial(信息接收端口)与PIC 微控制器的P15 端口相连,接受控制信号。其电如图3 所示。
图 3 电机驱动模块
2.4机器人红外避障模块:
采用了一个简单但应用普遍的电。在该电中采用了常用的红外发射管D1 和接收管Q1,通过改变电阻R1 可以调节发射管的功率,通过测量D1 的电压可以计算出机器人距离目标或者障碍物的距离。其电图略。
2.5 液晶显示模块:
采用 1602 液晶显示模块,该模块内部的字符发储器(CGROM)已经存储了160 个不同的点阵字符图形,这些字符有:阿拉伯数字、英文字母的大小写、常用的符号、和日文假名等,每一个字符都有一个固定的代码,它的读写操作、屏幕和光标的操作都是通过指令编程来实现的。此模块的作用是可以显示当前的状态,实现机器人的人机交互显示功能。其电略。
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