基于火焰传感器组的简易机器人设计说明
一、文档概要
1. 本文档是对温州中学自主足球机器人系统攻防机器人硬件架构简易原型的说明。
2. 该原型基于火焰传感器组的原型构建。
3. 该原型可独立工作、可外接传感器、可代替机器人厂商提供的控制板。
4. 该原型具备可扩展性,通过软件及外围硬件的扩充,可适应更多功能的需要。
5. 本文档最后修订于 2010 年 3 月 25 日。
6. 基于火焰传感器组的简易机器人可代替机器人厂商提供的硬件。
二、设计说明
1. 本原型通过光敏接收管,接收来自各个方向的热光源光强度,来定位发光球体。
2. 本原型通过 PWM 输出控制电机运转。
3. 本原型通过用户编写应用程序,实现机器人的智能动作。
4. 本原型由单片机、模拟复用器、光敏接收管以及周边器件组成。
a) 单片机:Atmel 公司的 ATmega32 单片机,外部 8MHz 晶振。
b) 模拟复用器:8 选 1 开关,STMicroelectronics(意法半导体)公司的 HCF4051
芯片或其余兼容的通用芯片。
c) 光敏接收管:工作波长包含 700-840nm 的光敏接收管。
d) 接口:SPI 接口、TWI 接口、JTAG 接口。
5. 火焰传感器组连接说明
a) 采用控制板与传感器分离的设计。每个传感器上安装一个模拟开关以及 8 个红
外接收管。
b) 传感器板的组成:8 选 1 模拟开关、8 个红外接收管、滤波电容、电阻、接口
插针。电容、电阻均用 0805 封装的贴片元件。
c) 传感器板的接口:引出 5/6 线接口。5 线接口为:电源、地以及三条地址选择
线。6 线接口比 5 线接口多出个输出口。传感器应用时,可以两两间通过 5 针
接口相连接。每个传感器通过 1 线与控制板相连接。
d) 控制板的组成:单片机、晶振电路、复位电路、ADC 稳定电路、I
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C 接口上拉
电阻。电容、电阻均使用贴片元件。
6. 周边器件连接说明
a) 周边器件还包括:供电电源板、电机驱动器、电机、电池等。
b) 周边器件通过火焰传感器组控制板预留的接口连接:预留的 SPI 接口用于连接
驱动板,预留的 TWI 接口配置为主模式来连接其余 TWI 器件。预留的扩展 9
线通用 IO 接口用于连接以调试为目的的无线遥控以及超声波传感器等需要
数字 IO 口的器件。
三、设计文档
1. 参考的电路连接方法。
2. 参考的驱动程序代码。
四、测试说明
1. 使用 JTAG 仿真器检查控制板是否工作正常、是否能正确返回模数转换器的结果。
2. 使用示波器观察 PWM 输出波形是否正常。
3. 使用串口调试工具观察运行时返回值。