本文设计了一种自动巡线轮式行走机器人控制系统,采用AT89S52型单片机作为主控CPU,外加一个复杂可鳊程逻辑器件(CPID)协助CPU处理数据,扩展了程序参数存储器,能够进行检测引导线和直流电机、舵机的PWM控制。 本文提出了一种自动巡线轮式机器人控制系统的设计方案,该系统采用AT89S52型单片机作为核心处理器,结合复杂可编程逻辑器件(CPLD)以减轻CPU负担,实现对直流电机和舵机的高效控制。AT89S52是一款常见的8位单片机,具有丰富的内置功能,但在需要处理大量数据和控制任务时,可能显得力不从心,此时CPLD的引入就显得尤为关键。CPLD(Complex Programmable Logic Device)EPM7128在这里扮演了辅助处理器的角色,能够产生PWM信号用于电机速度控制,并处理其他I/O任务。 PWM(Pulse Width Modulation)是通过调整脉冲宽度来实现模拟控制的一种技术,在本系统中,用于控制电机转速,通过改变PWM信号的占空比,可以实现对直流电动机的精细调速,范围从0到255级。此外,系统还扩展了程序参数存储器,采用I2C总线的串行E2PROM 24LC08B,存储机器人运行路径和动作参数,以适应不同比赛条件下的灵活调整,而无需频繁擦写单片机的Flash。 光电检测模块是机器人寻线的关键,通过频率调制的光电检测电路,利用发射部分的红外发光二极管和接收部分的光敏二极管,实现对白色引导线的检测。五个光电探头设置在机器人前部,保证了检测的精度,同时避免了硬件成本和软件复杂性的过度增加。 电机驱动模块则依赖于PWM调速,直流伺服电机通过接收PWM信号调整转速,同时结合脉冲编码器的反馈,实时调整机器人运动状态。舵机通过类似的方式,通过调节PWM信号来改变转角,实现机器人的方向控制。 整体而言,这个控制系统设计考虑了性能、成本和易用性,适用于机器人电子竞赛和其他需要自主导航的场合。通过集成多种技术和设备,构建了一个稳定、抗干扰的自动巡线解决方案,为后续的智能机器人研究提供了可靠的控制基础。
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