本發(fā)明涉及自動(dòng)化控制技術(shù)領(lǐng)域，具體的說(shuō)，是一種基于微處理器可見(jiàn)光通信技術(shù)的機(jī)器人自動(dòng)控制系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

智能控制（intelligent controls）在無(wú)人干預(yù)的情況下能自主地驅(qū)動(dòng)智能機(jī)器實(shí)現(xiàn)控制目標(biāo)的自動(dòng)控制技術(shù)?？刂评碚摪l(fā)展至今已有100多年的歷史，經(jīng)歷了“經(jīng)典控制理論”和“現(xiàn)代控制理論”的發(fā)展階段，已進(jìn)入“大系統(tǒng)理論”和“智能控制理論”階段。智能控制理論的研究和應(yīng)用是現(xiàn)代控制理論在深度和廣度上的拓展。20世紀(jì)80年代以來(lái)，信息技術(shù)、計(jì)算技術(shù)的快速發(fā)展及其他相關(guān)學(xué)科的發(fā)展和相互滲透，也推動(dòng)了控制科學(xué)與工程研究的不斷深入，控制系統(tǒng)向智能控制系統(tǒng)的發(fā)展已成為一種趨勢(shì)?，F(xiàn)有技術(shù)中，實(shí)現(xiàn)通信必然還是要依賴于通信網(wǎng)絡(luò)，若是在深山中旅行時(shí)，無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)信號(hào)比較弱，或者沒(méi)有通信網(wǎng)絡(luò)信號(hào)，相距較遠(yuǎn)的驢友( 比如，落單或迷路的驢友與團(tuán)隊(duì))之間無(wú)法通過(guò)通信網(wǎng)絡(luò)取得聯(lián)系。通過(guò)通信網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行信息的傳遞，為人們的生活帶來(lái)了方便，但是，其應(yīng)用還存在局限性。而且，利用通信網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信需要向通信網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)營(yíng)商繳納費(fèi)用。特別是，近距離范圍內(nèi)利用通信網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信，增加了通信的成本。同時(shí)，目前使用LED 的照明裝置，還僅用于照明，功能單一，所以需要一種基于可見(jiàn)光的手電筒來(lái)實(shí)現(xiàn)照明的功能以及通訊的目的。

自動(dòng)化（Automation）是指機(jī)器設(shè)備、系統(tǒng)或過(guò)程（生產(chǎn)、管理過(guò)程）在沒(méi)有人或較少人的直接參與下，按照人的要求，經(jīng)過(guò)自動(dòng)檢測(cè)、信息處理、分析判斷、操縱控制，實(shí)現(xiàn)預(yù)期的目標(biāo)的過(guò)程。自動(dòng)化技術(shù)廣泛用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、軍事、科學(xué)研究、交通運(yùn)輸、商業(yè)、醫(yī)療、服務(wù)和家庭等方面。采用自動(dòng)化技術(shù)不僅可以把人從繁重的體力勞動(dòng)、部分腦力勞動(dòng)以及惡劣、危險(xiǎn)的工作環(huán)境中解放出來(lái)，而且能擴(kuò)展人的器官功能，極大地提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，增強(qiáng)人類(lèi)認(rèn)識(shí)世界和改造世界的能力。WIFI容易被電磁干擾，傳輸?shù)姆较虿豢煽?，密碼容易被截獲。然而可見(jiàn)光通信是一種點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的傳輸模式，具有保密性好的優(yōu)點(diǎn)。因此，可以將可見(jiàn)光通信技術(shù)與凈化技術(shù)相結(jié)合，具有廣闊的運(yùn)用前景。隨著社會(huì)的進(jìn)步，智能智能移動(dòng)終端得到了大量普及，智能移動(dòng)終端成為了人們?nèi)粘Ｉ钪须S生攜帶的物品。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于設(shè)計(jì)出一種基于微處理器人工智能控制智能手電筒，滿足機(jī)器人自動(dòng)控制所需，通過(guò)自動(dòng)化技術(shù)、智能化控制技術(shù)、以及微處理器控制技術(shù)相結(jié)合而進(jìn)行系統(tǒng)控制，使得機(jī)器人在使用過(guò)程中能夠有效完成所設(shè)定工作流程，采用微控制器與現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列相結(jié)合的中心控制技術(shù)，提高整個(gè)系統(tǒng)的處理性能及處理效率，使得整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行更加穩(wěn)定，并有效降低故障率。

本發(fā)明通過(guò)下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：一種基于微處理器可見(jiàn)光通信技術(shù)的機(jī)器人自動(dòng)控制系統(tǒng)，包括中央處理器、現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列電路、光電檢測(cè)電路、光控鎖模塊、光鑰匙模塊、智能手電筒、信號(hào)處理電路、電源電路、白光LED；

所述手電筒，包括手電筒外形部分以及可見(jiàn)光通訊結(jié)構(gòu)，所述手電筒外形部分由防塵燈罩、防滑紋、掛鉤、燈筒、燈頭以及開(kāi)關(guān)組成，所述燈筒為圓柱形結(jié)構(gòu)，所述燈筒的左端端面安裝有燈頭，所述燈頭上安裝有防塵燈罩，所述燈頭的中軸線與防塵燈罩所在平面相垂直，所述燈筒上安裝有開(kāi)關(guān)，所述開(kāi)關(guān)的右端安裝有防護(hù)紋，所述防滑紋環(huán)繞燈筒的側(cè)面進(jìn)行布置，所述燈筒的右側(cè)端面上固定有掛鉤，所述掛鉤是橫截面為圓形的環(huán)形結(jié)構(gòu)，所述可見(jiàn)光通訊結(jié)構(gòu)由觸摸顯示屏、LED燈、連接線、蓄電池、控制盒、限位環(huán)、安裝板、USB接口、光電檢測(cè)器、存儲(chǔ)器以及可見(jiàn)光處理芯片組成，所述觸摸顯示屏安裝在燈筒上且具體貼合在燈筒的外表面進(jìn)行布置，所述USB接口位于燈筒的右側(cè)端面上，所述LED燈、連接線、蓄電池、控制盒、限位環(huán)、安裝板、光電檢測(cè)器、存儲(chǔ)器以及可見(jiàn)光處理芯片位于燈筒的內(nèi)部，所述蓄電池位于燈筒內(nèi)部的中間位置，所述蓄電池通過(guò)限位環(huán)進(jìn)行固定，所述限位環(huán)為環(huán)繞蓄電池一周的環(huán)狀結(jié)構(gòu)，所述安裝板位于蓄電池的左側(cè)位置且具體垂直于燈筒的中軸線進(jìn)行布置，所述安裝板上安裝有LED燈以及光電檢測(cè)器，所述控制盒固定在燈筒內(nèi)部的右端位置，所述存儲(chǔ)器以及可見(jiàn)光處理芯片位于控制盒的內(nèi)部，所述LED燈通過(guò)連接線與存儲(chǔ)器雙向電性連接，所述存儲(chǔ)器通過(guò)連接線與觸摸顯示屏雙向電性連接，所述存儲(chǔ)器通過(guò)連接線與可見(jiàn)光處理芯片雙向電性連接，所述可見(jiàn)光處理芯片通過(guò)連接線與光電檢測(cè)器雙向電性連接，所述可見(jiàn)光處理芯片通過(guò)連接線與LED燈單向電性連接，所述開(kāi)關(guān)與LED燈單向電性連接；

所述信號(hào)調(diào)制設(shè)備負(fù)責(zé)調(diào)制生成原始的電信號(hào)；所述LED 燈是單色的 LED；所述光探測(cè)器是可見(jiàn)光波段響應(yīng)較好的 CCD光電轉(zhuǎn)換器件；所述智能手電筒是可變倍數(shù)的光學(xué)鏡頭；所述信號(hào)處理電路與光探測(cè)器相適應(yīng)，用于視頻電信號(hào)的處理，以及確定接收光斑的形狀、大小和平均接收光功率；所述探照燈和所述智能手電筒之間是大氣信道，光源發(fā)出的光通過(guò)大氣信道進(jìn)行傳輸；

所述遠(yuǎn)距離可見(jiàn)光通信系統(tǒng)設(shè)備主要包括發(fā)射端和接收端；發(fā)射端可使用OOK、PPM 等調(diào)制方式，光源將調(diào)制好的光信號(hào)以高速、明暗變化的規(guī)律進(jìn)行發(fā)射，采用大功率低束散角陣列 LED 作為光源，由于調(diào)制速率在一百比特量級(jí)，可以采用單片機(jī)配合 C++軟件編程進(jìn)行發(fā)射端的軟硬件設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)字符串的發(fā)送；接收端，采用 CCD 作為光探測(cè)器，硬件設(shè)備使用高幀頻100fps 以上、高靈敏度、高響應(yīng)度 CCD 相機(jī)；相機(jī)以與光源相同幀頻進(jìn)行拍攝，并且設(shè)計(jì)軟件對(duì)CCD 相機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集和處理，將調(diào)制信號(hào)的規(guī)律呈現(xiàn)出來(lái)，得到相應(yīng)的灰度值，從而完成信息的傳遞過(guò)程，實(shí)現(xiàn)字符串的接收；所述充電插口設(shè)置于閉合門(mén)的側(cè)端；

所述現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列電路連接調(diào)制波形發(fā)生器，所述調(diào)制波形發(fā)生器連接光源，所述光源連接反射鏡，所述反射鏡連接光敏元件接收器，所述光敏元件接收器連接調(diào)制放大器，所述調(diào)制放大器連接調(diào)制波形處理器，所述調(diào)制波形處理器連接現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列電路。

進(jìn)一步的，為更好的實(shí)現(xiàn)本發(fā)明，所述光控鎖模塊內(nèi)設(shè)置有編碼器、運(yùn)動(dòng)控制器、PWM功放、直流伺服電機(jī)，所述現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列電路連接編碼器，所述編碼器連接運(yùn)動(dòng)控制器，所述運(yùn)動(dòng)控制器連接PWM功放，所述PWM功放連接直流伺服電機(jī)，所述直流伺服電機(jī)連接編碼器。

進(jìn)一步的，為更好的實(shí)現(xiàn)本發(fā)明，還包括參數(shù)存儲(chǔ)器，所述參數(shù)存儲(chǔ)器連接中央處理器；所述光鑰匙模塊內(nèi)設(shè)置有智能移動(dòng)終端，基于智能移動(dòng)終端操作系統(tǒng)，設(shè)計(jì)基于虛擬串口的秘鑰發(fā)送智能移動(dòng)終端的軟件模塊，通過(guò)智能移動(dòng)終端的軟件模塊發(fā)送出秘鑰信息，秘鑰信息由智能移動(dòng)終端的 min-USB 口輸出；所輸出的秘鑰信息，基于智能移動(dòng)終端OTG 功能，經(jīng)過(guò)外部驅(qū)動(dòng)模塊加載到LED燈上，通過(guò)LED來(lái)完成秘鑰信息的傳送。

進(jìn)一步的，為更好的實(shí)現(xiàn)本發(fā)明，還包括電源電路，所述電源電路分別連接中央處理器及現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列電路。

進(jìn)一步的，為更好的實(shí)現(xiàn)本發(fā)明，所述電源電路包括太陽(yáng)能電池板、控制器、供電電路，所述太陽(yáng)能電池板連接控制器，所述控制器連接供電電路，所述供電電路分別連接中央處理器及現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列電路。

進(jìn)一步的，為更好的實(shí)現(xiàn)本發(fā)明，所述電源電路還包括蓄電池，所述蓄電池連接控制器。

進(jìn)一步的，為更好的實(shí)現(xiàn)本發(fā)明，還包括隨機(jī)存儲(chǔ)器，所述隨機(jī)存儲(chǔ)器連接現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列電路。

進(jìn)一步的，為更好的實(shí)現(xiàn)本發(fā)明，所述隨機(jī)存儲(chǔ)器采用靜態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器和/或動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器。

進(jìn)一步的，為更好的實(shí)現(xiàn)本發(fā)明，所述中央處理器采用TMS570LS1114微控制器。

進(jìn)一步的，為更好的實(shí)現(xiàn)本發(fā)明，所述現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列電路主芯片采用Cyclone III。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)及有益效果：

（1）本發(fā)明滿足機(jī)器人自動(dòng)控制所需，通過(guò)自動(dòng)化技術(shù)、智能化控制技術(shù)、以及微處理器控制技術(shù)相結(jié)合而進(jìn)行系統(tǒng)控制，使得機(jī)器人在使用過(guò)程中能夠有效完成所設(shè)定工作流程，采用微控制器與現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列相結(jié)合的中心控制技術(shù)，提高整個(gè)系統(tǒng)的處理性能及處理效率，使得整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行更加穩(wěn)定，并有效降低故障率。使用LED 的照明裝置，還僅用通訊；另外波浪式的設(shè)計(jì)表面存在凹凸面，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)汗液的吸收，而存儲(chǔ)器的設(shè)計(jì)則實(shí)現(xiàn)對(duì)接收文件的存儲(chǔ)，進(jìn)而便于以后進(jìn)行查閱，掛鉤的添加則實(shí)現(xiàn)對(duì)燈筒的固定，進(jìn)而便于將燈筒作為照明燈進(jìn)行使用，限位環(huán)的添加則便于對(duì)蓄電池進(jìn)行固定，進(jìn)而減少了安裝人員所需的時(shí)間，最終提高了安裝人員的工作效率；另外，智能手電筒能夠通過(guò)GSM通信模塊實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程控制，用戶可以在回家之前啟動(dòng)智能手電筒，改善室內(nèi)空氣濕度，在離開(kāi)家以后關(guān)閉，即使忘記出門(mén)之前關(guān)閉智能手電筒，也可以通過(guò)手機(jī)發(fā)出控制指令，關(guān)閉智能手電筒，這樣能夠合理規(guī)劃智能手電筒的使用時(shí)間，延遲使用壽命以及節(jié)約能源。所述微控制器是采用單片機(jī) ,其CPU由控制器和運(yùn)算器組成， 主要進(jìn)行運(yùn)算及指令識(shí)別。存儲(chǔ)器為８Ｋ可擦寫(xiě)閃存， 工作電源為+５Ｖ 。其內(nèi)部有振蕩器的反相放大器， 石英晶體和陶瓷諧振器共同構(gòu)成自激振蕩器。引腳簡(jiǎn)單可靠， 功能強(qiáng)大， 使用方便， 并具有低功耗空閑和掉電模式。

WIFI容易被電磁干擾，傳輸?shù)姆较虿豢煽?，密碼容易被截獲。然而可見(jiàn)光通信是一種點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的傳輸模式，具有保密性好的優(yōu)點(diǎn)。因此，可以將可見(jiàn)光通信技術(shù)結(jié)合，具有廣闊的運(yùn)用前景。隨著社會(huì)的進(jìn)步，智能智能移動(dòng)終端得到了大量普及，智能移動(dòng)終端成為了人們?nèi)粘Ｉ钪须S生攜帶的物品。

光鑰匙和智能移動(dòng)終端相結(jié)合，利用智能移動(dòng)終端應(yīng)用來(lái)實(shí)現(xiàn)的開(kāi)啟?？梢院芎玫倪\(yùn)用Android系統(tǒng)開(kāi)發(fā)手機(jī)AAP光密鑰軟件，Android系統(tǒng)是基于 Linux 的一個(gè)開(kāi)源的操作系統(tǒng)，主要是使用在移動(dòng)終端（手機(jī)和平板）中。Android系統(tǒng)和其他的系統(tǒng)平臺(tái)相比，有很大的優(yōu)勢(shì)。它的優(yōu)勢(shì)最主要的體現(xiàn)在它的開(kāi)放性。Android系統(tǒng)是完全開(kāi)源的系統(tǒng)，所有的愛(ài)好者和廠商都可以參與到 Android 系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)中來(lái)，這就為 Android 系統(tǒng)的發(fā)展打下了很好基礎(chǔ)。Android 系統(tǒng)已經(jīng)成為了全球裝機(jī)量第一大的系統(tǒng)。Android 系統(tǒng)的另一大優(yōu)勢(shì)就是基于谷歌公司的平臺(tái)，谷歌公司的地圖、搜索、郵箱等服務(wù)產(chǎn)品，能夠無(wú)縫的應(yīng)用到 Andriod 系統(tǒng)中去。

（2）本發(fā)明所述隨機(jī)存儲(chǔ)器可進(jìn)一步通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列電路的處理性能，在運(yùn)行時(shí)，靜態(tài)存儲(chǔ)器作高速緩沖存儲(chǔ)器(Cache)使用，動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)器做主存儲(chǔ)器使用；遠(yuǎn)距離可見(jiàn)光通信系統(tǒng)，在發(fā)射端采用了OOK調(diào)制方式，OOK 帶寬需求低，而且硬件實(shí)現(xiàn)最為簡(jiǎn)單，解碼時(shí)候只需要通過(guò)直接檢測(cè)的方法，通過(guò)判斷光的有無(wú)來(lái)確定接收到的信息時(shí)0或者1；使得發(fā)射端成本合理；在接收端，采用 CCD 作為光探測(cè)器，硬件設(shè)備使用高幀頻（100fps 以上）、高靈敏度、高響應(yīng)度 CCD 相機(jī)；相機(jī)以與光源相同幀頻進(jìn)行拍攝，并且設(shè)計(jì)軟件對(duì)CCD 相機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集和處理，將調(diào)制信號(hào)的規(guī)律呈現(xiàn)出來(lái)，得到相應(yīng)的灰度值，從而完成信息的傳遞過(guò)程，實(shí)現(xiàn)字符串的接收。選擇 CCD 作為光探測(cè)器，其靈敏度和響應(yīng)度比傳統(tǒng)的 PIN 光電二極管高很多。對(duì)比于傳統(tǒng)光電二極管，采用 CCD 相機(jī)可以使光源的位置可以在圖像中清晰的顯示出來(lái)，這樣，只要能夠判斷出信號(hào)的位置，將來(lái)可以使用多個(gè)光源，在接收端的接受能力之內(nèi)，成倍的提高傳輸速率。并且 CCD 作為光探測(cè)器還可以同時(shí)用于APT 通信系統(tǒng)當(dāng)中。

（3）本發(fā)明所述光電檢測(cè)電路內(nèi)有效保證機(jī)器在運(yùn)行區(qū)域內(nèi)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)，而不會(huì)出現(xiàn)因超出運(yùn)行區(qū)域進(jìn)行運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生事故的發(fā)生。

（4）本發(fā)明采用太陽(yáng)能供電，便于降低不可再生資源的損耗，并且能夠滿足惡劣天氣下依然正常工作。

（5）本發(fā)明所述的蓄電池能夠滿足在光照度不夠使太陽(yáng)能進(jìn)行發(fā)電或夜間時(shí)候依然滿足對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行供電。

（6）本發(fā)明采用PWM調(diào)制信號(hào)來(lái)完成電機(jī)及舵機(jī)的速度調(diào)制、方向調(diào)制，使其運(yùn)行更加穩(wěn)定安全。

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，應(yīng)當(dāng)理解，以下附圖僅示出了本發(fā)明的某些實(shí)施例，因此不應(yīng)被看作是對(duì)范圍的限定，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他相關(guān)的附圖。

圖1為本發(fā)明的電路原理圖；

圖2為本發(fā)明所述的電源電路原理圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)介紹，但本發(fā)明的實(shí)施方式不限于此。

實(shí)施例1：

一種基于微處理器人工智能控制智能手電筒，如圖1所示，包括中央處理器、現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列電路、光電檢測(cè)電路、光控鎖模塊、光鑰匙模塊、智能手電筒、信號(hào)處理電路、電源電路、白光LED；

所所述手電筒，包括手電筒外形部分以及可見(jiàn)光通訊結(jié)構(gòu)，所述手電筒外形部分由防塵燈罩、防滑紋、掛鉤、燈筒、燈頭以及開(kāi)關(guān)組成，所述燈筒為圓柱形結(jié)構(gòu)，所述燈筒的左端端面安裝有燈頭，所述燈頭上安裝有防塵燈罩，所述燈頭的中軸線與防塵燈罩所在平面相垂直，所述燈筒上安裝有開(kāi)關(guān)，所述開(kāi)關(guān)的右端安裝有防護(hù)紋，所述防滑紋環(huán)繞燈筒的側(cè)面進(jìn)行布置，所述燈筒的右側(cè)端面上固定有掛鉤，所述掛鉤是橫截面為圓形的環(huán)形結(jié)構(gòu)，所述可見(jiàn)光通訊結(jié)構(gòu)由觸摸顯示屏、LED燈、連接線、蓄電池、控制盒、限位環(huán)、安裝板、USB接口、光電檢測(cè)器、存儲(chǔ)器以及可見(jiàn)光處理芯片組成，所述觸摸顯示屏安裝在燈筒上且具體貼合在燈筒的外表面進(jìn)行布置，所述USB接口位于燈筒的右側(cè)端面上，所述LED燈、連接線、蓄電池、控制盒、限位環(huán)、安裝板、光電檢測(cè)器、存儲(chǔ)器以及可見(jiàn)光處理芯片位于燈筒的內(nèi)部，所述蓄電池位于燈筒內(nèi)部的中間位置，所述蓄電池通過(guò)限位環(huán)進(jìn)行固定，所述限位環(huán)為環(huán)繞蓄電池一周的環(huán)狀結(jié)構(gòu)，所述安裝板位于蓄電池的左側(cè)位置且具體垂直于燈筒的中軸線進(jìn)行布置，所述安裝板上安裝有LED燈以及光電檢測(cè)器，所述控制盒固定在燈筒內(nèi)部的右端位置，所述存儲(chǔ)器以及可見(jiàn)光處理芯片位于控制盒的內(nèi)部，所述LED燈通過(guò)連接線與存儲(chǔ)器雙向電性連接，所述存儲(chǔ)器通過(guò)連接線與觸摸顯示屏雙向電性連接，所述存儲(chǔ)器通過(guò)連接線與可見(jiàn)光處理芯片雙向電性連接，所述可見(jiàn)光處理芯片通過(guò)連接線與光電檢測(cè)器雙向電性連接，所述可見(jiàn)光處理芯片通過(guò)連接線與LED燈單向電性連接，所述開(kāi)關(guān)與LED燈單向電性連接；

所述信號(hào)調(diào)制設(shè)備負(fù)責(zé)調(diào)制生成原始的電信號(hào)；所述LED 燈是單色的 LED；所述光探測(cè)器是可見(jiàn)光波段響應(yīng)較好的 CCD光電轉(zhuǎn)換器件；所述智能手電筒是可變倍數(shù)的光學(xué)鏡頭；所述信號(hào)處理電路與光探測(cè)器相適應(yīng)，用于視頻電信號(hào)的處理，以及確定接收光斑的形狀、大小和平均接收光功率；所述探照燈和所述智能手電筒之間是大氣信道，光源發(fā)出的光通過(guò)大氣信道進(jìn)行傳輸；

所述遠(yuǎn)距離可見(jiàn)光通信系統(tǒng)設(shè)備主要包括發(fā)射端和接收端；發(fā)射端可使用OOK、PPM 等調(diào)制方式，光源將調(diào)制好的光信號(hào)以高速、明暗變化的規(guī)律進(jìn)行發(fā)射，采用大功率低束散角陣列 LED 作為光源，由于調(diào)制速率在一百比特量級(jí)，可以采用單片機(jī)配合 C++軟件編程進(jìn)行發(fā)射端的軟硬件設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)字符串的發(fā)送；接收端，采用 CCD 作為光探測(cè)器，硬件設(shè)備使用高幀頻100fps 以上、高靈敏度、高響應(yīng)度 CCD 相機(jī)；相機(jī)以與光源相同幀頻進(jìn)行拍攝，并且設(shè)計(jì)軟件對(duì)CCD 相機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集和處理，將調(diào)制信號(hào)的規(guī)律呈現(xiàn)出來(lái)，得到相應(yīng)的灰度值，從而完成信息的傳遞過(guò)程，實(shí)現(xiàn)字符串的接收；所述充電插口設(shè)置于閉合門(mén)的側(cè)端；

所述現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列電路連接調(diào)制波形發(fā)生器，所述調(diào)制波形發(fā)生器連接光源，所述光源連接反射鏡，所述反射鏡連接光敏元件接收器，所述光敏元件接收器連接調(diào)制放大器，所述調(diào)制放大器連接調(diào)制波形處理器，所述調(diào)制波形處理器連接現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列電路。所述光鑰匙模塊內(nèi)設(shè)置有智能移動(dòng)終端，基于智能移動(dòng)終端操作系統(tǒng)，設(shè)計(jì)基于虛擬串口的秘鑰發(fā)送智能移動(dòng)終端的軟件模塊，通過(guò)智能移動(dòng)終端的軟件模塊發(fā)送出秘鑰信息，秘鑰信息由智能移動(dòng)終端的 min-USB 口輸出；所輸出的秘鑰信息，基于智能移動(dòng)終端OTG 功能，經(jīng)過(guò)外部驅(qū)動(dòng)模塊加載到LED燈上，通過(guò)LED來(lái)完成秘鑰信息的傳送

在運(yùn)行時(shí)，整個(gè)系統(tǒng)需要控制多個(gè)電動(dòng)機(jī)和行程開(kāi)關(guān)，并進(jìn)行光電檢測(cè)，為提高處理性能，加快處理速度，在中央處理器控制處理的基礎(chǔ)上外擴(kuò)現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列電路來(lái)進(jìn)行諸如光電檢測(cè)、電機(jī)驅(qū)動(dòng)檢測(cè)、舵機(jī)驅(qū)動(dòng)檢測(cè)、開(kāi)關(guān)量檢測(cè)，以提高整個(gè)系統(tǒng)的處理性能。其中，現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列（FPGA）電路，采用了邏輯單元陣列LCA（Logic Cell Array）這樣一個(gè)概念，內(nèi)部包括可配置邏輯模塊CLB（Configurable Logic Block）、輸入輸出模塊IOB（Input Output Block）和內(nèi)部連線（Interconnect）三個(gè)部分；現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列（FPGA）是可編程器件，與傳統(tǒng)邏輯電路和門(mén)陣列（如PAL，GAL及CPLD器件）相比，F(xiàn)PGA具有不同的結(jié)構(gòu)。FPGA利用小型查找表（16×1RAM）來(lái)實(shí)現(xiàn)組合邏輯，每個(gè)查找表連接到一個(gè)D觸發(fā)器的輸入端，觸發(fā)器再來(lái)驅(qū)動(dòng)其他邏輯電路或驅(qū)動(dòng)I/O，由此構(gòu)成了既可實(shí)現(xiàn)組合邏輯功能又可實(shí)現(xiàn)時(shí)序邏輯功能的基本邏輯單元模塊，這些模塊間利用金屬連線互相連接或連接到I/O模塊。FPGA的邏輯是通過(guò)向內(nèi)部靜態(tài)存儲(chǔ)單元加載編程數(shù)據(jù)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器單元中的值決定了邏輯單元的邏輯功能以及各模塊之間或模塊與I/O間的聯(lián)接方式，并最終決定了FPGA所能實(shí)現(xiàn)的功能，F(xiàn)PGA允許無(wú)限次的編程。

在信號(hào)處理過(guò)程中，為便于使機(jī)器人在規(guī)定的區(qū)域內(nèi)運(yùn)行，特別設(shè)置有光電檢測(cè)電路，在運(yùn)行時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列電路將發(fā)出光電檢測(cè)指令至調(diào)制波形發(fā)生器內(nèi)，調(diào)制波形發(fā)生器的波形調(diào)制采用頻率調(diào)制方法，由于檢測(cè)系統(tǒng)的調(diào)制頻率在幾十至幾百kHz的范圍內(nèi)，為滿足要求，優(yōu)選考慮采用發(fā)光二級(jí)管（響應(yīng)速度快，其工作頻率可達(dá)幾MHz或十幾MHz）來(lái)完成調(diào)制波形的生成；光源內(nèi)設(shè)置有光源驅(qū)動(dòng)及光源，光源驅(qū)動(dòng)主要負(fù)責(zé)把調(diào)制波形放大到足夠的功率去驅(qū)動(dòng)光源發(fā)光，而光源采用適合波形為方波的調(diào)制光的發(fā)射、且工作頻率較高的紅外發(fā)光二極管，利用紅外發(fā)光二級(jí)管將調(diào)制光進(jìn)行發(fā)射后，反射鏡將此調(diào)制光反射至光敏元件接收器上，光敏元件接收器采用光敏二極管接收調(diào)制光線，并將光信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)，由于此電信號(hào)較弱，因此需進(jìn)一步進(jìn)行濾波及放大處理，故將光敏二極管轉(zhuǎn)換后的電信號(hào)首先加載至調(diào)制放大器內(nèi)進(jìn)行信號(hào)放大，此調(diào)制信號(hào)的放大采用交流放大的形式，還能使調(diào)制光信號(hào)與背景光信號(hào)分離，為信號(hào)處理提供方便。經(jīng)放大、分離處理后的調(diào)制光信號(hào)將利用調(diào)制波形處理器進(jìn)一步進(jìn)行濾波及信號(hào)識(shí)別處理，而后加載至現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列電路內(nèi)，以此為參考而調(diào)整機(jī)器人的運(yùn)行區(qū)域，光電檢測(cè)電路其本質(zhì)是將“交流”的、有用的調(diào)制光信號(hào)從“直流”的、無(wú)用的背景光信號(hào)中分離出來(lái)，從而達(dá)到抗干擾的目的。

在運(yùn)行時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列電路所形成的控制舵機(jī)運(yùn)動(dòng)的信號(hào)將加載至光鑰匙模塊內(nèi)完成諸如轉(zhuǎn)向等方向控制類(lèi)的舵機(jī)控制，在控制時(shí)，光鑰匙模塊內(nèi)所生成的PWM的信號(hào)就能夠快速調(diào)節(jié)舵機(jī)的轉(zhuǎn)角，從而實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的方向控制；白光LED用于完成電路系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)的開(kāi)關(guān)量數(shù)據(jù)檢測(cè)。

所述微控制器是采用單片機(jī) ,其CPU由控制器和運(yùn)算器組成， 主要進(jìn)行運(yùn)算及指令識(shí)別。存儲(chǔ)器為８Ｋ可擦寫(xiě)閃存， 工作電源為+５Ｖ 。其內(nèi)部有振蕩器的反相放大器， 石英晶體和陶瓷諧振器共同構(gòu)成自激振蕩器。引腳簡(jiǎn)單可靠， 功能強(qiáng)大， 使用方便， 并具有低功耗空閑和掉電模式。

所述遠(yuǎn)距離可見(jiàn)光通信系統(tǒng)具體包括：

調(diào)制器，用于可見(jiàn)光通信發(fā)射端需要將基帶信號(hào)調(diào)制到光載波上，調(diào)制器的作用就是要根據(jù)不同的調(diào)制方式，如 OOK 調(diào)制、PPM 調(diào)制等，將信息先調(diào)制成電信號(hào)。調(diào)制器硬件上可以采用常用的 51 單片機(jī)系列，為了達(dá)到更高的速度和精度的要求，還可以選擇 FPGA 等。

LED 驅(qū)動(dòng)，用于將電信號(hào)轉(zhuǎn)化為光信號(hào)。LED 驅(qū)動(dòng)模塊用于完成對(duì)LED 光源的驅(qū)動(dòng)功能，同時(shí)將調(diào)至好的電信號(hào)轉(zhuǎn)化為光信號(hào)加載到 LED 光源上。如 51 單片機(jī)，其觸發(fā)方式是 TTL 觸發(fā)，完成對(duì) LED 光源驅(qū)動(dòng)。

LED，是可見(jiàn)光通信系統(tǒng)的發(fā)射裝置，為了滿足通信系統(tǒng)的需求，應(yīng)盡可能選擇功率大、束散角小、白光 LED 光源。此外，選擇陣列形式 LED 光源可以增大光功率，而對(duì)束散角一般達(dá)到4度。

LED控制器，用來(lái)控制光源和相機(jī)的設(shè)備，完成輔助功能。

大氣信道，光源將調(diào)至好的信號(hào)光發(fā)射出去，通過(guò)大氣信道傳輸，傳輸過(guò)程中將受到大氣信道的影響。

相機(jī)鏡頭，相機(jī)鏡頭即是智能手電筒，主要完成光信號(hào)的捕捉接收功能，鏡頭能夠進(jìn)行變焦，變化接收視場(chǎng)角，可以放大或者縮小目標(biāo)。為了便于和 CCD相機(jī)相互配合，配置了電動(dòng)變焦鏡頭和編碼器，可以實(shí)現(xiàn)電腦控制自動(dòng)變焦。

CCD 相機(jī)，CCD 是感光元器件，主要是將光信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)再成像。

CCD 相機(jī)需能夠匹配光源的速率， CCD 相機(jī)能夠完成高幀頻采集。CCD 相機(jī)通過(guò)千兆以太網(wǎng)連接到電腦上，并通過(guò)程序完成圖像數(shù)據(jù)的采集和處理。

成像處理過(guò)程，用于將接收到的已調(diào)光信號(hào)進(jìn)行接收成像，分析其灰度光強(qiáng)度，解調(diào)出原始信息，完成信息接收。

本發(fā)明滿足機(jī)器人自動(dòng)控制所需，通過(guò)自動(dòng)化技術(shù)、智能化控制技術(shù)、以及微處理器控制技術(shù)相結(jié)合而進(jìn)行系統(tǒng)控制，使得機(jī)器人在使用過(guò)程中能夠有效完成所設(shè)定工作流程，采用微控制器與現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列相結(jié)合的中心控制技術(shù)，提高整個(gè)系統(tǒng)的處理性能及處理效率，使得整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行更加穩(wěn)定，并有效降低故障率。

實(shí)施例2：

本實(shí)施例是在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上進(jìn)一步優(yōu)化，進(jìn)一步的，為更好的實(shí)現(xiàn)本發(fā)明，能利用PWM控制方式對(duì)電機(jī)進(jìn)行調(diào)速與控制，如圖1所示，特別設(shè)置有下述結(jié)構(gòu)：所述光控鎖模塊內(nèi)設(shè)置有編碼器、運(yùn)動(dòng)控制器、PWM功放、直流伺服電機(jī)，所述現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列電路連接編碼器，所述編碼器連接運(yùn)動(dòng)控制器，所述運(yùn)動(dòng)控制器連接PWM功放，所述PWM功放連接直流伺服電機(jī)，所述直流伺服電機(jī)連接編碼器。

為控制機(jī)器人的運(yùn)行軌跡及動(dòng)作，現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列電路將機(jī)器人的運(yùn)行軌跡及動(dòng)作數(shù)據(jù)通過(guò)相應(yīng)的轉(zhuǎn)換后加載至光控鎖模塊、光鑰匙模塊及白光LED內(nèi)，機(jī)器人的驅(qū)動(dòng)件主要是電機(jī)和舵機(jī)，皆采用PWM進(jìn)行調(diào)速與控制，根據(jù)編碼器（優(yōu)選脈沖編碼器）的反饋信號(hào)，對(duì)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)控制，在控制時(shí)，編碼器對(duì)待控制動(dòng)作信號(hào)進(jìn)行編碼，而后傳送至運(yùn)動(dòng)控制器內(nèi)形成相應(yīng)的控制信號(hào)，并將PWM功放進(jìn)行信號(hào)放大后再控制直流伺服電機(jī)進(jìn)行相應(yīng)的運(yùn)動(dòng)。

實(shí)施例3：

本實(shí)施例是在上述任一實(shí)施例的基礎(chǔ)上進(jìn)一步優(yōu)化，進(jìn)一步的，為更好的實(shí)現(xiàn)本發(fā)明，為便于提高處理性能，并更多的存儲(chǔ)機(jī)器人運(yùn)行軌跡及動(dòng)作，如圖1所示，特別設(shè)置有下述結(jié)構(gòu)：還包括參數(shù)存儲(chǔ)器，所述參數(shù)存儲(chǔ)器連接中央處理器，在參數(shù)存儲(chǔ)器內(nèi)存儲(chǔ)有機(jī)器人運(yùn)行軌跡數(shù)據(jù)及動(dòng)作數(shù)據(jù)，中央處理器將通過(guò)讀取此類(lèi)數(shù)據(jù)后加載至現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列電路內(nèi)，用于控制機(jī)器人的運(yùn)行軌跡及動(dòng)作。

實(shí)施例4：

本實(shí)施例是在實(shí)施例1或2的基礎(chǔ)上進(jìn)一步優(yōu)化，進(jìn)一步的，為更好的實(shí)現(xiàn)本發(fā)明，能為整個(gè)系統(tǒng)提供可靠電源，使其工作，如圖1所示，特別設(shè)置有下述結(jié)構(gòu)：還包括電源電路，所述電源電路分別連接中央處理器及現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列電路，電源電路為現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列電路及中央處理器提供工作電壓。

實(shí)施例5：

本實(shí)施例是在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上進(jìn)一步優(yōu)化，進(jìn)一步的，為更好的實(shí)現(xiàn)本發(fā)明，便于降低不可再生資源的損耗，并且能夠滿足惡劣天氣下依然正常工作，如圖1、圖2所示，特別設(shè)置有下述結(jié)構(gòu)：所述電源電路包括太陽(yáng)能電池板、控制器、供電電路，所述太陽(yáng)能電池板連接控制器，所述控制器連接供電電路，所述供電電路分別連接中央處理器及現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列電路。

太陽(yáng)能電池板將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為直流電能，而后將通過(guò)控制器內(nèi)的穩(wěn)壓電路進(jìn)行穩(wěn)壓，經(jīng)穩(wěn)壓后的直流電源將通過(guò)控制器內(nèi)的輸出電路輸送至供電電路內(nèi)，而后通過(guò)供電電路對(duì)中央處理器及現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列電路進(jìn)行供電，使其正常工作。

實(shí)施例6：

本實(shí)施例是在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上進(jìn)一步優(yōu)化，進(jìn)一步的，為更好的實(shí)現(xiàn)本發(fā)明，能夠在光照度不夠使太陽(yáng)能進(jìn)行發(fā)電或夜間時(shí)候依然滿足對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行供電，如圖1、圖2所示，特別設(shè)置有下述結(jié)構(gòu)：所述電源電路還包括蓄電池，所述蓄電池連接控制器。

在使用時(shí)，多余的電能將被存儲(chǔ)在蓄電池內(nèi)，而出現(xiàn)太陽(yáng)能光照不夠或陰雨天氣或夜間時(shí)，蓄電池將進(jìn)行釋電，并通過(guò)控制器的輸出電路輸送至供電電路內(nèi)，對(duì)中央處理器及現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列電路進(jìn)行供電，使整個(gè)系統(tǒng)達(dá)到24小時(shí)全天候的工作。

實(shí)施例7：

本實(shí)施例是在實(shí)施例1或2的基礎(chǔ)上進(jìn)一步優(yōu)化，進(jìn)一步的，為更好的實(shí)現(xiàn)本發(fā)明，提高現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列電路的處理性能，如圖1所示，特別設(shè)置有下述結(jié)構(gòu)：還包括隨機(jī)存儲(chǔ)器，所述隨機(jī)存儲(chǔ)器連接現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列電路。

實(shí)施例8：

本實(shí)施例是在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上進(jìn)一步優(yōu)化，進(jìn)一步的，為更好的實(shí)現(xiàn)本發(fā)明，所述隨機(jī)存儲(chǔ)器采用靜態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器和/或動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器，靜態(tài)存儲(chǔ)器（SRAM）的特點(diǎn)是工作速度快，只要電源不撤除，寫(xiě)入SRAM的信息就不會(huì)消失，不需要刷新電路，同時(shí)在讀出時(shí)不破壞原來(lái)存放的信息，一經(jīng)寫(xiě)入可多次讀出，但集成度較低，功耗較大，在本發(fā)明中作高速緩沖存儲(chǔ)器(Cache)使用。DRAM是動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器(Dynamic Random Access Memory)，它是利用場(chǎng)效應(yīng)管的柵極對(duì)其襯底間的分布電容來(lái)保存信息，以存儲(chǔ)電荷的多少，即電容端電壓的高低來(lái)表示“1”和“0”，在本發(fā)明中作為主存儲(chǔ)器使用。

實(shí)施例9：

本實(shí)施例是在實(shí)施例1或2或5或6或8的基礎(chǔ)上進(jìn)一步優(yōu)化，進(jìn)一步的，為更好的實(shí)現(xiàn)本發(fā)明，所述中央處理器采用TMS570LS1114微控制器。

TMS570LS1114器件是一款高性能汽車(chē)級(jí)安全系統(tǒng)微控制器系列。此安全架構(gòu)包括：以鎖步模式運(yùn)行的雙核CPU，CPU和存儲(chǔ)器內(nèi)置自檢(BIST)邏輯，閃存和數(shù)據(jù)SRAM上的ECC，外設(shè)存儲(chǔ)器的奇偶校驗(yàn)，外設(shè)I/O上的回路功能。

TMS570LS1114器件集成了ARM Cortex-R4F浮點(diǎn)CPU，此CPU 提供一個(gè)高效1.66 DMIPS/MHz，并且具有能夠以高達(dá)180MHz運(yùn)行的配置，從而提供高達(dá)298DMIPS。此器件支持字不變大端序[BE32]格式。

TMS570LS1114器件具有1MB集成閃存和128KB數(shù)據(jù)RAM，此配置具有單個(gè)位糾錯(cuò)和雙位糾錯(cuò)功能。這個(gè)器件上的閃存存儲(chǔ)器是一個(gè)由64位寬數(shù)據(jù)總線接口實(shí)現(xiàn)的非易失性、電可擦除并且可編程的存儲(chǔ)器。為了實(shí)現(xiàn)所有讀取、編程和擦除操作，此閃存運(yùn)行在一個(gè)3.3V電源輸入上（與I/O電源一樣的電平）。當(dāng)處于管線模式中時(shí)，閃存可在高達(dá)180MHz的系統(tǒng)時(shí)鐘頻率下運(yùn)行。SRAM在整個(gè)支持的頻率范圍內(nèi)支持字節(jié)、半子、字和雙字模式的單周期讀取和寫(xiě)入訪問(wèn)。

TMS570LS1114器件特有針對(duì)基于實(shí)時(shí)控制的外設(shè)，其中包括2個(gè)下一代高端定時(shí)器(N2HET)時(shí)序協(xié)處理器，此協(xié)處理器具有多達(dá)44 個(gè)I/O端子，7個(gè)支持多達(dá)14個(gè)輸出的增強(qiáng)型脈寬調(diào)制器(ePWM)模塊，6個(gè)增強(qiáng)型捕捉(eCAP)模塊，2個(gè)增強(qiáng)型正交編碼器脈沖(eQEP)模塊，以及2個(gè)支持多達(dá)24個(gè)輸入的12位模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)。

N2HET1是一款高級(jí)智能定時(shí)器，此定時(shí)器能夠?yàn)閷?shí)時(shí)應(yīng)用提供精密的計(jì)時(shí)功能。該定時(shí)器為軟件控制型，采用一個(gè)精簡(jiǎn)指令集，并具有一個(gè)專用的定時(shí)器微級(jí)機(jī)和一個(gè)連接的I/O端口。N2HET 可被用于脈寬調(diào)制輸出、捕捉或者比較輸入，或者通用I/O。N2HET 特別適合于那些需要多種傳感器信息的應(yīng)用，以及那些要求具有復(fù)雜和準(zhǔn)確時(shí)間脈沖的驅(qū)動(dòng)致動(dòng)器的應(yīng)用。一個(gè)高端定時(shí)器傳輸單元(HTU)能夠執(zhí)行DMA類(lèi)型處理來(lái)與主存儲(chǔ)器之間傳輸N2HET數(shù)據(jù)。一個(gè)內(nèi)存保護(hù)單元(MPU)被內(nèi)置于HTU內(nèi)。

ePWM模塊能夠用最少的CPU開(kāi)銷(xiāo)或干預(yù)來(lái)生成復(fù)雜脈寬波形。ePWM易于使用，并且支持高側(cè)和低側(cè)PWM和死區(qū)生成。借助于集成觸發(fā)區(qū)保護(hù)以及與片載MibADC的同步，ePWM模塊非常適合于數(shù)字電機(jī)控制應(yīng)用。

eCAP模塊在外部事件的精確定時(shí)捕捉十分重要的系統(tǒng)中是必不可少的。在不被用于捕捉應(yīng)用時(shí)，eCAP還可被用于監(jiān)視ePWM輸出或用于簡(jiǎn)單的PWM生成。

eQEP模塊用于與一個(gè)線性或旋轉(zhuǎn)遞增編碼器進(jìn)行直接連接以從一個(gè)高性能運(yùn)動(dòng)和位置控制系統(tǒng)中正在旋轉(zhuǎn)的機(jī)械中獲得位置、方向和速度信息。

此器件具有212位分辨率MibADC，每個(gè)MibADC總共具有24個(gè) 通道和受64字奇偶校驗(yàn)保護(hù)的緩沖器RAM。MibADC通道可被獨(dú)立轉(zhuǎn)換或者可針對(duì)順序轉(zhuǎn)換序列由軟件成組。16個(gè)輸入可在2個(gè)MibADC間共用。有三個(gè)獨(dú)立的組。每個(gè)組可在被觸發(fā)時(shí)被轉(zhuǎn)換一次，或者通過(guò)配置以執(zhí)行連續(xù)轉(zhuǎn)換模式。MibADC1還支持外部模擬復(fù)用器的使用。

此器件有多個(gè)通信接口：3個(gè)MibSPI，2個(gè)SPI，1個(gè)LIN1個(gè)SCI，3個(gè)DCAN，和1個(gè)I2C。SPI為相似移位寄存器類(lèi)型器件之間的高速通信提供了一種便捷方法。LIN支持本地互聯(lián)標(biāo)準(zhǔn)2.0并可被用作一個(gè)使用標(biāo)準(zhǔn)不歸零碼(NRZ)格式的全雙工模式UART。DCAN支持CAN 2.0（A和B）協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)并使用一個(gè)串行、多主控通信協(xié)議，此協(xié)議用高達(dá)1Mbps的穩(wěn)健耐用通信速率有效支持分布式實(shí)時(shí)控制。DCAN非常適合工作于嘈雜和惡劣環(huán)境中的系統(tǒng)（例如：汽車(chē)和工業(yè)領(lǐng)域），此類(lèi)應(yīng)用需要可靠的串行通信或多路復(fù)用布線。

I2C模塊是一個(gè)多主控通信模塊，此模塊通過(guò)I2C串行總線在微控制器和一個(gè)I2C 兼容器件之間提供一個(gè)接口。此I2C支持100Kbps和 400Kbps的速度。

一個(gè)調(diào)頻鎖相環(huán)(FMPLL)時(shí)鐘模塊被用來(lái)將外部頻率基準(zhǔn)與一個(gè)內(nèi)部使用的更高頻率相乘。此全局時(shí)鐘模塊(GCM)管理可用時(shí)鐘源與器件時(shí)鐘域間的映射。

此器件還有一個(gè)外部時(shí)鐘前置分頻器(ECP)模塊，當(dāng)被啟用時(shí)，此模塊在ECLK端子上輸出一個(gè)連續(xù)外部時(shí)鐘。ECLK頻率是一個(gè)外設(shè)接口時(shí)鐘(VCLK)頻率的用戶可編程比例。這個(gè)可被外部監(jiān)視的低頻輸出作為此器件運(yùn)行頻率的指示器。

直接內(nèi)存訪問(wèn)(DMA)控制器有16個(gè)通道，32個(gè)控制數(shù)據(jù)包和對(duì)其內(nèi)存的奇偶校驗(yàn)保護(hù)。MPU被內(nèi)置在DMA中，以保護(hù)內(nèi)存不受錯(cuò)誤傳輸?shù)挠绊憽?/p>

錯(cuò)誤信令模塊(ESM)監(jiān)控所有器件錯(cuò)誤并在檢測(cè)到一個(gè)故障時(shí)確定是觸發(fā)一個(gè)中斷還是觸發(fā)一個(gè)外部錯(cuò)誤引腳/球狀引腳。可從外部監(jiān)視的nERROR端子可作為一個(gè)微控制器中故障條件的指示器。

外部?jī)?nèi)存接口(EMIF)提供到異步和同步內(nèi)存或者其它從器件的內(nèi)存擴(kuò)展。

一個(gè)參數(shù)覆蓋模塊(POM)被用來(lái)提高應(yīng)用代碼的校準(zhǔn)功能。POM能夠?qū)㈤W存訪問(wèn)重新路由至內(nèi)部存儲(chǔ)器或EMIF，從而避免了閃存內(nèi)參數(shù)更新所需的重編程步驟。

實(shí)施例10：

本實(shí)施例是在實(shí)施例1或2或5或6或8的基礎(chǔ)上進(jìn)一步優(yōu)化，進(jìn)一步的，為更好的實(shí)現(xiàn)本發(fā)明，所述現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列電路主芯片采用Cyclone III。

Cyclone III，低成本的Cyclone III FPGA是Altera Cyclone系列的第三代產(chǎn)品。Cyclone III FPGA系列前所未有地同時(shí)實(shí)現(xiàn)了低功耗、低成本和高性能，進(jìn)一步擴(kuò)展了FPGA在成本敏感大批量領(lǐng)域中的應(yīng)用。采用臺(tái)灣半導(dǎo)體生產(chǎn)公司(TSMC)的65-nm低功耗(LP)工藝技術(shù)。Cyclone III容量在5K至120K邏輯單元(LE)之間，最多534個(gè)用戶I/O引腳。Cyclone III器件具有4-Mbit嵌入式存儲(chǔ)器、288個(gè)嵌入式18*18乘法器、專用外部存儲(chǔ)器接口電路、鎖相環(huán)(PLL)以及高速差分I/O等。

本發(fā)明滿足機(jī)器人自動(dòng)控制所需，通過(guò)自動(dòng)化技術(shù)、智能化控制技術(shù)、以及微處理器控制技術(shù)相結(jié)合而進(jìn)行系統(tǒng)控制，使得機(jī)器人在使用過(guò)程中能夠有效完成所設(shè)定工作流程，采用微控制器與現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列相結(jié)合的中心控制技術(shù)，提高整個(gè)系統(tǒng)的處理性能及處理效率，使得整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行更加穩(wěn)定，并有效降低故障率。

以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。