一種基于avr的移動機器人控制系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種基于AVR的移動機器人控制系統(tǒng)，包括微控制器模塊、舵機、電機及傳感器驅(qū)動模塊、藍牙模塊、電源模塊。微控制器模塊主要進行各種信息、數(shù)據(jù)的處理，協(xié)調(diào)系統(tǒng)中各功能模塊完成預定的任務；驅(qū)動模塊主要負責控制驅(qū)動舵機、電機和傳感器，實現(xiàn)機器人的動作以及傳感器的數(shù)據(jù)采集；電源模塊負責整個移動機器人的電源供給。
【專利說明】—種基于AVR的移動機器人控制系統(tǒng)
所屬【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種基于AVR的移動機器人控制系統(tǒng)，尤其是一種ATmegal280芯片為核心，包括微控制器模塊、舵機、電機及傳感器驅(qū)動模塊、藍牙模塊、電源模塊的控制系統(tǒng)。

【背景技術】
[0002]機器人是一個總體的系統(tǒng)，它包括了對周邊環(huán)境進行感知的感知系統(tǒng)，根據(jù)周邊環(huán)境探測后對行為進行規(guī)劃的決策系統(tǒng)，以及對自身動作進行控制與執(zhí)行的運動控制系統(tǒng)。移動機器人是一種利用傳感器感知外界環(huán)境以及自身狀態(tài)，在有障礙物的環(huán)境中實現(xiàn)面向目標的自主運動，實現(xiàn)一定作業(yè)功能的機器人系統(tǒng)。移動機器人在軍事，工業(yè)和商業(yè)都發(fā)揮著重要的作用，受到越來越多的重視。現(xiàn)如今，機器人的核心技術已經(jīng)成為各國科技力量對比的一個重要指標。
[0003]作為整個移動機器人的核心，控制系統(tǒng)決定著整個移動機器人系統(tǒng)是否平穩(wěn)運行。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于設計一種基于AVR的移動機器人控制系統(tǒng)。本設計以以ATmegal280為核心，把控制系統(tǒng)分為微控制器模塊、舵機、電機及傳感器驅(qū)動模塊、藍牙模塊、電源模塊等。
[0005]本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的:
一種基于AVR的移動機器人控制系統(tǒng),其特征在于:包括微控制器模塊、舵機、電機、傳感器、驅(qū)動模塊、藍牙模塊、電源模塊；所述微控制器模塊分別連接舵機、傳感器、驅(qū)動模塊、藍牙模塊、電源模塊；驅(qū)動模塊與電機相連；微控制器模塊用藍牙模塊實現(xiàn)與上位機信息傳輸。
[0006]所述電機是直流減少電機。
[0007]該方案是以ATmegal280芯片為核心，對各個模塊獨立設計，各模塊功能如下:
(I)微處理器模塊:控制系統(tǒng)的核心，主要是單片機完成對各種傳輸進入的信息進行綜合分析，對各個模塊進行控制完成任務。
[0008](2)驅(qū)動模塊:實現(xiàn)直流減速電機按照預定轉(zhuǎn)動和舵機按照指定角度轉(zhuǎn)動，完成四輪移動機器人的前進，后退，左轉(zhuǎn)和右轉(zhuǎn)動作，舵機帶動超聲波檢測模塊檢測前方，左方及右方障礙物情況；
(3)傳感器模塊:主要是超聲波傳感器，負責檢測障礙物；
(4)藍牙模塊:通過藍牙模塊實現(xiàn)上位機與四輪移動機器人的無線通訊；
(5)電源模塊:為整個系統(tǒng)供電，使系統(tǒng)能夠無需外加線纜而運動，由6節(jié)1.2V的鎳氫可充電電池及相應調(diào)壓電路構成。
[0009]本發(fā)明的結(jié)構特點及有益效果:
(I)控制系統(tǒng)小型化、輕型化、標準化、模塊化。系統(tǒng)的標準化、模塊化方便了系統(tǒng)的維護并且方便今后擴展
(2)藍牙模塊為四輪移動機器人提供了一種遠程控制方案，在需要人工控制的場合直接切換到人工控制模式，可直接通過與手機配對后通過手機軟件對其實施控制，大大擴大了該四輪移動機器人的適用范圍。
[0010](3)本設計預留了很多擴展口，方便其他功能的擴展。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1為本發(fā)明的系統(tǒng)原理結(jié)構圖。
[0012]圖2為處理器最小系統(tǒng)電路原理圖。
[0013]圖3為ISP接口電路圖。
[0014]圖4為FT232RL串行接口原理圖。
[0015]圖5為直流電機驅(qū)動電路。

【具體實施方式】
[0016]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的原理和具體連接關系做更詳細地描述:
結(jié)合圖1，圖1是本發(fā)明的系統(tǒng)原理結(jié)構圖；包括微控制器模塊、舵機、電機及傳感器驅(qū)動模塊、藍牙模塊、電源模塊。微控制器模塊主要進行各種信息、數(shù)據(jù)的處理，協(xié)調(diào)系統(tǒng)中各功能模塊完成預定的任務；驅(qū)動模塊主要負責控制驅(qū)動舵機、電機和傳感器，實現(xiàn)機器人的動作以及傳感器的數(shù)據(jù)采集；電源模塊負責整個移動機器人的電源供給。
[0017]圖2為本發(fā)明的單片機最小系統(tǒng)電路圖。單片機最小系統(tǒng)電路由單片機ATmegal280與時鐘電路、復位電路、I/O端口擴展電路等組成。在ATmegal280片內(nèi)振蕩器的反向放大放大器輸入端XTALl和輸出XTAL2與外部晶振的兩端相連，晶振兩端均需要接22pF左右的電容。
[0018]復位電路用于系統(tǒng)復位。ATmegal280已經(jīng)內(nèi)置了上電復位設計，并且在熔絲位里，可以控制復位時的額外時間，所以AVR外部復位線路可以設計的很簡單:直接拉一個1K的電阻接到Vcc即可(R5)。
[0019]圖3為本發(fā)明的ISP接口電路圖。ISP是一種通用的程序下載方式，其中，MOSI (SPIBusMasterOutput/Slavelnput)為 SPI 總線主輸出 / 從輸入，MISO(SPIBusMasterlnput/SlaveOutput)為SPI總線主機輸入/從機輸出，SCK為時鐘信號，由主器件產(chǎn)生。圖示接法是ATMEL公司指定的ISP_6PIN標準接口。
[0020]圖4為FT232RL串行接口原理圖。FT232RL是FTDI公司推出的USB-UART橋聯(lián)器，它具有板載EEPROM和主時鐘發(fā)生器、3.3VLD0調(diào)節(jié)器、復位發(fā)生器和USB終端電阻，可實現(xiàn)USB到串行UART接口轉(zhuǎn)換，也可以轉(zhuǎn)換到同步、異步BI T-BANG接口模式。。FT-232的電平為EIA電平。采用副邏輯，即_3?15￥代表邏輯“1”，+3?+15￥表示邏輯“0”，因為ATmegal280的TXD,RXD引腳上的是TTL電平，因此必須通過接口轉(zhuǎn)換芯片將TTL電平轉(zhuǎn)換為PC機串口匹配的電平。將單片機的RXD端口連到FT232RL的TXD端口，單片機的TXD端口連到FT232RL的 RXD 端口，F(xiàn)T232RL 的 CBUSl 連到 USB 的 I 腳，USBDM、USBDP 分別連到 USB 的 2、3 腳。
[0021]圖5為直流電機驅(qū)動電路。電路設計2個電流反饋檢測接口、內(nèi)邏輯取電選擇端、4個上拉電阻選擇端、2路直流電機接口和四線兩相步進電機接口、控制電機方向指示燈，配合單片機系統(tǒng)，可實現(xiàn)直流減速電機的控制。電路設計時設計了 EA、I1、I2、EB、I3、I4六個端子用于控制電機，其中EA、EB為兩路電機的控制使能，通過PWM可以控制電機轉(zhuǎn)速。
【權利要求】
1.一種基于AVR的移動機器人控制系統(tǒng),其特征在于:包括微控制器模塊、舵機、電機、傳感器、驅(qū)動模塊、藍牙模塊、電源模塊；所述微控制器模塊分別連接舵機、傳感器、驅(qū)動模塊、藍牙模塊、電源模塊；驅(qū)動模塊與電機相連；微控制器模塊用藍牙模塊實現(xiàn)與上位機信息傳輸。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種基于AVR的移動機器人控制系統(tǒng)，其特征在于:所述電機是直流減少電機。
【文檔編號】G05D1/02GK104199448SQ201410462749
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2014年9月12日 優(yōu)先權日:2014年9月12日
【發(fā)明者】李相武, 王瑛, 李忠喜 申請人:哈爾濱恒譽名翔科技有限公司