发布时间：2021-09-10 阅读量：987 来源: 我爱方案网 作者: 我爱方案网整理
轮式移动机器人是机器人研究领域的一项重要内容.它集机械、电子、检测技术与智能控制于一体。在各种移动机构中，轮式移动机构最为常见。轮式移动机构之所以得到广泛的应用。主要是因为容易控制其移动速度和移动方向。因此.有必要研制一套完整的轮式机器人系统。并进行相应的运动规划和控制算法研究。笔者设计和开发了基于5l型单片机的自动巡线轮式机器人控制系统。
2 控制系统总体设计
机器人控制系统由主控制电路模块、存储器模块、光电检测模块、电机及舵机驱动模块等部分组成，控制系统的框图如图1所示。
3 主控制模块设计
3.1 CPLD设计
在机器人控制系统中.需要控制多个电动机和行程开关.还要进行光电检测.如果所有的任务都由AT89S52型单片机来完成.CPU的负担就会过重。影响系统的处理速度。因此扩展1个CPLD.型号为EPM7128。它属于.MAX7000系列器件。包括2个通用1/0口.2个专用I/O口，专用I/O口可作为每个宏单元和输入输出引脚的高速控制信号(时钟、清除和输出使能等)，电动机的。PWM信号也由其产生。
EPM7128的引脚排列如图2所示。MlP—M4P引脚的输出为PWM脉宽调制信号，M1FB—M4FB引脚为电机的方向控制信号，P00一P07接单片机的PO口，100一1015为扩展的2个通用I/O口，SIl—S17引脚为行程开关输入信号，LI11一LI17引脚为光电探头输入信号。CPLD的编程用VHDL语言，产生1路PWM信号的部分程序源代码如下：
发射部分的波形调制采用了频率调制方法。由于发光二极管的响应速度快，其工作频率可达几MHz或十几MHz，而检测系统的调制频率在几十至几百kHz的范围内，能够满足要求。光源驱动主要负责把调制波形放大到足够的功率去驱动光源发光。光源采用红外发光二极管，工作频率较高，适合波形为方波的调制光的发射。
接收部分采用光敏二极管接收调制光线，将光信号转变为电信号。这种电信号通常较微弱，需进行滤波和放大后才能进行处理。调制信号的放大采用交流放大的形式，可使调制光信号与背景光信号分离，为信号处理提供方便。调制信号处理部分对放大后的信号进行识别，判断被检测对象的特性。因此，此模块的本质是将“交流”的、有用的调制光信号从“直流”的、无用的背景光信号中分离出来，从而达到抗干扰的目的。
4.2 光电探头
光电探头安装在机器人底盘前部，共设置了5个检测点。从理论上讲，检测点越多、越密，识别的准确性与可靠性就越高，但是硬件的开销与软件的复杂程度也相应的增加。采用该巡线系统保证了检测的精确度，节约了硬件的开销。发光二极管发出的调制光经地面反射到光敏二极管。光敏二极管产生的光电流随反射光的强弱而线性变化。把这种变化检测出来，就可以判断某一个检测点是否在白色引导线的上方，从而判断机器人和白色引导线的相对位置。
5 电机驱动模块
机器人的驱动件主要是电机和舵机，都可以采用PWM进行调速与控制。根据脉冲编码器的反馈信号，对机器人的运动状态进行实时控制。直流伺服电机的控制原理如图5所示。调节：PWM的信号就能够快速调节舵机的转角，从而实现机器人的方向控制。
6 结束语
基于5l型单片机的自动巡线轮式机器人控制系统运行平稳可靠，抗干扰能力强，不仅满足了机器人大赛的设计要求，同时也为智能机器人搭建了良好的控制平台。
推荐阅读：
无源晶振与有源晶振是电子系统中两种根本性的时钟元件，其核心区别在于是否内置振荡电路。晶振结构上的本质差异，直接决定了两者在应用场景、设计复杂度和成本上的不同。
RTC（实时时钟）电路广泛采用音叉型32.768kHz晶振作为时基源，但其频率稳定性对温度变化极为敏感。温度偏离常温基准（通常为25℃）时，频率会产生显著漂移，且偏离越远漂移越大。
有源晶振作为晶振的核心类别，凭借其内部集成振荡电路的独特设计，无需依赖外部电路即可独立工作，在电子设备中扮演着关键角色。本文将系统解析有源晶振的核心参数、电路设计及引脚接法，重点阐述其频率稳定度、老化率等关键指标，并结合实际电路图与引脚定义，帮助大家全面掌握有源晶振的应用要点，避免因接线错误导致器件失效。
晶振老化是影响其长期频率稳定性的核心因素，主要表现为输出频率随时间的缓慢漂移。无论是晶体谐振器还是晶体振荡器，在生产过程中均需经过针对性的防老化处理，但二者的工艺路径与耗时存在显著差异。
在现代汽车行业中，HUD平视显示系统正日益成为驾驶员的得力助手，为驾驶员提供实时导航、车辆信息和警示等功能，使驾驶更加安全和便捷。在HUD平视显示系统中，高精度的晶振是确保系统稳定运行的关键要素。YSX321SL是一款优质的3225无源晶振，拥有多项卓越特性，使其成为HUD平视显示系统的首选。
