模塊化機器人控制器設計

電子機電論文編號:JD556 論文字數:30920,頁數:73

目 錄
摘要 I
Abstract II

1 緒論 1
   1.1機器人概述 1
     1.1.1機器人的定義 1
     1.1.2國內、外機器人的發展概況 2
1.1.3機器人的基本結構 3
   1.2單片機概況 5
     1.2.1單片機的基本概念 5
1.2.2單片機的發展趨勢 5
1.2.3Intel單片機的重要地位 6
   1.3本文的主要研究內容 8
2 模塊化機器人控制器設計 10
   2.1追光機器人系統概述 10
   2.2控制器的核心—單片機的選型與設計 12
2.2.1單片機的結構原理 12
2.2.2單片機的復位系統 15
2.2.3單片機的中斷系統 18
   2.3機器人驅動系統機構的設計 21
2.3.1舵機結構與控制原理 21
2.3.2單片機對舵機控制的設計 23
   2.4機器人信息采集系統的設計 27
2.4.1傳感器單元 27
2.4.1A/D轉換單元 28
2.5串口通信單元 33
2.5.1 EIA RS-232C標準特性 34
2.5.2串行通信單元的設計 35
   2.6輔助硬件單元的設計 37
2.6.1按鍵抗抖動單元 37
2.6.2電源單元 38
2.7數據采集子程序的設計 38
3 模塊化機器人控制程序的設計 39
   3.1數據采集子程序的設計 39
   3.2數據處理子程序的設計 39
   3.3主程序的設計 43
總論 45
致謝 46
參考文獻 47
附錄 48
附錄A翻譯 57

摘  要
本文旨在設計一個以單片機為核心的控制器系統，實現對機器人創新套件中追光機器人的控制。
該控制器系統是以AT89S52為核心控制芯片，擴展了必要的外圍芯片構建而成。通過下載電纜下載相應的程序，一方面控制器可作為系統的控制核心工作在獨立運行模式，即由傳感器采集光源的位置信息，經過TLC0838轉換后單片機可以獨立進行處理，并將最后的處理數據結果送往機器人系統的執行機構——舵機控制系統執行；另一方面，通過單片機的串行通信接口與上位機建立通信聯系，使控制器工作在PC機功能擴展板模式。在該模式下，PC機是整個系統的控制核心，而控制器只是執行數據信息采集、傳送功能。
在設計過程中，考慮到可能存在的干擾對系統的影響，在系統中加入了軟、硬件方面的抗干擾措施，以增強系統的抗干擾能力。另外，為適應以后可能的控制需要，設計中還留有較大的冗余量。
關鍵詞：單片機；AT89S52；傳感器；TLC0838；舵機；機器人

Abstract
This thesis aims to design a controller system with micro-controller for the core, realization of innovative robot recovery package-robot control.
   This controller system take the AT89S52 control chip as core, Formed from extending the necessary external chips. By download cable to download the appropriate procedures, While controller can be used as the core control system in the independent mode, from the light sensor acquisition of position information, after TLC0838 conversion SCM independent, and the final results sent to the data processing system of the robot executing agencies -- servo control system implementation; the other hand, through the MCU serial communication interface with the PC establishment of communication links, controller work in the PC expansion board functional model. In this mode, the PC is the core of the control system and controller performance data information collection, transmission functions.
   In the design process, taking into account the possible existence of interference impacting the system, adding a soft, hardware anti-jamming measures to enhance the system's ability to resist interference. Furthermore, in order to meet possible future needs control, design also have a large amount of redundancy.
Keywords: micro-controller; AT89S52; sensor; TLC0838; servo; robot