ats单片机机器人首选(DOC可编).docVIP

入门首选 AT89S51系列单片机 ? ? 图1 AT89S51 适合做单片机学习板、电子时钟、超声波测距仪等不需要采集模拟量和控制大功率外部元件的电路。S51与过去的C51的区别在于，S51支持ISP在线编程，即C51需要几百元的编程器编程，而S51仅需一条25针并口线和非常简单的转换电路，接在台式电脑打印机接口上，通过电脑中烧写程序的小软件，即可实现对S51单片机编程。从这一点看，AT89S51是制作机器人控制部分的入门之选。 ? 爱好者制作机器人首选 AVR系列单片机 ? 图2 AVR单片机是1997年由ATMEL公司研发出的增强型内置Flash的RISC精简指令集高速8位单片机，具有高可靠性、功能强、高速度、低功耗等特点。AVR单片机比51单片机的运行速度快得多，其内部还集成了多路A/D转换器、电压比较器、ISP、I2C、JTAG总线电路、UART串口、大功率I/O口、看门狗等实用电路，并且很多AVR单片机型号有EEPROM、FLASH、SRAM三种存储器，可以实现实时修改程序存储器中的内容，即AVR单片机可以自己修改自己的程序。同时，AVR单片机一般能工作在宽电压范围（2.7～6.0V），有的居然可以在1.8V电压下工作。虽然以上这些性能只是AVR众多性能中的一部分，然而已经让51系列单片机望尘莫及了。如此高性能的单片机，价格居然和51单片机差不多，比如ATmega8价格为8元左右，ATmega16在13元左右，这是AVR有极高性价比的真实写照。AVR 家族人丁兴旺，包括ATinyAVR（微小型）、低功耗类、ATmegaAVR 高、中、低档5 类单片机。它们都基于同一核心技术，但在内部集成的电路多少上有所不同。不论你要做电子手表，还是进行视频处理，都有一款合适的AVR 单片机能满足你的需要。AVR的I/O口能输出20mA和吸收40mA的电流，不仅可直接驱动LED，甚至可直接驱动微型直流减速电机，而且AVR的I/O口可编程设置成输入、输出、高阻态，是真正的3态I/O口。根据任务具体需要，选择最合适的单片机，使单片机资源充分利用，使系统性价比达到最高，同时兼顾未来扩展要求，不要一味选用高性能单片机，这就是单片机的选型原则。 ? 高级机器人控制器 ARM ? 图3 ARM是一个公司名，他们基于同一内核设计了很多高性能处理器，这些处理器都叫ARM。该技术被很多公司购买后生产出了集成很多功能电路的ARM芯片，使得ARM成为高性能单片机。ARM一般为32位单片机，适于处理大量复杂数据，很多ARM装上UCOS、Windows CE、Linux操作系统，能同时运行多个程序。ARM广泛应用于手机、MP3、GPS导航仪、吸尘机器人等产品上。 用ARM+操作系统做超声波测距仪––杀鸡用了牛刀，用AVR中档单片机做机器视觉––有些吃不消。如果把他们调换一下，就恰到好处了。 ? 音频/视频处理首选DSP ? 图4 DSP数字信号处理，是一种独特的微处理器，是一种以数字信号来处理大量信息的器件。其工作原理是接受模拟信号，转换为0或1的数字信号，在对数字信号进行修改、删除、强化，并在其他系统芯片中把数字数据解译回模拟数据或实际环境格式。它不仅具有可编程性，而且其实时运行速度可达每秒数以千万条复杂指令程序，远远超过通用微处理器，是数字化电子世界中日益重要的电脑芯片。他的强大数据处理能力和高速运行速度，是值得称道的两大特色。 在高速小车循线、语音识别等领域，DSP被广泛应用。但如果仅用DSP检测及格碰撞开关、控制几个电机，当然会显得大材小用。 ? 新兴控制器FPGA ? 图5 FPGA，即现场可编程门阵列，是在PAL、GAL、CPLD的可编程器件的基础上进一步发展的产物。他是作为专用集成电路（ASIC）领域中的一种半定制电路出现的，系统设计师可以根据需要通过可编辑的连接，把FPGA内部的逻辑块连接起来，就好像一个电路试验板被放在了一个芯片里。简单说，如果使用者想开发一个用简单数字逻辑电路就能控制的小车，又闲搭电路麻烦，他就可以用软件给一个FPGA编程，让它实现数字电路功能，去控制小车。也就是说，FPGA可被用来模拟各种电路，有的FPGA甚至能模拟51单片机的运行。由于FPGA通过编程即可修改它模拟的电路结构，因此在系统实验、调试中很方便，很多爱好者正尝试用FPGA做机器人控制器。 ? 其他可供选择的单片机 ? MSP430系列单片机 ? 图6 这个系列的单片机也比较适合于机器人开发，是美国德州仪器推向市场的一种16位、具有精简指令集、超低功耗的混合信号处理器。MSP430系列单片机采用的是1.8~3.6v电压，因而可使其在1MHz的时钟条件下运行时，芯片的电流会在200~400μA，时钟关断模式的最低功耗电流只有0.1μA。MSP430系列单片