【搬运机器人控制系统的硬件和软件设计案例3300字】 .docxVIP

搬运机器人控制系统的硬件和软件设计案

例

1、课题来源

任务书

2、系统硬件设计

2.1整体硬件设计

该设计方案的整体硬件结构包括主控制电路的设计、遥控电路的设计、电力管理模块的基本设计以及马达驱动模块的设计。集成电路的设计主要基于实际要求，硬件整体稳定性优先，系统整体的高速性和减少静态错误需要设计系统硬件。

2.2主控制电路设计

这种方式的主控制芯片主要采用ArdinoUNO主控制方式。Arduino最大的优点是电路控制和传感器数据收集。有易用、高效率、高速执行速度、多个驱动器库以及低的特点。耗电。ArdinoUNO是基于ATmega16U2设计的开放源硬件。通过支持的功能性外部端口，设计者可以轻松开发。该操作机器人的设计需要多个功能端口，其ArdinoIDE也是开放源软件。考虑ArdinoUNO是否满足该项目的主控要求。

2.2.1选择主控制芯片

ohcb部AcoF

ohc

b

部

A

coF

忙/dx

CK/PC2F0ng/a每%Fo

3/!A

nF有Tro/to

ArdinUNO主控制芯片使用ATMega16U2作为主控制芯片。ATMega16U2是8位AVR微处理器。结构是RISC。另外，还配备了32个8位通用工作寄存器，可通过一个单元时钟处理131个条目。循环指令。工作中的频率在静态状态

8-bitAVR

Microcontrollerwith

8/16/32KBytesofISPFlashandUSB

Controller

ATmega8U2

ATmega16U2

ATmega32U2

24D1PC1/m

237PcsjoC.14/PCINTu)

22jee7aT4CP1/CUO)

215Pa7PCNT7/0C8/00.1C20DPt(CT

19□Pos沪CNT5

18□P4(11JPCBT4)

175en900/90/PCnT3)

GD3vccC4

PCMT11/AIN2)PCC510C/N70)PD0□6

AJHD/NT1jPD17RD17AJN1/NT2)PD28

32TALt1

910111213141516

PCDxTAL22

a3

2

下可能达到16MHz。作为时钟源，只需要2个时钟周期的硬件。特定的引脚图如图1所示。

图1ATmega16U2引脚图

那个特征主要如下。

(1)具备16K字节的闪光灯，支持512字节的EEPROM和SRAM的自动删除。

(2)内置的启动器功能。

(3)可通过UART通信与4个USB端口通信。

(4)内置水晶振荡器时钟。

(5)动作电压范围为2.7V5.5V。供给电压为2.7V时，最大动作频率为8MHz,电压为4.5V时，最大动作频率为16MHz。

2.2.2主控制芯片的最小系统

根据ATmega16U2数据手册，可以制作基本的Ardinouno主板。母板硬件的概略图如图2所示。

t

图2Ardino原理图

2.2.3主控制芯片的引脚资源结构

3

主控制芯片的销根据数据表的选择而构成。引脚资源决定功能端□的选择。您必须根据不同的功能选择不同的引脚。ATmega16U2针有很多复用销。请根据系统单元的需要选择复用功能销。具体的概要配线图如图3所示

JCL

JCL

3L

3RECVA4

9beckeyA

三A0

6-

7

25

4NBAT

GKD

PWM

svo

11-

DI2D

12

13

GNDAREFSDA

SCL

ArdinsLNO

RXD

TXD

D2D

D3RCDLC

VINGNDGND

5V33V

RESSV

18

RXTX

2

3

4

5-

ZC

ZEC6D2

A5A4

A3A2A1

A0

INPUT3PWMB

D5D8D

DIZX

8

10-

aBh

GND

GND

长4

NPL

L

0-

3

0

图3主控引脚配置原理图

2.2.4主控制芯片速度构成

使用主控制芯片时，需要与时钟构成不可分割的结构。外部时钟主要使用水晶振荡器作为时钟源，可分割内部时钟来处理外部时钟，提高运行速度。ATmega16U2。主控制芯片的速度也和电压有关。电压电平也会影响内部时钟的动作速度。微控制器的动作速度过快的话，会影响主控制芯片的精度和稳定性。因此，选择电压非常重要。

2.3驱动模块的设计方案

该程序所使用的驱动模块是与双极H桥电路集成的ST(STMicroelectronics)L293D驱动模块。考虑到技术