一种基于avr的移动机器人控制系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及 一种基于AVR的移动机器人控制系统，包括微控制器模块、舵机、电机及传感器驱动模块、蓝牙模块、电源模块。微控制器模块主要进行各种信息、数据的处理，协调系统中各功能模块完成预定的任务；驱动模块主要负责控制驱动舵机、电机和传感器，实现机器人的动作以及传感器的数据采集；电源模块负责整个移动机器人的电源供给。
【专利说明】—种基于AVR的移动机器人控制系统
所属【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种基于AVR的移动机器人控制系统，尤其是一种ATmegal280芯片为核心，包括微控制器模块、舵机、电机及传感器驱动模块、蓝牙模块、电源模块的控制系统。
【背景技术】
[0002]机器人是一个总体的系统，它包括了对周边环境进行感知的感知系统，根据周边环境探测后对行为进行规划的决策系统，以及对自身动作进行控制与执行的运动控制系统。移动机器人是一种利用传感器感知外界环境以及自身状态，在有障碍物的环境中实现面向目标的自主运动，实现一定作业功能的机器人系统。移动机器人在军事，工业和商业都发挥着重要的作用，受到越来越多的重视。现如今，机器人的核心技术已经成为各国科技力量对比的一个重要指标。
[0003]作为整个移动机器人的核心，控制系统决定着整个移动机器人系统是否平稳运行。
实用新型内容
[0004]本实用新型的目的在于设计一种基于AVR的移动机器人控制系统。本设计以以ATmegal280为核心，把控制系统分为微控制器模块、舵机、电机及传感器驱动模块、蓝牙模块、电源模块等。
[0005]本实用新型的目的是这样实现的:
[0006]—种基于AVR的移动机器人控制系统,其特征在于:包括微控制器模块、舵机、电机、传感器、驱动模块、蓝牙模块、电源模块；所述微控制器模块分别连接舵机、传感器、驱动模块、蓝牙模块、电源模块；驱动模块与电机相连；微控制器模块用蓝牙模块实现与上位机信息传输。
[0007]所述电机是直流减少电机。
[0008]该方案是以ATmegal280芯片为核心，对各个模块独立设计，各模块功能如下:
[0009](I)微处理器模块:控制系统的核心，主要是单片机完成对各种传输进入的信息进行综合分析，对各个模块进行控制完成任务。
[0010](2)驱动模块:实现直流减速电机按照预定转动和舵机按照指定角度转动，完成四轮移动机器人的前进，后退，左转和右转动作，舵机带动超声波检测模块检测前方，左方及右方障碍物情况；
[0011](3)传感器模块:主要是超声波传感器，负责检测障碍物；
[0012](4)蓝牙模块:通过蓝牙模块实现上位机与四轮移动机器人的无线通讯；
[0013](5)电源模块:为整个系统供电，使系统能够无需外加线缆而运动，由6节1.2V的镍氢可充电电池及相应调压电路构成。
[0014]本实用新型的结构特点及有益效果:
[0015](I)控制系统小型化、轻型化、标准化、模块化。系统的标准化、模块化方便了系统的维护并且方便今后扩展
[0016](2)蓝牙模块为四轮移动机器人提供了一种远程控制方案，在需要人工控制的场合直接切换到人工控制模式，可直接通过与手机配对后通过手机软件对其实施控制，大大扩大了该四轮移动机器人的适用范围。
[0017](3)本设计预留了很多扩展口，方便其他功能的扩展。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]图1为本实用新型的系统原理结构图。
[0019]图2为处理器最小系统电路原理图。
[0020]图3为ISP接口电路图。
[0021]图4为FT232RL串行接口原理图。
[0022]图5为直流电机驱动电路。
【具体实施方式】
[0023]下面结合附图对本实用新型的原理和具体连接关系做更详细地描述:
[0024]结合图1，图1是本实用新型的系统原理结构图；包括微控制器模块、舵机、电机及传感器驱动模块、蓝牙模块、电源模块。微控制器模块主要进行各种信息、数据的处理，协调系统中各功能模块完成预定的任务；驱动模块主要负责控制驱动舵机、电机和传感器，实现机器人的动作以及传感器的数据采集；电源模块负责整个移动机器人的电源供给。
[0025]图2为本实用新型的单片机最小系统电路图。单片机最小系统电路由单片机ATmegal280与时钟电路、复位电路、I/O端口扩展电路等组成。在ATmegal280片内振荡器的反向放大放大器输入端XTALl和输出XTAL2与外部晶振的两端相连，晶振两端均需要接22pF左右的电容。
[0026]复位电路用于系统复位。ATmegal280已经内置了上电复位设计,并且在熔丝位里，可以控制复位时的额外时间，所以AVR外部复位线路可以设计的很简单:直接拉一个1K的电阻接到Vcc即可(R5)。
[0027]图3为本实用新型的ISP接口电路图。ISP是一种通用的程序下载方式，其中，MOSI (SPIBusMasterOutput/Slavelnput)为 SPI 总线主输出 / 从输入，MISO(SPIBusMasterlnput/SlaveOutput)为SPI总线主机输入/从机输出，SCK为时钟信号，由主器件产生。图示接法是ATMEL公司指定的ISP_6PIN标准接口。
[0028]图4为FT232RL串行接口原理图。FT232RL是FTDI公司推出的USB-UART桥联器，它具有板载EEPROM和主时钟发生器、3.3VLD0调节器、复位发生器和USB终端电阻，可实现USB到串行UART接口转换，也可以转换到同步、异步BI T-BANG接口模式。。FT-232的电平为EIA电平。采用副逻辑，即_3?15￥代表逻辑“1”，+3?+15￥表示逻辑“0”，因为ATmegal280的TXD,RXD引脚上的是TTL电平，因此必须通过接口转换芯片将TTL电平转换为PC机串口匹配的电平。将单片机的RXD端口连到FT232RL的TXD端口，单片机的TXD端口连到FT232RL的 RXD 端口，FT232RL 的 CBUSl 连到 USB 的 I 脚，USBDM、USBDP 分别连到 USB 的 2、3 脚。
[0029]图5为直流电机驱动电路。电路设计2个电流反馈检测接口、内逻辑取电选择端、4个上拉电阻选择端、2路直流电机接口和四线两相步进电机接口、控制电机方向指示灯，配合单片机系统，可实现直流减速电机的控制。电路设计时设计了 EA、I1、I2、EB、I3、I4六个端子用于控制电机，其中EA、EB为两路电机的控制使能，通过PWM可以控制电机转速。
【权利要求】
1.一种基于AVR的移动机器人控制系统,其特征在于:包括微控制器模块、舵机、电机、传感器、驱动模块、蓝牙模块、电源模块；所述微控制器模块分别连接舵机、传感器、驱动模块、蓝牙模块、电源模块；驱动模块与电机相连；微控制器模块用蓝牙模块实现与上位机信息传输。
2.根据权利要求1所述的一种基于AVR的移动机器人控制系统，其特征在于:所述电机是直流减少电机。
【文档编号】G05D1/02GK204155150SQ201420522735
【公开日】2015年2月11日 申请日期:2014年9月12日 优先权日:2014年9月12日
【发明者】李相武, 王瑛, 李忠喜 申请人:哈尔滨恒誉名翔科技有限公司