一种基于单片机的AGV运动控制电路板的制作方法

文档序号:15478880发布日期:2018-09-18 22:08阅读:331来源:国知局

本实用新型属于AGV运动控制领域,更具体地,涉及一种基于单片机的AGV运动控制电路板。



背景技术:

AGV是(Automated Guided Vehivle)的缩写,意即“自动导引运输车”。目前基于单片机的AGV的运动控制系统由一个蓄电池、多个伺服电机及驱动器、一个工控机、一个单片机最小系统电路板和其他模块组成。其他模块包括多个降压模块、一个多路模拟电压输出模块、多个电压放大模块、多个继电器模块和USB转TTL模块。

由于中间加了多个模块,导致整个AGV运动控制系统十分的冗杂,增加了系统成本,另外各个模块的相互连接降低了系统的集成性及稳定性;单片机上设定的模拟电压值每经过一个模块都会存在一定的误差,误差累积后导致实际输出电压值与设定值之间存在巨大偏差,AGV运动控制的精度无法保证;电路板与工控机之间经过一个USB转TTL模块后串口通信容易因为接触不良导致通信数据丢失甚至烧坏工控机。



技术实现要素:

针对现有技术的以上缺陷或改进需求,本实用新型提供了一种基于单片机的AGV运动控制电路板,电路板可以完全控制AGV运动。

为实现上述目的,按照本实用新型,提供了一种基于单片机的AGV运动控制电路板,其特征在于,包括裸板和共同设置在所述裸板上的电源模块、伺服驱动模块、串口通信模块以及控制显示模块,其中,

所述电源模块包括降压稳压电路、电路板供电电路、向外供电电路、电源输入端子和多路电源输出端子,所述降压稳压电路连接所述电源输入端子,所述降压稳压电路分别连接所述电路板供电电路和向外供电电路,所述向外供电电路连接所述多路电源输出端子;

所述伺服驱动模块包括多路编码器信号处理电路、多路模拟电压输出电路、多路继电器电路、多路编码器输入端子、多路模拟电压输出端子和多路继电器信号输出端子,所述电路板供电电路分别连接所述多路编码器信号处理电路、多路模拟电压输出电路和多路继电器电路,所述多路编码器信号处理电路连接多路编码器输入端子,所述多路模拟电压输出电路连接多路模拟电压输出端子,所述多路继电器电路连接多路继电器信号输出端子;

所述串口通信模块包括USB转串口电路和串口通信端子,所述USB转串口电路连接所述电路板供电电路,所述串口通信端子连接所述USB转串口电路;

所述控制显示模块包括单片机和显示屏,所述单片机分别连接所述多路编码器信号处理电路、多路模拟电压输出电路、多路继电器电路和USB转串口电路。

优选地,所述控制显示模块还包括与所述单片机相连接的惯性测量单元。

优选地,所述控制显示模块还包括与所述单片机相连接的PS2手柄接收器。

优选地,所述控制显示模块还包括与所述单片机相连接的电路板总开关,所述降压稳压电路通过所述电路板总开关与所述电源输入端子相连接。

优选地,所述控制显示模块还包括与所述单片机相连接的复位开关。

优选地,所述控制显示模块还包括与所述单片机相连接的仿真调试端子。

优选地,所述控制显示模块还包括多个IO端子,它们分别与所述单片机相连接。

优选地,所述显示屏为OLED显示屏。

总体而言,通过本实用新型所构思的以上技术方案与现有技术相比,能够取得下列有益效果:

1)本电路板可以完全控制AGV运动,而且该电路板的价格较低,其中蓄电池与电路板直接连接,伺服驱动器与电路板直接连接,工控机与电路板直接连接,中间不接任何其他模块,同时还具备OLED显示屏、惯性测量单元、PS2手柄遥控接收器等元件,尤其适用于各种导航方式的AGV运动控制的应用场合。

2)本电路板提高了基于单片机的AGV运动控制系统的集成性及简洁性,降低了AGV成本。

3)本电路板提高了基于单片机的AGV运动控制系统电压信号的稳定性。

4)本电路板提高了基于单片机的AGV运动控制系统输出的模拟电压的精度,进而提高AGV的运动控制进度。

5)本电路板提高了基于单片机的AGV运动控制系统串口通信的稳定性。

6)本电路板实现了基于单片机的AGV运动状态、各个参数的实时观测,提高了AGV运动控制系统参数的可调节性。

附图说明

图1是本实用新型的示意简图;

图2是本实用新型的系统框图;

图3是本实用新型的立体示意图;

图4是本实用新型的平面示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型,并不用于限定本实用新型。此外,下面所描述的本实用新型各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

参照图1~图4,一种基于单片机17的AGV运动控制电路板,包括裸板18和共同设置在所述裸板18上的电源模块、伺服驱动模块、串口通信模块以及控制显示模块,其中,

所述电源模块包括降压稳压电路、电路板供电电路、向外供电电路、电源输入端子1和多路电源输出端子,多路电源输出端子包括12V电源输出端子2、5V电源输出端子3和3.3V电源输出端子4这三个端子,所述降压稳压电路连接所述电源输入端子1,所述降压稳压电路分别连接所述电路板供电电路和向外供电电路,所述向外供电电路连接所述多路电源输出端子;

所述伺服驱动模块包括多路编码器信号处理电路、多路模拟电压输出电路、多路继电器电路、多路编码器输入端子5、多路模拟电压输出端子6和多路继电器信号输出端子7,所述电路板供电电路分别连接所述多路编码器信号处理电路、多路模拟电压输出电路和多路继电器电路,所述多路编码器信号处理电路连接多路编码器输入端子5,所述多路模拟电压输出电路连接多路模拟电压输出端子6,所述多路继电器电路连接多路继电器信号输出端子7;

所述串口通信模块包括USB转串口电路和串口通信端子8,所述USB转串口电路连接所述电路板供电电路,所述串口通信端子8连接所述USB转串口电路;

所述控制显示模块包括单片机17和显示屏11,所述单片机17分别连接所述多路编码器信号处理电路、多路模拟电压输出电路、多路继电器电路和USB转串口电路。

进一步,所述控制显示模块还包括与所述单片机17相连接的惯性测量单元10。

进一步,所述控制显示模块还包括与所述单片机17相连接的PS2手柄接收器16。

进一步,所述控制显示模块还包括与所述单片机17相连接的电路板总开关13,所述降压稳压电路通过所述电路板总开关13与所述电源输入端子1相连接。

进一步,所述控制显示模块还包括与所述单片机17相连接的复位开关12。

进一步,所述控制显示模块还包括与所述单片机17相连接的仿真调试端子15。

进一步,所述控制显示模块还包括多个IO端子14,它们分别与所述单片机17相连接。

进一步,所述显示屏11为OLED显示屏。

本实用新型的电源模块处于裸板18的左上方,与AGV蓄电池相连接;伺服驱动模块处于裸板18的中上方,与AGV伺服驱动器相连接;串口通信模块处于裸板18的右上方,与AGV工控机相连接;控制显示模块处于裸板18的下方。

如图2所示,AGV蓄电池直接与电源输入端子1连接,以给电源输入端子1供电,电源输入端子1接降压稳压电路,电压从降压稳压电路传至电路板供电电路、向外供电电路;向外供电电路接多路电源输出端子向外供电。

电路板供电电路给多路编码器信号处理电路、多路模拟电压输出电路、多路继电器电路供电,多路编码器输入端子5和多路编码器信号处理电路相接传入多路编码器信号,多路模拟电压输出电路接多路模拟电压输出端子6输出模拟电压,多路继电器电路接多路继电器信号输出端子7输出继电器信号。

电路板供电电路给USB转串口电路供电,USB转串口电路与串口通信端子8连接进行串口通信数据传输与处理。

单片机17接收多路编码器信号处理电路传来的编码器信号,控制多路模拟电压输出电路、多路继电器电路、USB转串口电路、控制一个惯性测量单元10、一个显示屏11、一个PS2手柄接收器16、一个仿真调试端子15、多个IO端子14,电路板总开关13控制总电源输入的开与断,复位开关12控制单片机17的复位。

本实用新型的电源模块处于裸板的左上方,与AGV蓄电池相连接;伺服驱动模块处于裸板的中上方,与AGV伺服驱动器相连接;串口通信模块处于裸板的右上方,与AGV工控机相连接;控制显示模块处于裸板的下方。

如图2所示,蓄电池直接与电源输入端子连接,以给电源输入端子供电,电源输入端子接降压稳压电路,电压从降压稳压电路传至电路板供电电路、向外供电电路;向外供电电路接多路电源输出端子向外供电。

电路板供电电路给多路编码器信号处理电路、多路模拟电压输出电路、多路继电器电路供电,多路编码器输入端子和多路编码器信号处理电路相接传入多路编码器信号,多路模拟电压输出电路接多路模拟电压输出端子输出模拟电压,多路继电器电路接多路继电器信号输出端子输出继电器信号。

电路板供电电路给USB转串口电路供电,USB转串口电路与串口通信端子连接进行串口通信数据传输与处理。

单片机接收多路编码器信号处理电路传来的编码器信号,控制多路模拟电压输出电路、多路继电器电路、USB转串口电路、控制一个惯性测量单元、一个OLED显示屏、一个PS2手柄接收器、一个仿真调试端子、多个IO端子,电路板总开关控制总电源输入的开与断,复位开关控制单片机的复位。

如图3所示,电源输入端子1直接与蓄电池相连;多路电源输出端子给出了三种电源输出,分别为12V电源输出端子2、5V电源输出端子3、3.3V电源输出端子4;多个编码器输入端子5给出了四个编码器输入端子;多个模拟电压输出端子6给出了四个模拟电压输出端子,且用的是SMA母头插座,输出信号稳定可靠;多个继电器信号输出端子7给出了四个继电器信号输出端子,继电器类型为带光耦隔离的电磁继电器;串口通信端子8用的是标准MicroUSB接口;电路系统9指电路板电源模块、伺服驱动模块、串口通信模块包含的所有电路;惯性测量单元10用的是ITG3205+ADXL345+HMC5883构成九轴传感器;显示屏11用的是0.96寸OLED显示屏;复位开关12用的是3*6*2.5mm3贴片式开关;电路板总开关13用的是2脚2档钮子开关;IO端子14引出了40个IO口供自定义扩展;仿真调试端子15为SWD仿真接口;PS2手柄接收器16可以与PS2手柄自动开机配对进行通讯;单片机17用的芯片型号是STM32F103ZET6LQFP;裸板18的为90*150*1.5mm3的环氧板。

如图4所示,本实用新型实施例提供的一种基于单片机的AGV运动控制电路板的平面图,平面图中各个部件布局合理,结构紧凑。

本领域的技术人员容易理解,以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已,并不用以限制本实用新型,凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本实用新型的保护范围之内。

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