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电气传动2010年第40卷第7期
EL ECTRIC DRIVE 2010 Vol 40 No. 7
基于AVR的比赛机器人控制系统研究
王文斌,陈伟
(深圳职业技术学院,东深圳518055)
摘要:提出了一利基丁AVR单片机 Imcea8为核心控制器的比赛机器人控制系统,通过比赛机器人的
特征分析,阐述了构成控制系统所需的主控単元、电机驱动单元、俊感檢测单元及LCD显示单元,其中详细分
析了以MCBL3006S为核心的何服电机驱动单元,以及关系比赛机器人基本功能实现的衙线传系统及避障
传感系统,并给出部分程序。最后通过ジ践表叨该控制系统丌放性好、结构简单、编程易、智能并高效。
关键词:单片机;机器人;控制系统
中图分类号:TP242
文献标识码:A
Research on Contest Robot Control System Based on AVR
WANG Wcrbin CHEN Wci
henz hen Polytechnic College, Shenz hen 518055, (ruangdong, China)
Abstract: A new design of contest robot control system based on AVR Atmega8 was put forward. Accord-
ing to the character of contest ro bot, the main control unit, motor drive unit, sense detection unit and L CD
display unit were introduced. Furthermo re the servo driver system based on MCBL3006S, the line tracker sem
sor systcm and the obstacle avoidance sensor systcm wcre presented in detail. Finally the performance shows
that thc control systcm is opcn, simplc, casy pro gramming, inlclligcnt and cfficicncy
Key words: singlc chip comp utcr ro bot conlrol systcm
机器人技术综合了计算机、机械、电子、传感加载操作系统,开发比较复杂,并且实时性不易保
与检测、自动制以及人工智能等多学科而形成证。木文采用AVR单片机为控制单元,其接口
的高新技术,其应用和研究情况己成为一个国家卞富,结构比较简单,开发亦比较方使,能够满足
工业自动化水的重要标志。
一般机器人比赛的控制要求。而对」传感器,循
本文以比赛机器人为研究对象,提出一种基线和避障是比赛机器人最基本的要求,还可以根
于AVR单片机控制的比赛机器人控制系统,该据比赛的复杂性,添川颜色传感、摄像头等。执行
系统具有开放性强结构筒单、控制方使等优点。单元一般以电动为主,包括伺服电机、直流电机
1系统结构分析
等。动力源为电池。通过机器人木体平台、控制
器和传感器的不同组合,使可开发出不同功能的
与普通机器人相比,比赛机器人亦由机器人竟赛机器人
本体、控制器、传感器、执行元件及动力源等部分
组成。但在应用上,其所处的场地环境比较复杂,
控制系统的结构
场地形势变化快,这就要求机器人具有良好的感
由」竞赛机器人需要根据竞赛规叨和要求进
知能力,实时性高的智能处理能力、而且要求比赛行设计,而机器人竟赛种类比较多,规则也多样
机器人的系统可靠、实用。因此,对于机器人本存在不可预知性,这就要求在竞赛机器人基本功
体,其机构设讣应简单,针对性强。根据以往机器能进行分析的基础上,建立一个统一的开放式控
人比赛的情况,本文采用机器人移动半台加年载制平台。该平台应该具有较高的人工智能,能在
机构的实现方式,而年载机构可根据具体的比禁伐感器的配合ド,自动地完成一此基本功能,如避
规则要求进行设计和安装。对」控制器单元,有障、循迹等。充分利用这些基本功能,就能实现各
ARM、PC104等高端入式CPU,但其一般需要种各样比较复杂的任务。综上所述,比赛机器人
作者简介:十文斌(1976-),男,讲娜螂,Fmail:wenbinwang(@l26.com
9/994-20/0chinaAcademicournalEecironicPublishingHouse.alrighiseserved.hlp//www.cnki.ner
王文斌,等:基」AVR的比赛机器人控制系统研究
电气传动2010年第40卷第7
的控彻系统结构如图1所示,包括主控单元、电机该系列指令功能卞富、结构简单、数据通讯实吋性
驱动单元、传感检测单元及LCD显示单元
强、波特悴最高可达115200。并且通过指令广
式,一方而增川系统丌放性,为一方面可有效减轻
红外线传越器「循线
ATMEG8
调制光循线传感器」传感To
驱动」を轮処)王控计算芯片对于机器人运动控制的负担,而把
R$232-.3006
超声波传感器
有限的单片机计算资源更好地应用于传感检测及
红外使感一oRs?古路径规划巾提高竟赛机器人的性能。
避障
接触式传感器
电机
算机
动器1
驱动器n
颜色传感器
O?イ驱动车载机构电机
片
摄像头
传感
地GND
其它类型传感器十类型Io
I/O??驱动
示屏
收s
?接收端RxDl。o
发送端TxD「发送端Tx
0k2
图1比赛机器人控系统结构示意图
地GND
Flow chart of ro bot control system
主控单元
图2伺服电机组?示意图
主控单元以AVR单片机的 Atmega8为核
ig 2 Lustration of servo motors nel working
心,外接电湶稳压电路、电机驱动电路、传感检测
电路以及LCD显示等电路。 Atmega8单片机是
付于普通直流电机,采川L298双H桥功率
AT90系列产品之一,其具有増强的RISC结构,
集成电路,该集成电路可驱动2路直流电机,通过
指令周期短,τ作速度快,可内载 FLASH,内存将2路并联,其驱动能力可达4A。L298仪需
大,并支持高级语言编程。其带有3个PWM通
PWM信号和方向信号输入就满足控制要求
道,可实现仁意16位以内相位和频率可调的通过 A Tmega8硬件的定时器流出后产4:的
PWM脉宽调制输出和8通道的A/D转换。
PWM信号能够16级空比可调,再川上调节定
2.2电机驱动单元
时器的计数频率和计数初值,基本上可以做到直
本半台所采川的电机马驱动系统有2种,分别流电机的尤级调速,能很好地满足比赛要求。另
是以MCBL3006S为核心的左右士动轮何服电外对丁控制精度不高的普通直流电机,也可采用
机驱动系统和华载机构直流电机驱动系统。对于
侏电器制方式,通过光耦对控制信号进行隔离
伺服电机采用瑞士MCBL3006S张动器,该驱放大、进而驱动控制电机的继电器