一种基于AVR的移动机器人控制系统技术方案

本实用新型专利技术涉及一种基于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。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本技术涉及 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
本技术涉及一种基于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。
技术介绍
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。 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。
技术实现思路
本技术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。 本技术的目的是这样实现的: —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。 所述电机是直流减少电机。 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: (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。 (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； (3)传感器模块:主要是超声波传感器，负责检测障碍物； (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； (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。 本技术的结构特点及有益效果: (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 (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。 (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】 图1为本技术的系统原理结构图。 图2为处理器最小系统电路原理图。 图3为ISP接口电路图。 图4为FT232RL串行接口原理图。 图5为直流电机驱动电路。 【具体实施方式】 下面结合附图对本技术的原理和具体连接关系做更详细地描述: 结合图1，图1是本技术的系统原理结构图；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。 图2为本技术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。 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)。 图3为本技术的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。 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。 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 【专利技术者】李相武, 王瑛, 李忠喜 申请人:哈尔滨恒誉名翔科技有限公司本文档来自技高网...

【技术保护点】
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。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李相武，王瑛，李忠喜，
申请(专利权)人：哈尔滨恒誉名翔科技有限公司，
类型：新型
国别省市：黑龙江;23