一种基于STM32的AGV控制器制造技术

本实用新型专利技术设计了一种基于STM32的AGV控制器，所述控制器包括STM32微控制器、CPLD协处理器模块、电源管理模块、时钟模块、JTAG1下载模块、JTAG2下载模块、实时时钟模块、通信接口模块、传感器接口模块、AD采样模块、运动控制模块、继电保护模块，适用于自动引导车辆、自主导航机器人、柔性输送系统及轮式搬运机器人，能够使AGV机器人获得较高的动态响应特性和控制性能，提高了系统的接口资源、自适应性能和扩展性能，降低了成本。

【技术实现步骤摘要】
一种基于STM32的AGV控制器
本技术属于机器人控制领域，具体是一种AGV控制器。
技术介绍
随着计算机、传感器、控制工程、人工智能等技术理论的不断发展成熟，AGV的应用范围迅速扩大，遍及工业、国防、医疗教育、宇宙探测等各个领域，目前国内的各种AGV控制器，虽然种类繁多，却有着共同的特性：1、AGV系统控制器大多采用可编程序控制器（PLC）或MCS-51单片机；2、以串行处理或轮询方式执行AGV的系统管理和运动控制任务；以上所述的AGV控制器都有共同的不足：1、其体积较大，影响AGV的总体布局；2、成本较高，系统软硬件资源受限，不便于功能扩展和系统更新；3、串行处理方式，降低了AGV的动态响应性能。
技术实现思路
本技术为解决上述的不足，提供了一种以STM32为核心的AGV控制器。一种基于STM32的AGV控制器具有体积小、成本低、处理速度快、运行稳定的特点。为了实现上述专利技术目的，本技术采用的技术方案如下。一种基于STM32的AGV控制器，其特征在于所述控制器包括STM32微控制器、CPLD协处理器模块、电源管理模块、时钟模块、JTAG1下载模块、JTAG2下载模块、实时时钟模块、通信接口模块、传感器接口模块、AD模块、运动控制模块、继电保护模块。特别的，所述一种基于STM32的AGV控制器包括RS232串口，实现与人机界面通讯。特别的，所述一种基于STM32的AGV控制器包括CAN总线接口。特别的，所述一种基于STM32的AGV控制器电源管理模块分别与其他模块连接，提供24V、12V、5V、3.3V的直流电源，为各个模块供电。特别的，所述一种基于STM32的AGV控制器复位模块与STM32微控制器连接，通过复位按钮并联电阻电容接地，为微控制器提供低电平复位。特别的，所述一种基于STM32的AGV控制器时钟模块分别与STM32微控制器和CPLD协处理器连接。特别的，所述一种基于STM32的AGV控制器实时时钟模块与STM32微控制器连接，为控制器提供实时时钟，并产生脉冲，提供系统外部中断源。特别的，所述一种基于STM32的AGV控制器传感器信号接口模块与CPLD协处理器模块连接，将采集各个外围传感器信号给CPLD协处理器预处理。特别的，所述一种基于STM32的AGV控制器AD模块与STM32微控制器连接，将采集的模拟信号转换为数字信号给STM32微控制器进行分析处理。特别的，所述一种基于STM32的AGV控制器运动控制模块与STM32微控制器连接，STM32微控制器分析处理的指令经过运动控制模块DA转换器转换为模拟驱动信号给电机驱动。特别的，所述的一种基于STM32的AGV控制器的STM32根据外围传感器的信号生成电机正转/反转指令、电机启停指令、电机制动指令、故障信号指令给电机驱动。特别的，所述一种基于STM32的AGV控制器继电保护模块与电源管理模块连接，为整个系统电路提供保护。本技术所述的一种基于STM32的AGV控制器具有的优点和有益效果为。1、本技术是一种高速、实时、多任务、自适应、集散控制型运动控制器，使用本技术AGV控制器，能够使AGV机器人的获得较高的动态响应特性和控制性能，同时提高了系统的接口资源、自适应性能和扩展性能，降低了成本。2、本技术具有完善的保护功能，具有较高的可靠性、安全性。3、本技术适用于自动引导车辆、自主导航机器人、柔性输送系统及轮式搬运机器人等。附图说明下面结合附图对本技术作进一步描述。图1是本技术一种基于STM32的AGV控制器原理框图。图2是本技术本技术一种基于STM32的AGV控制器功能模块示意图。具体实施方式下面结合附图与具体实施实例对本技术作进一步的说明。如图1、图2所示，一种基于STM32的AGV控制器以STM32为核心处理器的最小系统，以CPLD为协处理器的最小系统，其中所述的AGV控制器还包括电源管理模块、时钟模块、JTAG1下载模块、JTAG2下载模块、实时时钟模块、通信接口模块、传感器接口模块、AD模块、运动控制模块、继电保护模块。所述的STM32核心处理器为ST公司的STM32F103ZET6芯片，该处理器基于ARMCortex-M3内核，最高工作频率达到72MHz，512K闪存程序存储器，64K静态随机存储器，2个基本定时器、4个通用定时器、2个高级定时器、2个DMA控制器（共12个通道）等丰富的片内控制寄存器和IO资源。所述的CPLD协处理器为ALTERA公司的MAXII系列EPM1270T144C5N芯片，该芯片是一款低成本、低功耗，有1270个逻辑单元、8Kb的非易失性存储单元、丰富的I/O资源、配置灵活的可偏程逻辑器件，通过硬件编程语言来描述硬件电路，大大提升了硬件电路的更新扩展性能。所述的电源管理模块为采用TI公司的TPS5450芯片，该芯片具有低阻抗、输出电流大，输出电压稳定的特点，由24V蓄电池作为直流电源，经TPS5450产生12V，5V，3.3V的电压供给控制器的各个模块。所述的时钟模块分别采用8MHz和50MHz的有源晶振，其中8MHz的晶振接STM32微控制器，通过STM32内部PLL寄存器倍频达到72MHz，50MHz的晶振连接CPLD协处理器。所述的实时时钟模块采用NXP公司的PCF8563芯片，PCF8563芯片具有实时时钟日历功能、同时具有可偏差输出时钟和中断源输出功能，能通过I2C总线进行数据传输，在控制器断电的情况下，可外接1F的超级电容作为PCF8563芯片的备用电源，同时将STM32的复用功能端口PB6、PB7通过连接PCF8563的SCL、SDA引脚。所述的通信接口模块分别采用TI公司的SN65HVD230CAN总线收发器芯片和MAXSIM公司的MAX323RS-232串口电平转换芯片。所述的传感器接口模块采用NEC公司的PS2805系列光耦芯片，传感器信号经PS2805芯片隔离，同时进行逻辑电平转换，输入给处理器进行分析处理。所述的AD模块采用Vishay公司的BAV99限幅器和AD公司的AD826运算放大器，将采集的电量信息转换成3.3V的模拟信号，然后输入到STM32的ADC复用功能端口PC0，通过STM32内部的ADC寄存器进行AD转换。所述的运动控制模块采用AD公司的AD7225芯片，将STM32输出的电机驱动控制信号DAC_D0~DAC_D7、读写片选信号DAC_WRn,数据锁存信号DAC_LDACn,地址选择信号DAC_A0、DAC_A1信号经AD7225进行DA转换输出驱动模拟信号。所述的继电保护模块采用OMRON公司的G5V-2继电器组成逻辑互锁保护电路。以上所述仅为本技术的较佳实施例，并不用以限制本技术，凡在本技术的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均包含在本技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于STM32的AGV控制器，其特征在于所述控制器包括STM32微控制器、CPLD协处理器模块、电源管理模块、时钟模块、JTAG1下载模块、JTAG2下载模块、实时时钟模块、通信接口模块、传感器接口模块、AD模块、运动控制模块、继电保护模块；CPLD协处理器模块与STM32微控制器和传感器信号接口模块连接，实现外围传感器信号的预处理，供STM32微控制器进行分析处理；电源管理模块分别与其他模块连接，为各个模块供电；复位模块与STM32微控制器连接，为微控制器提供低电平复位；时钟模块分别与STM32微控制器和CPLD协处理器连接，提供时钟信号；实时时钟模块与STM32微控制器连接，为控制器提供实时时钟；传感器信号接口模块与CPLD协处理器模块连接，将采集各个外围传感器信号给CPLD协处理器预处理；AD模块与STM32微控制器连接，将采集的模拟信号转换为数字信号给STM32微控制器进行分析处理；运动控制模块与STM32微控制器连接，STM32微控制器分析处理的指令经运动控制模块中的DA转换器将数字信号转换为模拟驱动信号给电机驱动；继电保护模块与电源管理模块连接，为整个系统电路提供保护。...

【技术特征摘要】
1.一种基于STM32的AGV控制器，其特征在于所述控制器包括STM32微控制器、CPLD协处理器模块、电源管理模块、时钟模块、JTAG1下载模块、JTAG2下载模块、实时时钟模块、通信接口模块、传感器接口模块、AD模块、运动控制模块、继电保护模块；CPLD协处理器模块与STM32微控制器和传感器信号接口模块连接，实现外围传感器信号的预处理，供STM32微控制器进行分析处理；电源管理模块分别与其他模块连接，为各个模块供电；复位模块与STM32微控制器连接，为微控制器提供低电平复位；时钟模块分别与STM32微控制器和CPLD协处理器连接，提供时钟信号；实时时钟模块与STM32微控制器连接，为控制器提供实时时钟；传感器信号接口模块与CPLD协处理器模块连接，将采集各个外围传感器信号给CPLD协处理器预处理；AD模块与STM32微控制器连接，将采集的模拟信号转换为数字信号给STM32微控制器进行分析处理；运动控制模块与STM32微控制器连接，STM32微控制器分析处理的指令经运动控制模块中的D...

【专利技术属性】
技术研发人员：史雄峰，杨光永，
申请(专利权)人：云南民族大学，史雄峰，
类型：新型
国别省市：云南,53