新型微电脑鼠快速冲刺自动控制系统技术方案

本发明专利技术公开了一种新型微电脑鼠快速冲刺自动控制系统，包括处理器单元、第一控制器、第二控制器、第一高速直流电机、第二高速直流电机以及微电脑鼠，所述的处理器单元发出控制信号至所述的第一控制器和第二控制器，由所述的第一控制器分别控制第二高速直流电机和第一高速直流电机，通过第一高速直流电机和第二高速直流电机的驱动信号经过信号处理器合成之后，由所述的第一高速直流电机控制微电脑鼠的速度，所述的第二高速直流电机控制微电脑鼠的方向，其中，所述的处理器单元为一双核处理器，包括单片机和LM629芯片。本发明专利技术在形成基于单片机+LM629的双核处理器，把单片机从繁重的工作量中解脱出来，抗干扰能力大大增强。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术是有关于微型机器人的
，且特别是有关于新型微电脑鼠快速冲刺自动控制系统。
技术介绍
微电脑鼠是使用嵌入式微控制器、传感器和机电运动部件构成的一种智能行走机器人，在国外已经竞赛了将近30年，由其原理可以转化为多种实际的工业机器人，近几年内才引进国内，并逐渐成为一个新兴的竞赛项目。微电脑鼠可以在不同“迷宫”中自动记忆和选择路径，采用相应的算法，快速地到达所设定的目的地。一只优秀的微电脑鼠必须具备良好的感知能力，有良好的行走能力，优秀的智能算法，一只完整的微电脑鼠在大体分为以下几个部分 I)传感器传感器是微电脑鼠的眼睛，是微电脑鼠准确获取外部环境信息的依据，然后把外界信息输送到微处理器进行各种条件判断。2)电机执行电机是微电脑鼠的动力源，它根据微处理器的指令来执行微电脑鼠在迷宫中行走时的相关动作。3)算法算法是微电脑鼠的灵魂。微电脑鼠必须采用一定的智能算法才能找到终点，才能找到一条最短的路径，在最短的时间内到达终点。4)微处理器微处理器是微电脑鼠的核心部分,是微电脑鼠的大脑。微电脑鼠所有的信息，包括墙壁信息，位置信息，角度信息和电机状态信息等都需要经过微处理器处理并做出相应的判断。微电脑鼠结合了多学科知识，对于提升在校学生的动手能力、团队协作能力和创新能力，促进学生课堂知识的消化和扩展学生的知识面都非常有帮助。另外电脑鼠走迷宫极具趣味性，容易得到学生的认同及参与，并能很好的激发和引导学生这方面的兴趣和爱好。其开展必然提升参赛者在相关领域的技术水平和应用能力，为技术创新提供平台。可以培养大批相关领域的人才，进而促进相关领域的技术发展和产业化进程。由于国内研发此机器人的单位较少，对国际规则读取水平较低，相对水平比较落后，现有技术中的新型微电脑鼠快速冲刺自动控制系统制包含一个单片机，如图I所示。长时间运行发现存在着很多安全问题，包括 (1)作为微电脑鼠的眼睛采用的是超声波或者是一般的红外传感器，使得微电脑鼠在快速冲刺时对周围迷宫的判断存在一定的误判； (2)作为微电脑鼠的执行机构采用的是步进电机，经常会遇到丢失脉冲的问题出现，导致对冲刺位置的记忆出现错误；(3)由于采用步进电机，使得机体发热比较严重，不利于在大型复杂迷宫中快速冲刺； (4)由于采用比较低级的算法，在迷宫当中的冲刺一般都要花费15 30秒的时间，这使得在真正的大赛中无法取胜；(5)由于微电脑鼠在快速冲刺过程中要频繁的刹车和启动，加重了单片机的工作量，单片信号处理器无法满足微电脑鼠快速冲刺的要求； (6)相对采用的都是一些体积比较大的插件元器件使得微电脑鼠的体积比较庞大，无法满足快速冲刺的要求； (7)由于受周围环境不稳定因素干扰，特别是周围一些光线的干扰，单片机控制器经常会出现异常，引起微电脑鼠失控，抗干扰能力较差； (8)对于差速控制的微电脑鼠来说，一般要求其两个电机的控制信号要同步，但是对于单一单片机来说又很难办到，使得微电脑鼠在直道上行驶的时候就要来回的补偿，特别是对于高速冲刺时，微电脑鼠有的时候在迷宫当中摇摆幅度较大； (9)由于受单片机容量和算法影响，微电脑鼠对迷宫的信息没有存储，当遇到掉电情况 时候所有的信息将消失，这使得整个冲刺过程无法完成。因此，需要对现有的基于单片机控制的新型微电脑鼠快速冲刺自动控制系统进行重新设计。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术的目的是提供一种新型微电脑鼠快速冲刺自动控制系统，解决了现有技术中抗干扰能力差的问题。为解决上述技术问题，本专利技术采用的一个技术方案是提供一种新型微电脑鼠快速冲刺自动控制系统，包括处理器单元、第一控制器、第二控制器、第一高速直流电机、第二高速直流电机以及微电脑鼠，所述的处理器单元发出控制信号至所述的第一控制器和第二控制器，由所述的第一控制器分别控制第二高速直流电机和第一高速直流电机，通过第一高速直流电机和第二高速直流电机的驱动信号经过信号处理器合成之后，由所述的第一高速直流电机控制微电脑鼠的速度，所述的第二高速直流电机控制微电脑鼠的方向，其中，所述的处理器单元为一双核处理器，包括单片机和LM629芯片。在本专利技术一个较佳实施例中，所述的处理器单元还包括设于单片机和LM629芯片的上位机系统和运动控制系统，所述的上位机系统包括迷宫读取模块、坐标定位模块以及在线输出模块，所述的运动控制系统包括伺服控制模块、数据存储模块以及I/o控制模块，其中，单片机用于控制迷宫读取模块、坐标定位模块、在线输出模块、数据存储模块以及I/O控制模块，LM629芯片用于控制伺服控制模块，且单片机及LM629芯片之间实时进行数据交换和调用。在本专利技术一个较佳实施例中，所述的快速冲刺自动控制系统还包括电池，所述的电池为锂离子电池。在本专利技术一个较佳实施例中，所述的伺服控制模块还包括转换模块，所述的转换模块包括模拟数字转换器及数字模拟转换器。在本专利技术一个较佳实施例中，所述的伺服控制模块还包括编码器模块，所述的编码器模块用于检测微电脑鼠实际转速，判断是否符合速度要求，是否过快或过慢，并发出控制信号。在本专利技术一个较佳实施例中，所述的伺服控制模块还包括电流模块，所述的电流模块用于调整电池的供电功率达到微电脑鼠需要的范围。在本专利技术一个较佳实施例中，所述的伺服控制模块还包括速度模块，所述的速度模块与编码器模块通讯连接，当编码器模块检测微电脑鼠实际转速过快或过慢，速度模块根据编码器模块检测的结果来调节微电脑鼠实际转速。在本专利技术一个较佳实施例中，所述的伺服控制模块还包括坐标模块，所述的坐标模块用于检测微电脑鼠的坐标位置，接到控制器发出的冲刺命令后，会沿着起点开始快速向终点冲刺。本专利技术的新型微电脑鼠快速冲刺自动控制系统，为了提高运算速度，保证新型微电脑鼠快速冲刺自动控制系统的稳定性和可靠性，本专利技术在处理器单元的单片机中引入LM629芯片，形成基于单片机+LM629的双核处理器，此处理器单元充分考虑电池在这个系统的作用，把新型微电脑鼠快速冲刺自动控制系统中工作量最大的两轴伺服系统交给LM629芯片处理，充分发挥LM629芯片数据处理速度较快的特点，而迷宫读取模块、坐标定位模块、在线输出模块、数据存储模块以及I/O控制模块交给单片机控制，这样就实现了单片机与LM629芯片的分工，把单片机从繁重的工作量中解脱出来，抗干扰能力大大增强。 附图说明图I为现有技术的新型微电脑鼠快速冲刺自动控制系统的方框 图2为本专利技术较佳实施例的新型微电脑鼠快速冲刺自动控制系统的方框 图3为图2中处理器单元的方框 图4为本专利技术较佳实施例的微电脑鼠迷宫示意 图5为微电脑鼠速度曲线 图6为微电脑鼠右转冲刺示意 图7为微电脑鼠左转冲刺意义图。具体实施例方式下面结合附图对本专利技术的较佳实施例进行详细阐述，以使本专利技术的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本专利技术的保护范围做出更为清楚明确的界定。单片机自20世纪70年代末诞生至今，经历了单片微型计算机SCM、微控制器MCU及片上系统SoC三大阶段，前两个阶段分别以MCS-51和80C51为代表。随着在嵌入式领域中对单片机的性能和功能要求越来越高，以往的单片机无论是运行速度还是系统集成度等多方面都不能满足新的设计需要，这时Silicon Labs公司推出了 C8051F系本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种新型微电脑鼠快速冲刺自动控制系统，其特征在于，包括处理器单元、第一控制器、第二控制器、第一高速直流电机、第二高速直流电机以及微电脑鼠，所述的处理器单元发出控制信号至所述的第一控制器和第二控制器，由所述的第一控制器分别控制第二高速直流电机和第一高速直流电机，通过第一高速直流电机和第二高速直流电机的驱动信号经过信号处理器合成之后，由所述的第一高速直流电机控制微电脑鼠的速度，所述的第二高速直流电机控制微电脑鼠的方向，其中，所述的处理器单元为一双核处理器，包括单片机和LM629芯片。

【技术特征摘要】
1.一种新型微电脑鼠快速冲刺自动控制系统，其特征在于，包括处理器单元、第一控制器、第二控制器、第一高速直流电机、第二高速直流电机以及微电脑鼠，所述的处理器单元发出控制信号至所述的第一控制器和第二控制器，由所述的第一控制器分别控制第二高速直流电机和第一高速直流电机，通过第一高速直流电机和第二高速直流电机的驱动信号经过信号处理器合成之后，由所述的第一高速直流电机控制微电脑鼠的速度，所述的第二高速直流电机控制微电脑鼠的方向，其中，所述的处理器单元为一双核处理器，包括单片机和LM629芯片。2.根据权利要求I所述的新型微电脑鼠快速冲刺自动控制系统，其特征在于，所述的处理器单元还包括设于单片机和LM629芯片的上位机系统和运动控制系统，所述的上位机系统包括迷宫读取模块、坐标定位模块以及在线输出模块，所述的运动控制系统包括伺服控制模块、数据存储模块以及I/O控制模块，其中，单片机用于控制迷宫读取模块、坐标定位模块、在线输出模块、数据存储模块以及I/O控制模块，LM629芯片用于控制伺服控制模块，且单片机和LM629芯片之间实时进行数据交换和调用。3.根据权利要求I所述的新型微电脑鼠快速冲刺自动控制系统，其特征在于，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：张好明，王应海，张筱云，
申请(专利权)人：苏州工业园区职业技术学院，
类型：发明
国别省市：