RFID導(dǎo)購機(jī)器人導(dǎo)航與控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)研究

然后是電子羅盤模塊。CMPS03 電子羅盤是平面角度傳感器。通過檢測當(dāng)前傳感器與地球磁場直接的角度，電子羅盤可以獲得分辨率為0.1度的絕對(duì)旋轉(zhuǎn)角度。這個(gè)電子羅盤模塊是專門為機(jī)器人而制造，目的為了給機(jī)器人提供合適的方向導(dǎo)航信號(hào)。對(duì)于任何方向，都可以生成獨(dú)一無二的編碼。該傳感器使用PHILIPS的KMZ51地磁感應(yīng)芯片，其精度很高。有兩種輸出方式，第一種：I2C方式，由Pin2(SCL)和Pin3(SDA)輸出。Pin7和Pin5必須懸空。Pin6用來進(jìn)行校正。這些管腳都接到主板上，由于模塊是5V供電，而DSP是3.3V所以還需要用74LVC245進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換。通過2812的GPIOB通過Pin6對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行校正。校正只需要做一次，因?yàn)閿?shù)據(jù)會(huì)保存在電子羅盤中的PIC單片機(jī)的EEPROM。第6腳有一個(gè)上拉電阻。進(jìn)行校正只需要通過GPIO給Pin6一個(gè)負(fù)相脈沖，而且因?yàn)橛猩侠娮瑁?，此管腳與系統(tǒng)斷開也是可以的。

最后是系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)模塊的設(shè)計(jì)。采用L298芯片。L298是SGS公司的產(chǎn)品，比較常見的是15腳Multiwatt封裝的L298N，內(nèi)部同樣包含4通道邏輯驅(qū)動(dòng)電路。L298內(nèi)含的功率輸出器件設(shè)計(jì)制作在一塊石英基片上，由于制作工藝的同一性，因而具有分立元件組合電路不可比擬的性能參數(shù)一致性，工作穩(wěn)定。15腳是輸出電流反饋引腳，其它與L293相同。在通常使用中這兩個(gè)引腳也可以直接接地。它是高電壓的，高電流的雙全橋驅(qū)動(dòng)芯片?？梢灾苯咏邮軜?biāo)準(zhǔn)的TTL邏輯電平?？梢则?qū)動(dòng)各種負(fù)載如電機(jī)，繼電器等。有兩個(gè)使能輸入，通過它控制PWM波的有效性。L298集成有兩個(gè)能量輸出塊A，B。另外，我們設(shè)計(jì)的板子上加有續(xù)流二極管。

2.3 驅(qū)動(dòng)程序設(shè)計(jì)

通過編寫InitSysCtrl()函數(shù)，對(duì)看門狗控制寄存器WDCR進(jìn)行設(shè)置，其WDFLAG位是看門狗復(fù)位狀態(tài)位。如果該位置位表示一個(gè)看門狗復(fù)位。向WDDIS位寫1會(huì)使看門狗模塊無效。寫0對(duì)看門狗使能。而對(duì)于WDPS位主要是決定看門狗計(jì)數(shù)器的時(shí)鐘速率。由于程序中包含有許多循環(huán)，所以對(duì)于看門狗的設(shè)置要特別注意。然后通過設(shè)置PLLCR對(duì)系統(tǒng)鎖相環(huán)進(jìn)行設(shè)置。這時(shí)候要注意，程序需要加入，5000次循環(huán)等待鎖相穩(wěn)定。這一點(diǎn)在2407里并不是必要的，而針對(duì)2812系統(tǒng)要注意這點(diǎn)。然后通過HISPCP和LOSPCP來對(duì)高速和低速外設(shè)來進(jìn)行匹配。由于在程序中使用了中斷，所以需要對(duì)外設(shè)中斷擴(kuò)展PIE進(jìn)行設(shè)置。方向傳感器通過捕獲單元和DSP核心進(jìn)行連接。一次脈沖的捕獲需要兩次中斷，通過控制和讀取FIFO寄存器來取出方向的信息的脈沖編碼。另外，紅外避障模塊通過74LV245模塊，轉(zhuǎn)換電平后，和中斷管腳進(jìn)行連接。所以要對(duì)中斷函數(shù)進(jìn)行編程。和RFID傳感器通訊是通過2812的雙線異步串口。SCI模塊支持CPU與采用非返回至0（non-return-to-zero）(NRZ)標(biāo)準(zhǔn)格式的異步外圍設(shè)備之間的數(shù)字通信。2812的SCI接收器有一個(gè)16級(jí)深度的FIFO，這樣可以減少空頭的服務(wù)。程序通過判斷TxRDY位來判斷有沒有RFID中斷。這樣，可以及時(shí)的發(fā)現(xiàn)機(jī)器人是否到了一個(gè)新的位置。然后讀取SCIRXBUF。最后，通過EV單元設(shè)置PWM 脈沖，從而控制機(jī)器人的走向。

3 結(jié)論以及實(shí)現(xiàn)后的系統(tǒng)

最后，在聯(lián)華超市附近調(diào)試整個(gè)系統(tǒng)。經(jīng)過反復(fù)調(diào)試，和對(duì)程序的修改，實(shí)現(xiàn)了對(duì)射頻路徑點(diǎn)的導(dǎo)航。最終系統(tǒng)運(yùn)行情況如圖6所示：

圖4 機(jī)器人在超市的實(shí)際運(yùn)行