基于TMS32OLF24O7A的教育機(jī)器人硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)

摘要：本論文的主要目的就是設(shè)計(jì)一種基于DSP的模塊化教育機(jī)器人硬件系統(tǒng)。該教育機(jī)器人是以智能小車為載體基于 TMS320LF2407A微控制器的嵌入式控制平臺(tái)及編程環(huán)境的一款開(kāi)放式的機(jī)器人控制系統(tǒng)，以各傳感器模塊設(shè)計(jì)應(yīng)用為核心，采用模塊化設(shè)計(jì)思想進(jìn)行設(shè)計(jì)，包括系統(tǒng)總體框架的設(shè)計(jì)、無(wú)線通信模塊和系統(tǒng)電源、電機(jī)驅(qū)動(dòng)硬件電路模塊的設(shè)計(jì)。
關(guān)鍵詞：教育機(jī)器人；TMS320LF2407A；傳感器；硬件模塊

0 引言
智能機(jī)器人作為一個(gè)高新科技的綜合體，直接反應(yīng)了一個(gè)國(guó)家信息技術(shù)的發(fā)展水平，受到了社會(huì)各界的高度重視。最近這些年，在我國(guó)大學(xué)里已經(jīng)將機(jī)器人作為機(jī)械電子學(xué)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、人工智能等的載體廣泛適用于工科本科生的講授課程，在中學(xué)，教育機(jī)器人則逐漸成為素質(zhì)教育、技能實(shí)踐活動(dòng)的選題之一，各種機(jī)器人比賽正蓬勃發(fā)展。智能機(jī)器人涉及了信息技術(shù)的幾乎所用內(nèi)容，可以讓學(xué)生接觸并看到信息技術(shù)的全景，并且智能機(jī)器人是信息技術(shù)的開(kāi)放平臺(tái)，學(xué)生可以充分發(fā)揮想象力去開(kāi)發(fā)各種智能裝置，從而培養(yǎng)學(xué)生對(duì)信息技術(shù)的開(kāi)發(fā)能力，在開(kāi)發(fā)過(guò)程中，培養(yǎng)各種能力，激發(fā)學(xué)生的興趣。

1 設(shè)計(jì)思想與總體方案
1．1 教育機(jī)器人的設(shè)計(jì)思想
本教育機(jī)器人以TMS320LF2407A微控制器為核心，由紅外傳感器和光電傳感器等各種傳感器采集的外部環(huán)境信息作為輸入信號(hào)，通過(guò)DSP進(jìn)行運(yùn)算處理，利用PWM技術(shù)實(shí)時(shí)輸出調(diào)整小車的速度和方向，實(shí)現(xiàn)小車尋跡、避障、尋跡加避障等自動(dòng)控制的功能，另外在小車于尋跡過(guò)
程中遇到障礙物，當(dāng)尋跡加避障算法在尋跡的同時(shí)不能完成避障功能時(shí)，可由PC機(jī)與其相連的無(wú)線通信收發(fā)模塊和DSP相連的另一無(wú)線收發(fā)模塊實(shí)現(xiàn)無(wú)線短距離通信，控制小車脫離障礙區(qū)并進(jìn)行正常尋跡。
1．2 總體設(shè)計(jì)方案和框圖
機(jī)器人小車系統(tǒng)整體框圖如圖1所示，主要有TMS320LF2407A最小系統(tǒng)部分、電源模塊、電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊、傳感器模塊、無(wú)線通信模塊構(gòu)成，實(shí)現(xiàn)由車載的各種傳感器將信息不斷地傳遞給車載微控制器，并將編程設(shè)計(jì)算法下載至微控制器實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)調(diào)整小車的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，完成一定的功能要求。