[發明專利]基于ARM9兩輪微電腦鼠全數字伺服控制器

無效

• 申請號: 201310420316.1
• 申請日: 2013-09-16
• 公開（公告）號: CN103472843A
• 公開（公告）日: 2013-12-25
• 發明（設計）人: 張好明;王應海
• 申請（專利權）人: 蘇州工業園區職業技術學院
• 主分類號: G05D1/02
• 分類號: G05D1/02;G05B19/042
• 代理公司: 蘇州廣正知識產權代理有限公司 32234
• 代理人: 劉述生

技術領域

本發明涉及微型機器人領域，特別是涉及一種基于ARM9兩輪微電腦鼠全數字伺服控制器。

背景技術

微電腦鼠是一種使用嵌入式微控制器、傳感器和機電運動部件構成的智能行走裝置的俗稱，它可以在迷宮中自動記憶和選擇路徑，尋找出口，最終到達所設定的目的地。一般在迷宮比賽中，將微電腦鼠放在起點，按下啟動鍵之后，微電腦鼠自行決定搜尋法則并且在迷宮中實現前進、轉彎、記憶迷宮墻壁資料、計算最短路徑、搜尋終點等功能。微電腦鼠進行迷宮競賽結合了機械、電機、電子、控制、光學、程序設計和人工智能等多方面的科技技術。

目前國內研發的微電腦鼠結構如圖1所示，長時間運行發現存在著的安全問題有：

（1）微電腦鼠的執行機構采用的步進電機，經常會遇到丟失脈沖的問題，導致對位置的記憶出現錯誤，步進電機使得機體發熱比較嚴重，不利于在大型復雜迷宮中探索和沖刺。

（2）由于微電腦鼠伺服系統采用的都是比較低級的算法，在迷宮當中的探索一般都要花費4～5分鐘的時間，這使得微電腦鼠在真正的大賽中無法取勝。

（3）由于微電腦鼠要頻繁的剎車和啟動，加重了單片機的工作量，單一的單片機無法滿足微電腦鼠快速啟動和停止的要求。

（4）一般微電腦鼠采用的都是一些體積比較大的插件元器件，使得其體積和重量相對都比較大，無法滿足快速探索的要求。

（5）由于受周圍環境不穩定因素干擾，單片機控制器經常會出現異常，引起微電腦鼠失控，抗干擾能力較差。

（6）對于差速控制的微電腦鼠來說，一般要求其兩個電機的PWM控制信號要同步，由于受計算能力的限制，單一單片機伺服系統很難滿足這一條件，使得微電腦鼠在直道上行駛時不能準確的行走在中線上，為了保證微電腦鼠的準確定位，伺服系統要來回的補償，使得微電腦鼠在迷宮當中搖擺幅度較大，在快速行走時表現的尤其明顯。

（7）由于受單片機容量和算法影響，微電腦鼠對迷宮的信息沒有存儲，當遇到掉電情況時所有的信息將消失，這使得整個探索過程要重新開始。

（8）微電腦鼠在運行過程中，遇到撞墻情況時都會發生電機堵轉現象，造成電機瞬間電流過大，嚴重時會燒壞電機。

發明內容

本發明主要解決的技術問題是提供一種基于ARM9兩輪微電腦鼠全數字伺服控制器，該微電腦鼠全數字伺服控制器處理速度快，運行順暢。

為解決上述技術問題，本發明采用的一個技術方案是：提供一種基于ARM9兩輪微電腦鼠全數字伺服控制器，包括傳感器、電池、ARM9芯片、L298N芯片、兩個電機、兩個車輪和電線，所述傳感器位于所述兩輪微電腦鼠的上部，所述電池通過所述電線與所述傳感器、所述ARM9芯片、L298N芯片和兩個電機相連接，所述ARM9芯片和所述L298N芯片通過所述電線焊接在一起，所述L298N芯片與所述電機相連接，所述電機與所述車輪一一對應相連接。

在本發明一個較佳實施例中，所述傳感器為超聲波傳感器或紅外線傳感器。

在本發明一個較佳實施例中，所述紅外線傳感器為OPE5594A。

在本發明一個較佳實施例中，所述L298N芯片為20管腳PowerS020封裝，所述L298N芯片的7腳、9腳、13腳和15腳與所述ARM9芯片的輸出腳相連。

在本發明一個較佳實施例中，所述ARM9芯片產生PWM波，所述PWM波通過所述L298N芯片傳輸給所述兩個電機。

本發明的有益效果是：本發明的基于ARM9兩輪微電腦鼠全數字伺服控制器，在基于ARM9的控制器中引入多軸驅動集成專用芯片L298N，以ARM9為處理核心，實現數字信號的實時處理，實現L298N控制兩臺電機的控制邏輯，并響應中斷，實現數據通信和存儲實時信號。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例中的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其它的附圖，其中：

圖1是本發明的背景技術中單片機控制的微電腦鼠的原理圖；

圖2是本發明中L298N芯片的封裝圖；

圖3是本發明中基于ARM9兩輪微電腦鼠全數字伺服控制器一較佳實施例的原理圖；

圖4是本發明中所述微電腦鼠一較佳實施例的結構示意圖；

圖5是本發明中基于ARM9兩輪微電腦鼠全數字伺服控制器一較佳實施例的系統框圖；