主控制板电路分析与软件编程

机器人技术行走控制——主控制板电路分析及软件编程

主控制板是机器人的大脑，承担着信息接收、处理、外部设备控制的重要任务；主控制板中处理器选用了STC12C5A60S2芯片为主控芯片；控制板支持两大类输入，即16通道专用巡线传感器输入，和8通道传感器输入；输出也是支持2大类，即可调速行走电机控制输出和不可调速行走电机控制输出；具有一个可扩展接口。1、主控制板概述一、主控制板电路STC12C5A60S2单片机是宏晶科技生产的单时钟/机器周期(1T)的单片机，是高速/低功耗/超强抗干扰的新一代8051单片机，指令代码完全兼容传统8051，但速度快8-12倍。内部集成MAX810专用复位电路，2路PWM，8路高速10位A/D转换(250K/S)，抗干扰能力强，适合应用在强干扰场合。

自动机器人平台主控制板使用的是48个引脚的单片机，共有43个I/O接口。

手动机器人平台主控制板使用的是40个引脚的单片机，共有35个I/O接口。1、主控制板概述一、主控制板电路自动机器人平台主控制板实物图1、主控制板概述一、主控制板电路手动机器人平台主控制板实物图1、主控制板概述一、主控制板电路主控制板信号流程图1、主控制板概述一、主控制板电路

巡线传感器输入接口主要是用于接收16路巡线传感器信号。图中，为了减少对单片机端口的占用，使用了2片74HC245总线驱动电路构成对单片机P2口的复用，用单片机P1.0口的信号加以控制。当P1.0为低电平时，P2口接收到的是16路传感器的低8位信号QQ0-QQ7，当P1.0为高电平时，P2口接收到的是16路传感器的高8位信号QQ8-QQ15。2、自动机器人平台巡线传感器输入接口

一、主控制板电路8通道传感器输入接口用于连接光电、接近或者超声传感器等。在整体设计机器人时，可以充分利用各种传感器探测外部信息。其中4通道输入接口电路图如右图所示。图中展示了4路传感器输入接口。输入信号使用了单片机的P3.2-P3.5口，低电平有效。插座J8-J11分别接4个不同传感器。3、8通道传感器输入接口

一、主控制板电路传感器输入接口所连接的传感器可以直接使用市场现有的成熟产品。红外传感器，在机器人中，主要用来探测四周是否存在障碍或者是否到达预定物体附近，其最大探测距离根据所用型号的不同，有30cm、1m、2m多种；接近开关，主要用在机器人上探测一些运动部件是否到位，探测距离一般在5mm以下。传感器上有3根引线，分别接J8-J11的3个引脚。需要注意的是：使用的传感器必须是NPN型，工作电压在6V-36V之间。3、8通道传感器输入接口

红外传感器接近开关一、主控制板电路4、手动机器人平台操作手柄及传感器输入接口

一、主控制板电路PWM和电机方向控制电路如右图所示。STC12C5A60S2本身具有2路PWM输出，即P1.3和P1.4为PWM输出端口，分别控制左（P1.4控制）右（P1.3控制）电机的转速。图中，P15和P12分别是左（P1.5控制）右（P1.2控制）电机的方向控制信号，需要注意的是，P1.5和P1.2是低电平有效，即P1.5和P1.2是低电平时，电机驱动板上的继电器常开触点闭合，电机反转。5、PWM和电机方向控制电路一、主控制板电路主控电路板上设置了8个非调速电机输出接口，可以用来控制4个正反转直流电机或者8个单向运转直流电机，电路图如下图所示。图中，P16、P17，P00-P05为8个控制信号，使用了单片机的P1.6、P1.7和P0.0-P0.5口，同样需要注意，这些信号均是低电平有效。5、PWM和电机方向控制电路一、主控制板电路Keil软件实现程序编辑、仿真调试，编译无错后生成HEX文件。1、软件编程二、程序调试及下载连接12V直流电源，注意正负极性。关闭本电路板的12V电源，取出串口连接线。一头接本电路板的DB9下载口，另一头接PC机箱后的9针串口。如果你的电脑后面没有空余9针串口，可以使用USB转串口转接头。2、硬件连接接计算机串口接+12V电源二、程序调试及下载STC-ISP在线下载