基于51单片机的自动巡线轮式机器人控制系统设计

"单片机与DSP中的单片机自动巡线轮式机器人控制系统设计" 本文主要探讨了基于51型单片机的自动巡线轮式机器人的控制系统设计，该系统集成了机械、电子和智能控制技术，适用于各种环境下的自主导航任务。轮式移动机器人的优势在于其灵活的移动速度和方向控制，使其成为广泛应用的移动平台。 控制系统由以下几个关键模块构成： 1. 主控制电路模块：这是整个系统的核心，通常由单片机如AT89S52来执行高级决策和控制算法。在这个案例中，为了减轻单片机的负担，采用了CPLD（复杂可编程逻辑器件）扩展，以处理电机控制、PWM信号生成以及光电检测等功能。 2. 存储器模块：用于存储程序代码和运行数据，确保机器人能够根据预设指令进行操作。 3. 光电检测模块：通过光电传感器检测机器人路径上的线条或其他标志，提供实时的环境信息，帮助机器人确定位置和行驶方向。 4. 电机及舵机驱动模块：控制机器人的移动和转向。CPLD产生的PWM信号可以调节电机的速度，而M1FB-M4FB引脚则用于控制电机的方向。 5. CPLD设计：EPM7128 CPLD用于扩展单片机的功能，其内部结构允许快速控制电机和输入输出信号，同时通过编程（如VHDL语言）实现特定功能，例如PWM信号的生成。 6. 硬件接口：如图2所示，CPLD的引脚连接到单片机的I/O口，以及其他传感器和执行器，如行程开关和光电探头，形成一个完整的控制系统网络。 7. 时钟频率：单片机采用24MHz的晶振，提供了6MHz的ALE信号频率，这对于高速数据处理和实时控制至关重要。 这个系统的设计和开发旨在实现高效、准确的轮式机器人自动巡线功能，为机器人控制系统的研究提供了基础。通过这样的系统，可以深入研究和优化运动规划算法，提升机器人的自主导航能力。此外，CPLD的使用展示了如何通过硬件扩展来增强微控制器的功能，以适应复杂的控制任务需求。