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基于ARM的电脑鼠走迷宫的研究

作者:时间:2011-05-20来源:网络收藏


摘要:目标是设计制作集传感器与控制于一体的,能够自动穿越鼠。该鼠结合了模拟电路、数字电路,自动控制理论等相关专业知识。提出将模块化方法应用于系统软、硬件的设计,不仅提高了软硬件开发效率,而且提高了软硬件在实验及检修过程中的可维护性、可升级性。这里设计的鼠能在中搜索路径,走出,并能实现路径优化。
关键词:电脑鼠;嵌入式;;迷宫路径优化

0 引言
电脑鼠(Micromouse)是智能机电鼠的简称,是一个由微处理器控制的集探测、分析、行走功能于一体,能够自动搜索最佳路径到达目的地的微型机器人。实际上电脑鼠就是一个电力驱动小车,而这个电动小车是由一个或多个微控制器来控制,通过传感器和其他各功能器件的配合,具备一定的智能。同时,电脑鼠需拥有探测障碍物、行走、转弯、加减速和制动等基本功能。
本文是以“IEEE国际电脑鼠竞赛”为背景,以美国Luminary Micro公司生产的 CortexM3内核的处理器LM3S615为主控制器,控制和检测红外传感器;微控制器根据检测到的传感信号,控制电机驱动电路,调整行走,按照载入搜索算法进行迷宫的探测,寻找最短路径,最终实现从起点到终点的冲刺。

1 电脑鼠系统整体设计方案
如图1所示,整个系统可以大致分为以下主要部分:电源模块,控制模块,执行机构模块,传感器模块,机身模块。可以做形象的比喻:电源模块是电脑鼠的葡萄糖,控制模块是电脑鼠的大脑,传感器模块是电脑鼠的眼睛,机身模块是电脑鼠的躯干,执行机构是电脑鼠的腿;各模块之间相互配合使电脑鼠正常工作并寻找到终点。

本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/162073.htm

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2 电脑鼠硬件与实现
2.1 电脑鼠硬件设计原理
本文的电脑鼠是一个跨学科的综合作品,主要由电源、传感器、步进电机、控制核心电路、机身5个部分组成,如图1所示。所以,电脑鼠的硬件设计主要包括电源模块、微控制器单元模块、传感器模块、电机控制模块4个部分的设计。其中LM3S615微控制器是电脑鼠的核心,通过检测到的传感器信号,结合载入的搜索算法,控制步进电机,实现电脑鼠在迷宫中的行走。
2.2 电源模块
电源模块包括供电电池和电压调节电路。供电电池为2 200 mAh,7.4 V的可充电锂电池。电机驱动电压由电源直接供给;LM3S615微控制器需3.3 V电压供电,电压调节电路采用Exar公司生产的SPX1117M3-3.3芯片将电源电压稳至3.3V;电脑鼠所使用的红外线传感器工作电压为5 V,升压芯片采用Exar公司生产的SP6641A将已经较为稳定的3.3 V电压升至5 V。
2.3 微控制器单元模块
本文采用美国Luminary Micro公司生产的CorteX-M3内核的ARM处理器LM3S615,该芯片具有32位RISC性能,具备32 KB单周期FLASH,8 KB单周期SRAM,29个中断,带8个优先级。微控制器模块和其他模块共同构成一个闭环的反馈控制系统,通过对路程信号、岔口信号和姿势修正信号的检测,经由LM3S615进行运算,再将结果赋给电机执行,由此实现电脑鼠的智能穿越迷宫。


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关键词: 研究 迷宫 电脑 ARM 基于

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