基于TMS32OLF24O7A的教育机器人硬件系统设计

摘要：本论文的主要目的就是设计一种基于DSP的模块化教育机器人硬件系统。该教育机器人是以智能小车为载体基于 TMS320LF2407A微控制器的嵌入式控制平台及编程环境的一款开放式的机器人控制系统，以各传感器模块设计应用为核心，采用模块化设计思想进行设计，包括系统总体框架的设计、无线通信模块和系统电源、电机驱动硬件电路模块的设计。
关键词：教育机器人；TMS320LF2407A；传感器；硬件模块

0 引言
智能机器人作为一个高新科技的综合体，直接反应了一个国家信息技术的发展水平，受到了社会各界的高度重视。最近这些年，在我国大学里已经将机器人作为机械电子学、计算机技术、人工智能等的载体广泛适用于工科本科生的讲授课程，在中学，教育机器人则逐渐成为素质教育、技能实践活动的选题之一，各种机器人比赛正蓬勃发展。智能机器人涉及了信息技术的几乎所用内容，可以让学生接触并看到信息技术的全景，并且智能机器人是信息技术的开放平台，学生可以充分发挥想象力去开发各种智能装置，从而培养学生对信息技术的开发能力，在开发过程中，培养各种能力，激发学生的兴趣。

1 设计思想与总体方案
1．1 教育机器人的设计思想
本教育机器人以TMS320LF2407A微控制器为核心，由红外传感器和光电传感器等各种传感器采集的外部环境信息作为输入信号，通过DSP进行运算处理，利用PWM技术实时输出调整小车的速度和方向，实现小车寻迹、避障、寻迹加避障等自动控制的功能，另外在小车于寻迹过
程中遇到障碍物，当寻迹加避障算法在寻迹的同时不能完成避障功能时，可由PC机与其相连的无线通信收发模块和DSP相连的另一无线收发模块实现无线短距离通信，控制小车脱离障碍区并进行正常寻迹。
1．2 总体设计方案和框图
机器人小车系统整体框图如图1所示，主要有TMS320LF2407A最小系统部分、电源模块、电机驱动模块、传感器模块、无线通信模块构成，实现由车载的各种传感器将信息不断地传递给车载微控制器，并将编程设计算法下载至微控制器实现实时调整小车的运动状态，完成一定的功能要求。