[发明专利]基于ARM9两轮微电脑鼠全数字伺服控制器

说明书

技术领域

本发明涉及微型机器人领域，特别是涉及一种基于ARM9两轮微电脑鼠全数字伺服控制器。

背景技术

微电脑鼠是一种使用嵌入式微控制器、传感器和机电运动部件构成的智能行走装置的俗称，它可以在迷宫中自动记忆和选择路径，寻找出口，最终到达所设定的目的地。一般在迷宫比赛中，将微电脑鼠放在起点，按下启动键之后，微电脑鼠自行决定搜寻法则并且在迷宫中实现前进、转弯、记忆迷宫墙壁资料、计算最短路径、搜寻终点等功能。微电脑鼠进行迷宫竞赛结合了机械、电机、电子、控制、光学、程序设计和人工智能等多方面的科技技术。

目前国内研发的微电脑鼠结构如图1所示，长时间运行发现存在着的安全问题有：

（1）微电脑鼠的执行机构采用的步进电机，经常会遇到丢失脉冲的问题，导致对位置的记忆出现错误，步进电机使得机体发热比较严重，不利于在大型复杂迷宫中探索和冲刺。

（2）由于微电脑鼠伺服系统采用的都是比较低级的算法，在迷宫当中的探索一般都要花费4～5分钟的时间，这使得微电脑鼠在真正的大赛中无法取胜。

（3）由于微电脑鼠要频繁的刹车和启动，加重了单片机的工作量，单一的单片机无法满足微电脑鼠快速启动和停止的要求。

（4）一般微电脑鼠采用的都是一些体积比较大的插件元器件，使得其体积和重量相对都比较大，无法满足快速探索的要求。

（5）由于受周围环境不稳定因素干扰，单片机控制器经常会出现异常，引起微电脑鼠失控，抗干扰能力较差。

（6）对于差速控制的微电脑鼠来说，一般要求其两个电机的PWM控制信号要同步，由于受计算能力的限制，单一单片机伺服系统很难满足这一条件，使得微电脑鼠在直道上行驶时不能准确的行走在中线上，为了保证微电脑鼠的准确定位，伺服系统要来回的补偿，使得微电脑鼠在迷宫当中摇摆幅度较大，在快速行走时表现的尤其明显。

（7）由于受单片机容量和算法影响，微电脑鼠对迷宫的信息没有存储，当遇到掉电情况时所有的信息将消失，这使得整个探索过程要重新开始。

（8）微电脑鼠在运行过程中，遇到撞墙情况时都会发生电机堵转现象，造成电机瞬间电流过大，严重时会烧坏电机。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种基于ARM9两轮微电脑鼠全数字伺服控制器，该微电脑鼠全数字伺服控制器处理速度快，运行顺畅。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种基于ARM9两轮微电脑鼠全数字伺服控制器，包括传感器、电池、ARM9芯片、L298N芯片、两个电机、两个车轮和电线，所述传感器位于所述两轮微电脑鼠的上部，所述电池通过所述电线与所述传感器、所述ARM9芯片、L298N芯片和两个电机相连接，所述ARM9芯片和所述L298N芯片通过所述电线焊接在一起，所述L298N芯片与所述电机相连接，所述电机与所述车轮一一对应相连接。

在本发明一个较佳实施例中，所述传感器为超声波传感器或红外线传感器。

在本发明一个较佳实施例中，所述红外线传感器为OPE5594A。

在本发明一个较佳实施例中，所述L298N芯片为20管脚PowerS020封装，所述L298N芯片的7脚、9脚、13脚和15脚与所述ARM9芯片的输出脚相连。

在本发明一个较佳实施例中，所述ARM9芯片产生PWM波，所述PWM波通过所述L298N芯片传输给所述两个电机。

本发明的有益效果是：本发明的基于ARM9两轮微电脑鼠全数字伺服控制器，在基于ARM9的控制器中引入多轴驱动集成专用芯片L298N，以ARM9为处理核心，实现数字信号的实时处理，实现L298N控制两台电机的控制逻辑，并响应中断，实现数据通信和存储实时信号。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图，其中：

图1是本发明的背景技术中单片机控制的微电脑鼠的原理图；

图2是本发明中L298N芯片的封装图；

图3是本发明中基于ARM9两轮微电脑鼠全数字伺服控制器一较佳实施例的原理图；

图4是本发明中所述微电脑鼠一较佳实施例的结构示意图；

图5是本发明中基于ARM9两轮微电脑鼠全数字伺服控制器一较佳实施例的系统框图；