CN201719826U - 基于dsp2407微处理器控制的足球机器人装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及机器人自动控制技术领域，尤其涉及一种基于DSP2407微处理器控制的足球机器人装置。本实用新型包括小车运动控制子系统、视觉子系统、无线通信子系统、决策子系统。所述小车运动控制子系统采用DSP2407芯片作为微处理器，无线通信子系统采用单片机W77E58与两片无线通信模块PTR8000。本实用新型具备硬件电路简单、控制精度高、运行灵活、抗干扰能力强和高性能价格比的特点，系统升级容易，扩展性和可维护性良好，实现了上位机和小车运动控制系统之间双向无线通信，保证了足球机器人通信的适时性要求。

Description

基于DSP2407微处理器控制的足球机器人装置 

技术领域

本实用新型涉及机器人自动控制技术领域，尤其涉及一种基于DSP2407微处理器控制的足球机器人装置。 

背景技术

近年来，在人工智能领域足球机器人的研制成为热点，它涉及人工智能、机械、微电子、控制工程、无线通信、网络技术等专业学科。足球机器人的小车运动控制子系统，是在足球机器人比赛这种具有一定结构化环境下的移动机器人，是典型的机电一体化产品，这种机电一体化产品单纯由机械或电子技术都很难实现，同时由于多学科融合，设计问题更为突出，并且从根本上决定了足球机器人系统的品质和性能。 

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种基于DSP2407微处理器控制的足球机器人装置，以提高小车运动控制系统的运行速度、控制精度等。 

为达到上述目的，本实用新型采用如下的技术方案： 

小车运动控制子系统、视觉子系统、无线通信子系统、决策子系统，所述小车运动控制子系统、视觉子系统、无线通信子系统、决策子系统依次电连接，其中小车运动控制子系统采用DSP2407芯片作为微处理器； 

所述DSP2407事件管理器中设置有两个通用定时器，第一定时器、第一驱动器、1号电机、第一光电编码器依次电连接，所述第一光电编码器与正交编码电路连接； 

第二定时器、第二驱动器、2号电机、第二光电编码器依次电连接，第二光电编码器与正交编码电路连接。 

所述第一驱动器、第二驱动器采用集成芯片UCN5804B构成。 

所述无线通信子系统中，采用单片机W77E58的两个增强型串口，其中串口0经过RS-232与PC机通信，串口1与1号无线通信模块PTR8000连接，负责将数据传输到下位机接收端； 

2号无线通信芯片PTR8000通过DSP2407微处理器的SPI高速同步串行接口，实现小车运动控制子系统与上位机之间双向无线通信。 

所述1号无线通信芯片PTR8000的第11引脚SCK接单片机W77E58的第1引脚T2，第12引脚CSN接单片机W77E58的第2引脚T2EX，第9引脚MISO接单片机W77E58的第3引脚RXD1，第10引脚MOSI接单片机W77E58的第4引脚TXD1，第8引脚DR接单 片机W77E58的第5引脚INT2，第7引脚AM接单片机W77E58的第6引脚INT3，第6引脚CD接单片机W77E58的第7引脚INT4。 

所述2号无线通信芯片PTR8000的第2引脚TXEN接DSP2407的第25引脚IOPA0，第3引脚TRX_CE接DSP2407的第26引脚IOPA1，第4引脚PWR接DSP2407的第23引脚IOPA2，第6引脚CD接DSP2407的第83引脚IOPA3，第7引脚AM接DSP2407的第79引脚IOPA4，第8引脚DR接DSP2407的第75引脚IOPA5，第9引脚MISO接DSP2407的第30引脚SPI_MISO，第10引脚MOSI接DSP2407的第32引脚SPI_MISI，第11引脚SCK接DSP2407的第35引脚IOPC4，第12引脚CSN接DSP2407的第33引脚IOPC5。 

本实用新型具有以下优点和积极效果： 

1)它具有硬件电路简单、控制精度高、运行灵活、抗干扰能力强和高性能价格比的特点； 

2)系统升级容易，扩展性和可维护性良好，实现了上位机和小车运动控制系统之间双向无线通信，保证了足球机器人通信的适时性要求。 

附图说明

图1是足球机器人系统构成结构图。 

图2是本实用新型的足球机器人装置的小车运动控制子系统结构图。 

图3是本实用新型的足球机器人装置的驱动步进电机原理图。 

图4是本实用新型的足球机器人装置的DSP2407芯片SPI串口与2号PTR8000连接图。 

图5是本实用新型的足球机器人装置的单片机W77E58与PTR8000连接电路图。 

具体实施方式

下面以具体实施例结合附图对本实用新型作进一步说明： 

足球机器人系统通常包括小车运动控制子系统、视觉子系统、无线通信子系统、决策子系统，参见图1所示，其中，上述小车运动控制子系统、视觉子系统、无线通信子系统、决策子系统依次连接。 

本实用新型提出的是基于DSP2407微处理器控制的足球机器人装置，其中的小车运动控制子系统采用DSP2407芯片作为微处理器，小车运动控制子系统的结构如图2所示，利用DSP2407事件管理器(EVA，EVB)中的定时器中断，形成步进电机控制所需的步进脉冲，EVA通过定时器1，EVB通过定时器3分别输出2路步进脉冲信号，经集成芯片UCN5804B进行功率放大后，驱动四相步进电机运动。 

小车运动控制子系统中的具体电路连接关系为，定时器1、第一驱动器、1号电机、第一光电编码器依次电连接，第一光电编码器与正交编码电路连接，定时器3、第二驱动器、2号电机、第二光电编码器依次电连接，第二光电编码器与正交编码电路连接；电源与系统连接， 无线通信模块与串行外设接口连接。 

上述的光电编码器用于检测步进电机的转速和方向，检测信息反馈到DSP2407的正交编码脉冲电路，通过检测到的脉冲信息与给定的脉冲数进行比较，分析电机是否出现堵转、失步等故障，以便采取相应的控制策略。 

图3所示为驱动步进电机原理图，集成芯片UCN5804B用于四相步进电机的单极性驱动，内部集成有驱动电路、脉冲分配器和过热保护电路，它可以选择工作在单四拍、双四拍和八拍方式，芯片的各引脚功能为：4、5、12、13脚为接地引脚；1，3，6，8脚为输出引脚，14脚控制电动机的转向，其中低电平为正转，高电平为反转；11脚为步进脉冲的输入端；9，10脚决定工作方式，每两相绕组共用一个限流电阻。 

DSP2407产生驱动步进电机的PWM波工作过程为：事件管理器EVB的定时器3周期中断，产生电机控制所需的PWM波，每个事件管理器中设置了两个通用定时器，可为三个全比较单元及相关PWM电路产生比较PWM输出，通过在控制寄存器TxCON中设置状态位，选择连续增/减计数模式，编程产生具有6个独立的PWM信号输出。 

图4给出了2号无线通信芯片PTR8000与DSP2407微处理器的SPI同步串行接口电路，实现小车运动控制子系统与上位机之间双向无线通信。 

所述2号无线通信芯片PTR8000的第2引脚TXEN接DSP2407的第25引脚IOPA0，第3引脚TRX_CE接DSP2407的第26引脚IOPA1，第4引脚PWR接DSP2407的第23引脚IOPA2，第6引脚CD接DSP2407的第83引脚IOPA3，第7引脚AM接DSP2407的第79引脚IOPA4，第8引脚DR接DSP2407的第75引脚IOPA5，第9引脚MISO接DSP2407的第30引脚SPI_MISO，第10引脚MOSI接DSP2407的第32引脚SPI_MISI，第11引脚SCK接DSP2407的第35引脚IOPC4，第12引脚CSN接DSP2407的第33引脚IOPC5。 

图5利用单片机W77E58两个增强型串口，使用串口0经过RS-232与PC机通信，串口1与1号无线通信模块PTR8000连接，负责将数据传输到下位机接收端。 

所述1号无线通信芯片PTR8000的第11引脚SCK接单片机W77E58的第1引脚T2，第12引脚CSN接单片机W77E58的第2引脚T2EX，第9引脚MISO接单片机W77E58的第3引脚RXD1，第10引脚MOSI接单片机W77E58的第4引脚TXD1，第8引脚DR接单片机W77E58的第5引脚INT2，第7引脚AM接单片机W77E58的第6引脚INT3，第6引脚CD接单片机W77E58的第7引脚INT4。 

Claims (5)

1.一种基于DSP2407微处理器控制的足球机器人装置，其特征在于，包括：

小车运动控制子系统、视觉子系统、无线通信子系统、决策子系统，所述小车运动控制子系统、视觉子系统、无线通信子系统、决策子系统依次电连接，其中小车运动控制子系统采用DSP2407芯片作为微处理器；

所述DSP2407事件管理器中设置有两个通用定时器，第一定时器、第一驱动器、1号电机、第一光电编码器依次电连接，所述第一光电编码器与正交编码电路连接；

第二定时器、第二驱动器、2号电机、第二光电编码器依次电连接，第二光电编码器与正交编码电路连接。

2.根据权利要求1所述的基于DSP2407微处理器控制的足球机器人装置，其特征在于：

所述第一驱动器、第二驱动器采用集成芯片UCN5804B构成。

3.根据权利要求1或2所述的基于DSP2407微处理器控制的足球机器人装置，其特征在于：

所述无线通信子系统中，采用单片机W77E58的两个增强型串口，其中串口0经过RS-232与PC机通信，串口1与1号无线通信模块PTR8000连接，负责将数据传输到下位机接收端；

2号无线通信芯片PTR8000通过DSP2407微处理器的SPI高速同步串行接口，实现小车运动控制子系统与上位机之间双向无线通信。

4.根据权利要求3所述的基于DSP2407微处理器控制的足球机器人装置，其特征在于：

所述1号无线通信芯片PTR8000的第11引脚SCK接单片机W77E58的第1引脚T2，第12引脚CSN接单片机W77E58的第2引脚T2EX，第9引脚MISO接单片机W77E58的第3引脚RXD1，第10引脚MOSI接单片机W77E58的第4引脚TXD1，第8引脚DR接单片机W77E58的第5引脚INT2，第7引脚AM接单片机W77E58的第6引脚INT3，第6引脚CD接单片机W77E58的第7引脚INT4。

5.根据权利要求3所述的基于DSP2407微处理器控制的足球机器人装置，其特征在于：

所述2号无线通信芯片PTR8000的第2引脚TXEN接DSP2407的第25引脚IOPA0，第3引脚TRX_CE接DSP2407的第26引脚IOPA1，第4引脚PWR接DSP2407的第23引脚IOPA2，第6引脚CD接DSP2407的第83引脚IOPA3，第7引脚AM接DSP2407的第79引脚IOPA4，第8引脚DR接DSP2407的第75引脚IOPA5，第9引脚MISO接DSP2407的第30引脚SPI_MISO，第10引脚MOSI接DSP2407的第32引脚SPI_MISI，第11引脚SCK接DSP2407的第35引脚IOPC4，第12引脚CSN接DSP2407的第33引脚IOPC5。 

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