基于MCU和CPLD的智能移动机器人控制系统

作者：李慧，李海霞，冯显英 日期：2009-08-18/span> 浏览：4016 查看PDF文档

基于MCU和CPLD的智能移动机器人控制系统

李慧，李海霞，冯显英
(山东大学 机械工程学院，山东 济南 250061)

摘要：针对移动机器人控制系统设计和开发要求的复杂性，从成本低、易开发、易调试和高集成性的角度出发，提出了一种基于微处理机控制单元（MCU）和复杂可编程逻辑器件（CPLD）的智能移动机器人控制系统设计。给出了自动避障、电机驱动控制、红外遥控等关键功能的设计实现方法，着重对基于CPLD的超声波检测模块、红外编码模块、壁障模糊控制器的设计等进行了详细的论述。同时，还给出了系统主程序和超声测距子程序软件设计流程。实践结果表明，该移动机器人控制系统可使硬件结构大大简化，并具有功能丰富、集成度高、性价比高等特点。
关键词：微处理机控制单元；复杂可编程逻辑器件；超声波检测；模糊控制器；自动避障
中图分类号：TP242.6文献标识码：A文章编号：1001-4551(2009)08-0100-04

Mobile robots control system based on MCU & CPLD
LI Hui, LI Haixia, FENG Xianying
(School of Mechanical Engineering, Shandong University, Jinan 250061, China)
Abstract: Aiming at the requirement complexity for mobile robot high integration, in order to realize the targets of lower lost, easy development and high integration etc., a new type of intelligent control system for mobile robot was developed. The key techniques of robots automatic avoidobstacle, motor driving control, infrared remote control etc. were introduced, especially for those of ultrasonic detection, infrared ray(IR) decode and obstacle avoiding fuzzy controller based on complex programmable logic device(CPLD). The main program and ultrasonic detection program flowcharts were also given out. The result of experiment shows that the control system for mobile robot with microprocess control unit(MCU) and CPLD can not only greatly simplify the hardware, but also has high integration, high intelligence, and high performanceprice ratio.
Key words: microprocess control unit(MCU); complex programmable logic device(CPLD); ultrasonic detection; fuzzy logic controller; automatic avoidobstacle
参考文献(References):
［1］郭薇，张云洲，薛定宇.基于Cygnal单片机的遥控机器人的控制系统设计［J］.机电工程，2007,24（8）：36-38.
［2］邬再新，李艳宏，刘涛.多移动机器人路径规划技术的研究现状与展望［J］.机械，2008，35（1）：1-3,16.
［3］陈华志，谢存禧.移动机器人避障模糊控制［J］.机床与液压，2004（11）：77-78.
［4］丁立军，华亮，陈峰.基于超声波的传感器与红外传感器的移动机器人感测系统研制［J］.南通大学学报：自然科学版,2008,7（2）：13-14.
［5］王红云.基于超声波测距的倒车雷达系统设计［J］.国外电子元器件,2008(8)：69-73.
［6］吴玉昌，胡荣强，王文娟.基于CPLD/FPGA的多功能分频器的设计与实现［J］.世界电子元器件，2007(3)：42-44.
［7］瞿金辉,周蓉生.超声波测距系统设计［J］.中国仪器仪表，2007(8)：43-45.
［8］王晓东，张炜，葛云峰.基于模糊控制的履带式行走机器人的实时控制［J］.机械工程师,2006(2)：71-72.
［9］闻新,周露,李东江,等.Matlab模糊逻辑工具箱的分析与应用［M］.北京：北京科技出版社，2001.