【正文】 PE4PE5PE6PE7PA[0..15]PA[0..15]PB[0..15]PB[0..15]PC[0..15]PC[0..15]PD[0..15]PD[0..15]PE[0..15]PE[0..15]VbatVREF+VREFC7710nFTP11VREF321JP11+3V3TP12GNDTP13GNDTP14GNDTP15GNDOSC_IN12OSC_OUT13NRST14PA0WKUP/USART2_CTS/ ADC_IN0/TIM2_CH1_ETR23PA1/USART2_RTS/ADC_IN1 / TIM2_CH224PA2/USART2_TX/ADC_IN2/ TIM2_CH325PA3/USART2_RX/ADC_IN3/ TIM2_CH426PA4/SPI1_NSS/ USART2_CK/ADC_IN429PA5/SPI1_SCK/ADC_IN530PA6/SPI1_MISO/ADC_IN6/ TIM3_CH131PA7/SPI1_MOSI/ADC_IN7/ TIM3_CH232PB0/ADC_IN8/TIM3_CH335PB1/ADC_IN9/TIM3_CH436PB2 / BOOT137PB10/I2C2_SCL/ USART3_TX47PB11/I2C2_SDA / USART3_RX48PB12/SPI2_NSS / I2C2_SMBAl/ USART3_CK / TIM1_BKIN51PB13/SPI2_SCK / USART3_CTS / TIM1_CH1N52PB14/SPI2_MISO / USART3_RTS / TIM1_CH2N53PB15/SPI2_MOSI TIM1_CH3N54PA8/USART1_CK/ TIM1_CH1/MCO67PA9/USART1_TX/ TIM1_CH268PA10/USART1_RX/ TIM1_CH369PA11 / USART1_CTS/ CANRX / USBDM (2)/ TIM1_CH470PA12 / USART1_RTS/ CANTX / USBDP (2)/ TIM1_ETR71PA13/JTMSSWDAT72Not connected73PA14/JTCKSWCLK76PA15/JTDI77PB3/JTDO89PB4/JTRST90PB5/I2C1_SMBAl91PB6/I2C1_SCL/ TIM4_CH192PB7/I2C1_SDA/ TIM4_CH293BOOT094PB8/TIM4_CH395PB9/TIM4_CH496PE21PE32PE43PE54PE65PC13ANTI_TAMP7PC14OSC32_IN8PC15OSC32_OUT9PC0/ADC_IN1015PC1/ADC_IN1116PC2/ADC_IN1217PC3/ADC_IN1318PC4/ADC_IN1433PC5/ADC_IN1534PE738PE839PE940PE1041PE1142PE1243PE1344PE1445PE1546PD855PD956PD1057PD1158PD1259PD1360PD1461PD1562PC663PC764PC865PC966PC1078PC1179PC1280PD081PD182PD2/TIM3_ETR83PD384PD485PD586PD687PD788PE0/TIM4_ETR97PE198U1ASTM32F103VBH6VSS_510VSSA19VREF20VREF+21VDDA22VSS_427VSS_149VSS_274VSS_399VBAT6VDD_511VDD_428VDD_150VDD_275VDD_3100U1BSTM32F103VBH6 圖 10 STM32 最小系統(tǒng) STM32 Minimum System 12 通信模塊 通信方式的選 擇 ：由于串行通信方式具有使用線路少，成本低，特別是在遠(yuǎn)程傳輸時，避免了并行通信中多條線路的特性不一致，因而被廣泛的采用。由 6 腳和 4 只電容構(gòu)成。 15 腳 DNG、 16 腳 VCC（ +5v）。來自增量式光電編碼盤的位置信號 A， B 經(jīng) LM629 四倍頻，提高分辨率。假設(shè)編碼器為 500線， 要求加速度為 0． 1 r／ s 、最大速度為 0． 2 r／ s、完成轉(zhuǎn)兩圈的位置控制。 折合成 16 進(jìn)制數(shù)： A= 65536=≈ 15=0x0000000F。數(shù)字 PID 控制器采用增量式 PID 控制算法，所需的 KP、 KI、 KD數(shù)據(jù)由 atmega32 單片機(jī)提供。 LM629 控制字 Atmega32L 通過寫一下指令來實現(xiàn)對 LM629 的控制。 （ 6） 外設(shè)特點(diǎn) （ 7） 兩個具有獨(dú)立預(yù)分頻器和比較器功能的 8 位定時器 / 計數(shù)器， 一個具有 20 預(yù)分頻器、比較功能和捕捉功能的 16 位定時器 / 計數(shù)器，具有獨(dú)立振蕩器的實時計數(shù)器 RTC， 四通道 PWM， 8 路 10 位 ADC， 8 個單端通道， TQFP 封裝的 7 個差分通道 2 個具有可編程增益（ 1x, 10x, 或 200x）的差分通道； 面向字節(jié)的兩線接口可編程的串行 USART ，可工作于主機(jī) / 從機(jī)模式的 SPI 串行接口，具有獨(dú)立片內(nèi)振蕩器的可編程看門狗定時器，片內(nèi)模擬比較器。 圖 19 18200 結(jié)構(gòu)方框圖 18200 with square machine system 18200 引腳定義 表 8 LMD18200 引腳號定義 Table 8 User Command Set of the LM629 引腳 號 名稱 功能描述 11 橋臂 1， 2 的自舉輸入電容連接端 在腳 1 與腳 腳 10 與腳 11 之間應(yīng)接入 10uF 的自舉電容 10 H 橋輸出端 3 方向輸入端 轉(zhuǎn)向時，輸出驅(qū)動電流方 向見表 1。該端與 3 腳（方向輸入）如何使用，決定于 PWM 信號類型。電流檢測輸出引腳 8可以接一個對地電阻，通過電阻來輸出過流情況。雙極性可逆系統(tǒng)雖然有低速運(yùn)行平穩(wěn)性的優(yōu)點(diǎn)，但也存在著電流波動大，功率損耗較大的缺點(diǎn)，尤其是必須增加死區(qū)來避免開關(guān)管直通的危險。本系統(tǒng)在引腳 l、 11 外接 103 的電 容形成第二個充電泵電路，外接電容越大，向開關(guān) 22 管柵極輸入的電容充電速度越快，電壓上升的時間越短，工作頻率可以更高。腳 4 置邏輯高電平、腳 5 置邏輯低電平時， H 橋中所有晶體管關(guān)斷，此時，每個輸出端只有很小的偏流（ ）。 LMD18200 廣泛應(yīng)用于打印機(jī)、機(jī)器人和各種自動化控制領(lǐng)域。 （ 3） 非易失性程序和數(shù)據(jù)存儲器 32K 字節(jié)的系統(tǒng)內(nèi)可編程 Flash 擦寫壽命 : 10,000 次具有獨(dú)立鎖定位的可選 Boot 代碼區(qū)通過片上 Boot 程序?qū)崿F(xiàn)系統(tǒng)內(nèi)編程真正的同時讀寫操作 1024 字節(jié)的 EEPROM 擦寫壽命 : 100,000 次， 2K 字節(jié)片內(nèi)SRAM，可以對鎖定位進(jìn)行編程以實現(xiàn)用戶程序的加密。通過判斷中斷的類型，可以更好的 LM629 進(jìn)行相應(yīng)的操作。位置數(shù)據(jù)是 30位有符號數(shù)。 折合成 16進(jìn)制數(shù)： V= 65536=≈ 89391=0x004432EF。如果速度有擾動， LM629 可使其平均速度恒定不變。 LM629是 NMOS結(jié)構(gòu)，采用 28引腳雙 列直插式封裝（見圖 2），使用 6MHz或者 8MHz和 5V電源工作。 TTL/CMOS 數(shù)據(jù)從 T1IN、 T2IN 輸入轉(zhuǎn)換成 RS232 數(shù)據(jù)從 T1OUT、 T2OUT 輸出 ；DP9 插頭的 RS232 數(shù)據(jù)從 R1IN、 R2IN 輸入轉(zhuǎn)換成 TTL/CMOS 數(shù)據(jù)后從 R1OUT、R2OUT 輸出。 MAX232芯片的作用是將單片機(jī)輸出的 TTL電平轉(zhuǎn)換成 PC 機(jī)能接收的 232 電平或?qū)?PC 機(jī)輸出的 232 電平轉(zhuǎn) 換成單片機(jī)能接收的 TTL 電平。因為 STM32 內(nèi)部包含 128KB 的 FLASH 以及 32KB 的 SRAM，滿足設(shè)計需要，所以不再進(jìn)行存儲器擴(kuò)展。該處理器采用 ARMv7M 架構(gòu)。共同構(gòu)成中央處理單元從而具有并行處理的能力。其次， AVR 單片機(jī)高性能、低功耗，且其快速的存取寄存器組、單周期指令系統(tǒng)，很大程度上優(yōu)化了目標(biāo)代碼所占用的存儲空間，也在一定程度下提高了程序的執(zhí)行效率，部分型號 FLASH 非常大，特別適用于使用高級語言進(jìn)行開發(fā)。從而得到相關(guān)的最優(yōu)輸出操作，通過輸出 PWM（ Pulse Width Modulation，脈寬調(diào)制）波的方式 向單片機(jī)模塊發(fā)命令 ， 單 片機(jī)模塊再通過串口通信控制 LM629 模塊從而控制電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)。 所以 這需要我們想辦法使升降機(jī)構(gòu)抬起一 定高度時機(jī)械鎖死 并關(guān)閉電機(jī) 。這個輪系結(jié)構(gòu)當(dāng)中，當(dāng)左右后輪電機(jī)轉(zhuǎn)速不同時，帶 動不同的左右后兩輪的轉(zhuǎn)速，而前輪只是起支撐作用，從而實現(xiàn)校手動機(jī)器人的轉(zhuǎn)彎，電機(jī)與驅(qū)動輪之間我們采用鏈條傳動方式。 4)機(jī)器人應(yīng)具有高智能。 本次機(jī)器人設(shè)計原則 對于此次比賽的機(jī)器人來說，主要考驗的是機(jī) 器人的行走路線、機(jī)器人運(yùn)行的穩(wěn)定性、快速性、準(zhǔn)確性以及可操作性。根據(jù)關(guān)節(jié)配置型式和運(yùn)動坐標(biāo)形式的不同，機(jī)器人執(zhí)行機(jī)構(gòu)可分為直角坐標(biāo)式、圓柱坐標(biāo)式、 極坐標(biāo)式和關(guān)節(jié)坐標(biāo)式等類型。首先，手動機(jī)器人從硬幣架上拿起硬幣投到硬幣箱中。 PID algorithm。而本次設(shè)計的手動機(jī)器人是一臺自動化程度較高、控制精確靈活的 機(jī)器人，這臺手動機(jī)器人由行走模塊、主控模塊和機(jī)械手臂等組成。 湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)東方科技學(xué)院 全日制普通本科生畢業(yè)設(shè)計 手動機(jī)器人自控系統(tǒng)設(shè)計 THE DESIGN OF MANUAL HANDLING ROBOT IN AUTONOMOUS SYSTEM 學(xué)生姓名 ： 謝雨帆 學(xué) 號： 20xx41914423 年級專業(yè)及班級： 20xx級機(jī)械設(shè)計制造及其 自動化 (4)班 指導(dǎo)老師及職稱： 康江 副教授 學(xué) 院： 理工學(xué)部 湖南 本人作為湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)參賽代表之一，參加了 20xx年亞太大學(xué)生機(jī)器人大賽的各項活動，參與了機(jī)器人的設(shè)計和制作整個過程，在創(chuàng)新設(shè)計能力、動手能力和培養(yǎng)團(tuán)隊合作精神等方面都得到了很大提高。 munication。 規(guī)則簡述 每只參賽隊伍要求有三臺機(jī)器人 :一臺手動機(jī)器人，一臺自動機(jī)器人和一臺收集機(jī)器人。 執(zhí)行機(jī)構(gòu)即機(jī)器人本體，其臂部一般采用空間開鏈連桿機(jī)構(gòu)，其中的運(yùn)動副（轉(zhuǎn)動副或移動副）常稱為關(guān)節(jié)，關(guān)節(jié)個數(shù)通常即為機(jī)器人的 自由度數(shù) 。另一 種是分散式控制，即采用多臺 微機(jī) 來分擔(dān)機(jī)器人的控制，如當(dāng)采用上、 5 下兩級微機(jī)共同完成機(jī)器人的控制時， 主機(jī) 常用于負(fù)責(zé)系統(tǒng)的管理、通訊、運(yùn)動學(xué)和動力學(xué)計算，并向下級微機(jī)發(fā)送指令信息；作為下級從機(jī)，各關(guān)節(jié)分別對應(yīng)一個 CPU，進(jìn)行插補(bǔ)運(yùn)算和 伺服控制 處理，實現(xiàn)給定的運(yùn)動，并向主機(jī)反饋信息。才能在競爭激烈，賽況瞬息萬變的比賽中獲得勝利。底盤采用后驅(qū)形式，兩后輪單獨(dú)用電機(jī)驅(qū)動，兩前輪采用萬向輪結(jié)構(gòu)。 在 帶有較大負(fù)載 下 電機(jī)處于鎖死狀態(tài)是 非常容易燒毀電機(jī)。 然后按照通信協(xié)議，接口協(xié)議等要求和其他模塊進(jìn)行信息交換， 由中央處理模塊根據(jù)軟件設(shè)計中的流程圖和所設(shè)計的算法，對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析與處理。 AVR 單片機(jī)是高速 嵌入式單片機(jī) ，數(shù)據(jù)處理速度快、中斷響應(yīng)迅速。這與機(jī)器人的設(shè)計要求不符故采用 2 塊 STM32 芯片做分級系統(tǒng)。 CortexM3 是一款低功耗處理器，具有門數(shù)目少，中斷延遲短，調(diào)試成本低的特點(diǎn)，是為要求有快速中斷響應(yīng)能力的深度嵌入式應(yīng)用而設(shè)計 的。 圖 8 STM32 外形 The STM32 shape Figure 11