【文章內容簡介】 708，提高了系統的可靠性。 ARM系統復位電路原理圖74HC125為總線驅動器，可控三態(tài)門輸出。當復位鍵按下后，MAX708的∕RESET引腳輸出低電平，打開74HC125三態(tài)門，低電平出現在LPC2119的∕RST和TRST引腳，系統復位。當使用JTAG調試時，往往需要用JTAG復位系統，此時由JTAG產生的復位信號同樣使∕RST和TRST變?yōu)榈碗娖?；而此時MAX708沒有復位，∕RESET引腳輸出高電平，74HC125為高阻狀態(tài)，將其兩端的高低電平隔離。當不需要JTAG調試時，74HXC125是不需要的。注意，MAX708是工作電壓是5V，所以在應用中加入了小的保護電阻R21。3）系統時鐘采用外部時鐘源，時鐘頻率為10~25MHz，本系統采用由于要進行串口通信。內部PLL電路可調整時鐘，CPU最大操作時鐘頻率為60MHz。一般在外部晶振兩端并聯1M歐姆的電阻，使系統更容易起振。4）JTAG調試電路JTAG調試電路注意，要LPC2119進行JTAG調試，,系統復位時，~ 復位后用作一個調試端口。 5）UART0電路，所以使用MAX3232進行RS232電平轉換，其應用方法與MAX3232完全一致。注意，要想使用ISP功能，必須使用UART0, UART1是沒有ISP功能的。 6）速度檢測電路LPC2119具有兩個32位的預分頻定時∕計數器，分別具有4∕3路捕獲通道、4個32位匹配寄存器。定時器是增量計數的，但上溢時不會產生中斷，而只能通過比較匹配或者捕獲輸入產生中斷。CAP：捕獲引腳。捕獲引腳的電壓跳變時，可將定時器值裝入一個捕獲寄存器，并可選擇產生一個中斷。IR：中斷寄存器。中斷寄存器IR保存捕獲中斷和匹配中斷的標志，判斷中斷源。CR：捕獲寄存器CR0～CR3，當輸入信號跳變時，可取得定時器的瞬時值。每個捕獲寄存器CR都與一個器件引腳相連。當引腳發(fā)生特定的事件時，可將定時器計數值裝入該寄存器CR。CCR：捕獲控制寄存器。決定捕獲功能是否使能，以及捕獲事件在引腳的上升沿、下降沿或是雙邊沿發(fā)生。當發(fā)生捕獲事件時，捕獲控制寄存器CCR用于控制將定時器計數值裝入4個捕獲寄存器中的哪一個以及是否產生中斷，可設置上升沿和下降沿同時有效，這樣會在雙邊沿觸發(fā)捕獲事件。MR：匹配寄存器。匹配寄存器值連續(xù)與定時器計數值比較，當兩個值相等時，自動觸發(fā)相應動作。這些動作包括產生中斷，復位定時器計數器或停止定時器。MCR：匹配控制寄存器。用于控制在發(fā)生匹配時所執(zhí)行的操作。利用捕獲單元測量一個脈沖所用的時間，就可以實現測速功能。電機軸上的編碼器產生正交編碼脈沖，正交編碼脈沖包括兩個脈沖序列，有變化的頻率和四分之一周期的固定相位偏移，通過檢測兩個序列中哪一個序列領先，就可以測出電機的轉向，速度可以通過捕獲脈沖測出。7）其他的注意事項P0口是一個32位雙向I∕O,每位的方向可單獨控制。P0口的功能取決于管腳連接模塊的管腳功能選擇。P0口的26和31腳未用。除用作A∕D輸入的管腳（,）外，所有P0管腳最大可承受5V的電壓。如果未使用A∕D轉換器，A∕D輸入可用作可承受5V電壓的數字I∕O口。P1口是一個32位雙向I∕O口，每位的方向可單獨控制。P1口的功能取決于管腳連接模塊的管腳功能選擇。P1口只有16～31號引腳可用。P1是內置有上拉電阻最大可承受5V電壓的I∕O口，用作輸入口時可通過上拉電阻將輸入電平置高。系統復位時。所以在應用中，進行ISP操作時。，～。我們使用的仿真器都沒有同步跟蹤功能，所以這個功能是用不到的。在應用LPC2119的捕獲通道進行點擊轉速的捕獲和判斷點擊轉向時，從光電碼盤出來的信號是5V的，所以須串入一個小電阻，提高系統的可靠性（雖然PHILPS的芯片號稱I∕O引腳可以耐5V電壓，建議不要直接相連）。在LPC2119中，、數字地和模擬地。它們的電壓相同，但為了降低噪聲和出錯幾率，兩者應當隔離。（三） 直流電機驅動電路設計【37】 1）移動機器人行駛的動力學分析當移動機器人在水平方向上做直線運動時，如已知作用于移動機器人行駛方向的外力，即行駛阻力，根據力的平衡關系，就可以建立移動平臺行駛時的動力學方程，確定移動平臺需要的驅動力。同樣，根據移動平臺的動力性能要求，就可以求出驅動電機所需要的最大輸出轉矩。小車行駛時，其驅動力一定要克服行駛阻力，其行動力學程式為： ∑Fu =∑Fk （21）式中：Fu——電機驅動力，N Fk——移動平臺行駛時的阻力，N 移動機器人的驅動電機所輸出的轉矩，經傳動系統傳至驅動輪。作用在驅動輪上的轉矩T1 使車輪對地面產生一個向后的圓周力F1 ，根據作用力和反作用力原理，地面對驅動輪產生一個向前的反作用力Ft ，推動移動機器人前進。其值為： F1= = （22）式中：Te—為驅動電機的輸出轉矩，Nmi—為傳動系統的減速比， 1—為傳動系統的效率， 1r —為平臺驅動輪的半徑， m輪子的半徑是已知常數，由公式（22）可知，移動平臺的驅動力取決于驅動電機的輸出轉矩、傳動系統的減速比、傳動系統的效率。移動平臺行駛過程中，需要不斷克服行駛過程中的各種阻力。它們分別是來自地面的滾動阻力Ff，來自空氣的空氣阻力Fw，上坡時的坡度阻力Fi，加速時的加速阻力Fj，機器人行駛的總阻力為: ∑F=Ff+Fw+Fi+Fj （23）上述諸阻力中，滾動阻力和空氣阻力是在任何行駛條件下均存在的，坡度阻力和加速阻力僅在一定行駛條件下存在，在水平道路上勻速行駛時就沒有坡度阻力和加速阻力。滾動阻力是車輪在地面上滾動所引起的阻力的總稱。車輪在路面上滾動時，輪胎與路面的接觸區(qū)域產生法向、切向的相互作用力并使輪胎和路面產生相應的變形，同時還有輪胎與路面間的摩擦，從而形成了機器人行駛的滾動阻力。比較而言，輪胎與路面的摩擦損失是很小的，滾動阻力主要是由于輪胎變形和路面變形產生的。實驗表明，車輪滾動時的滾動阻力等于滾動摩擦系數f與車輪負荷G的乘積，即： Ff=fGcosα （24）滾動阻力系數f的數值由試驗確定。它與路面的種類、行駛車速以及輪胎的結構、材料、氣壓等有關；α為路面的坡度。空氣阻力是機器人在直線行駛時受到的空氣作用力在行駛方向上的分力。機器人行駛時與空氣發(fā)生相對運動，并在機器人周圍形成渦流，致使機器人前后產生大氣壓力差，同時空氣與機器人表面的摩擦也產生能量損失。兩者的作用方向與機器人行駛方向相反，阻礙機器人運行?？諝庾枇εc機器人尺寸，表面形狀,行駛速度有關。由于空氣阻力的計算涉及到空氣動力學原理，計算相對復雜。由于我們的運動機械手系統主要的應用環(huán)境為水平面，所以忽略上坡阻力，為了簡化計算也忽略了加速阻力。所以有 ∑Fu=Ff+Fw （25）2）驅動電機輸出轉矩的計算在移動平臺行駛之前，要給它配重，調節(jié)移動平臺的重心，使得驅動輪上的驅動力大致相等。當移動平臺在水面做勻速直線運動時，由公式（21）、（22）和（25）得到： T11=T12=(Ff+Fw)r (26)式中：T11—左電機轉速器輸出的驅動轉矩， Nm T12—右電機轉速器輸出的驅動轉矩， Nm由于風阻力的不便計算，所以采用把風阻力用系數β折算到摩擦阻力的辦法，簡化后的公式（26）變?yōu)椋? T11=T12=Ffr （27）在勻速直線運動中，風的阻力很小，取β=；G是移動機械手系統的重量490N。實驗測得f=。代入公式（27）得到： T11=T12=3）電機的選擇與驗證經查閱大量資料，初步選定maxon公司生產的118798號直流伺服電機作為行駛驅動電機，其配套減速器的型號為203121號，減速比為53:1。其配套光電編碼器的型號為225785號。下面驗證初選的電機是否滿足要求。∕s，由減速器減速比和車輪半徑可以推導出電機的最高轉速應該不低于：6900rpm。所選電機的最高允許轉速為8200rpm，滿足系統的要求。用公式（22）把減速器的輸出轉矩換算成電機的輸出轉矩： T1=（TeMe）i0η （28） Te=Me (29)式中：Me—電機軸上的摩擦轉矩，Nm由前面的計算和電機資料可知以上的4個參數 T1= ， i0=111 ， Me= ， η=代入公式（29）得到： Te=查電機參數表得知，直流伺服電機的最大輸出轉矩城80mNm，與之相比較，可知直流電機期