Разработка нижнего контура управления змееподобного робота
Дипломная работа - Компьютеры, программирование
Другие дипломы по предмету Компьютеры, программирование
тся как спадающий фронт стартового бита, после чего запускается последовательность обнаружения стартового бита. Если в первой выборке сигнала обнаружен нулевой отсчет, приемник обрабатывает 8, 9 и 10 выборки сигнала на выводе RXD. Если хотя бы две из трех выборок равны логической единице, стартовый бит считается шумом и приемник ждет следующего перехода из 1 в 0.
Если обнаружен стартовый бит, начинается обработка бит данных. Решение об уровне данных также производится по 8, 9 и 10 выборкам входного сигнала, уровень входного сигнала определяется по равенству двух выборок. После того как уровень данных определен, данные вдвигаются в сдвиговый регистр приемника.
Для определения стопового бита хотя бы две из трех выборок входного сигнала должны быть равны 1. Если это условие не выполняется, в регистре USR устанавливается флаг ошибки кадра FE. Перед чтением данных из регистра UDR пользователь должен проверять бит FE для обнаружения ошибок кадра.
Независимо от принятия правильного стопового бита по окончанию приема символа принятые данные переписываются в UDR и устанавливается флаг RXC в регистре USR. Физически регистр UDR состоит из двух отдельных регистров, один используется для передачи данных, другой - для приема. При чтении UDR происходит доступ к регистру приемника, при записи - к регистру передатчика. При обмене 9-битовыми данными 9-й бит принятых данных записывается в бит RXB8 регистра UCR.
Если при приеме символа из регистра UDR не был прочитан предыдущий символ, в регистре UCR устанавливается флаг переполнения - OR. Установка этого бита означает, что последний принятый байт данных не переписывается из сдвигового регистра в регистр UDR и будет потерян. Бит OR буферирован и обновляется при чтении правильных данных из UDR. Таким образом, пользователь всегда может проверить состояние OR после чтения UDR и обнаружить происшедшее переполнение.
При сбросе бита RXEN в регистре UCR прием данных запрещается. При этом вывод PD0 можно использовать для ввода / вывода общего назначения. При установке RXEN, приемник подключен к выводу PD0 независимо от состояния бита DDD0 в регистре DDRD.
.17 Генератор скорости передачи
Генератор скорости передачи этот делитель частоты, который генерирует скорости в соответствии с нижеприведенным выражением:= Fck / (16*(UBRR+1)) (здесь BAUD - скорость передачи (бод)), Fck - частота тактового генератора процессора, UBRR - содержимое регистра скорости передачи UART
.18 Характеристики по постоянному току
Основные характеристики приведены в Таблице 3.8=2.7тАж6.0V (если не указано иначе)
Таблица 3.8
ПараметрМин.Тип.Макс.Ед. изм.Входное напряжение '0'-0.50.3 VccВВходное напряжение '1' (кроме XTAL1 и RESET)0.6 VccVcc+0.5ВВходное напряжение '1' на XTAL1 и RESET0.7 VccVcc+0.5ВВыходное напряжение '0'(1) (Порты B и D)IIL=20mA, Vcc = 5V IIL=10mA, Vcc = 3V0.5ВВыходное напряжение '1' (Порты B и D)I0H=3mA, Vcc = 5V I0H=3mA, Vcc = 3VVcc-0.5ВВыходной ток (Порты B и D)Vcc=5V, V0H = 4.5V Vcc=3V, V0H = 2.7V10 5мАПоглощаемый ток (Порты B и D)Vcc=5V, VIL = 0.5V Vcc=3V, VIL = 0.3V20 10мАПотребляемый ток:Активный режим, 3V, 4 МГц3мАхолостой ход (idle mode), 3V, 4 МГц1мА
Примечания:
. В рабочем состоянии ток через выводы должен ограничиваться следующими условиями:
Максимальный ток через вывод - 20 мА (5V), 10 мА (3V)
Максимальный ток через все выводы - 80 мА
Создание макета платы управления.
Основываясь на данных характеристиках микроконтроллера, требованиях технического задания и физических размерах звена была разработана принципиальная схема платы управления.
На 1 контроллер была возложена задача управления 2 рульмашинками в зависимости от полученного задания без использования внешних датчиков обратной связи.
Схема управления была электрически развязана с сервоприводами при помощи оптронных развязок (на схеме обозначены VD1 и VD2). Управляющий сигнал приходил на разъём J3. Распайка его контактов соответствует разъёму DB9P для обеспечения функционирования последовательного интерфейса. Однако для обеспечения нормального функционирования микроконтроллера было необходимо использовать т.н. кренки (на схеме обозначены DА1 и DА2) которые преобразовывали уровни сигнала в допустимые в соответствии с документацией контроллера. Так же потребовалось создание отдельной платы преобразования и прошивки на которой разместилась микросхема отвечающая за кодирование сигнала и смены микропрограммы контроллера - MAX232, преобразование сигнала последовательного порта, разъём кроватка для быстрой смены контроллеров и разъём для перепрограммирования флэш памяти МК через параллельный интерфейс с необходимой обвязкой. Это потребовалось сделать из-за нехватки места на платах (Рисунок) расположенных на звеньях контроллера, с них в целях экономии места был убран разъём программирования, а сам контроллер крепился на плате в специальный разъём кроватку для удобства демонтажа.
В результате была создана распределённая МК сеть с топологией общей шины работающая по последовательному интерфейсу в соответствии со стандартом EIA RS-232-C, CCITT V.24 для связи с Верхним уровнем. Который был реализован в виде управляющей программы на ПК. Им решалась задача моделирования волнового движения, формирования задания которое должно быть реализовано исполнительной системой и отправкой его через последовательный порт на контроллеры. Все последующие операции: приём, декодирование и обработка посылки и формирование требуемого ШИМ выполнялись микроконтроллерами т.е. Нижним уровнем.
3.19 Реализация схемы управления змеевидным роботом ЗМЕЕЛОК