基于單頻電磁制導(dǎo)方式的AGV小車

作者：時(shí)間：2011-06-05 來源：網(wǎng)絡(luò)

加入技術(shù)交流群
- 掃碼加入
  和技術(shù)大咖面對(duì)面交流
  海量資料庫查詢

2.3 非接觸式讀卡器

該讀卡器的接口協(xié)議和電氣特性與PS/2鍵盤是一致的，所以完全可以將該讀卡器當(dāng)作一個(gè)PS/2鍵盤來處理。

具有5腳連接器的鍵盤稱為ＡＴ鍵盤，而具有6腳mini-DIN連接器的鍵盤則稱為PS/2鍵盤。但實(shí)際上這兩種連接器都只有4個(gè)腳有意義，分別是時(shí)鐘腳(Clock)、數(shù)據(jù)腳(Data)、電源腳(+5 V)和電源地(Ground)。在PS/2鍵盤與PC機(jī)的物理連接上只要保證這4根線一一對(duì)應(yīng)就可以了。PS/2鍵盤由PC機(jī)的PS/2端口提供+5 V電源，時(shí)鐘腳Clock和數(shù)據(jù)腳Data都是集電極開路的，所以必須接大阻值的上拉電阻，平時(shí)這兩個(gè)腳均保持高電平，有輸出時(shí)才被拉到低電平，之后自動(dòng)上浮到高電平。圖6的單片機(jī)是帶有上接電阻的，所以PS/2可以與MCU直接連接。

2.4 小車控制核心MCU

MCU用一片AT89S51單片機(jī)來實(shí)現(xiàn)，51系列單片機(jī)其價(jià)格便宜、功能強(qiáng)大、且易學(xué)易用，唯一不足的是容易受到外界脈沖信號(hào)的干擾。但可以采用如下方式來消除脈沖信號(hào)的干擾：(1) 硬件處理。首先要注重電源設(shè)計(jì)，電源要穩(wěn)定可靠；其次是在單片機(jī)的電源引腳與地引腳之間加去耦電容，兩個(gè)不同的電源電路連接用光電耦合隔開等。(2)軟件處理?？刹捎弥噶钊哂嗉夹g(shù)、攔截技術(shù)、軟件看門狗等處理技術(shù)，使程序能夠自動(dòng)回到正常位置執(zhí)行程序。

MCU引腳鏈接如圖7所示，因?yàn)橛?jì)算定時(shí)器初始值比較容易，MCU的時(shí)鐘信號(hào)是用一只12 MHz晶振提供。C_MOTOR1、C_MOTOR2是電機(jī)控制信號(hào)輸出端，single1~single3是電磁信號(hào)經(jīng)過處理后的輸入端，P0中即D0~D7是LED數(shù)碼管顯示的數(shù)據(jù)端，K0、K1是鍵盤接口。IO口可用作以后系統(tǒng)擴(kuò)展時(shí)用。這樣MCU既滿足了當(dāng)前系統(tǒng)的要求，也為以后的擴(kuò)展升級(jí)留有空間。

3 軟件設(shè)計(jì)

軟件設(shè)計(jì)分為初始化模塊、讀卡器讀卡模塊、位置計(jì)算模塊、小車行走模塊(內(nèi)含故障處理機(jī)制)。其程序流程如圖8所示。

各模塊基于結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)的思想，為了保證得到結(jié)構(gòu)化的程序，可采用以下方法：自頂向下、逐步細(xì)化、模塊化設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)化編程。在軟件設(shè)計(jì)中選用了通用性比較強(qiáng)的C語言作為系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)程序的編寫語言。

當(dāng)從設(shè)備(PS/2)向主設(shè)備(MCU)發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，首先檢查時(shí)鐘線，以確認(rèn)時(shí)鐘線是否為高電平，如果是高電平，從設(shè)備就可以開始傳輸數(shù)據(jù)；反之，從設(shè)備要等待獲得總線的控制權(quán)，才能開始傳輸數(shù)據(jù)。傳輸?shù)拿恳粠?1 bit組成，發(fā)送時(shí)序及每一位的含義如圖9所示。

在PS/2通信過程中，MCU在時(shí)鐘信號(hào)為低時(shí)發(fā)送和接收數(shù)據(jù)信號(hào)。因?yàn)镸CU向鍵盤發(fā)送的是指令，需要鍵盤回應(yīng)，所以這部分程序采用查詢方式I。而MCU接收鍵盤數(shù)據(jù)時(shí)，數(shù)據(jù)線上的信號(hào)在時(shí)鐘為低時(shí)已經(jīng)穩(wěn)定，所以這部分程序采用中斷方式，且不需要在程序中加入延時(shí)程序。

4 測(cè)試結(jié)果

雖然電磁信號(hào)接收處理部分能夠接收并處理信號(hào)發(fā)生器所產(chǎn)生的磁場(chǎng)信號(hào)，但是頻率調(diào)節(jié)的效果并不理想。因此將信號(hào)發(fā)生器做成頻率可調(diào)的，以便于信號(hào)發(fā)生器與電磁信號(hào)接收處理部分握手，以及達(dá)到在演示時(shí)能體現(xiàn)出電路的選頻特性。

用示波器觀察信號(hào)發(fā)生器的其輸出波形發(fā)現(xiàn)，輸出波形并不是很完好，有很多諧波在里面，如圖10所示。由于這些諧波存在，使得該波形的帶寬BW比較寬，不能很好地體現(xiàn)出電路的選頻作用。這是因?yàn)槿龢O管開關(guān)速度及電路焊接的問題。

電磁信號(hào)接收轉(zhuǎn)換電路存在的問題：(1)不能很好地轉(zhuǎn)過所有彎道。其主要原因是探頭安裝不能完全避免所有死角。實(shí)驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)，小于等于90°的角很難轉(zhuǎn)過去，而大于90°的角特別是圓弧卻很容易轉(zhuǎn)過去。而在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，可以人為地將引導(dǎo)線布成銳角來解決這一問題。(2)BW比較寬，