您的位置：2．1 核心控制器设计
目前，机器人核心控制器多选用单片机。笔者考虑到单片机指令周期长、可用资源少，难以满足机器人实时控制的要求，在综合性价比、开发周期等因素后，核心控制器选用T1公司的电机数字控制专用DSP——TMS320F240(以下简称 ’F240)。它具有运动控制非常有效的事件管理器，其中包括12路比较／PWM通道，可以非常方便地控制直流电机转速；利用其片内的3个可以工作于6种模式的16位通用定时器，可以完成机器人绝大部分动作的控制；16个10位A／D转换器可以方便地读取模拟信号。由于机器人指引线检测模块返回信号可看作反馈信号，因此机器人驱动电机选用步进电机。通过设置′F240定时器，利用I／O端口输出设定脉冲信号，该信号经步进电机驱动电路使步进电机行进设定距离。具体实现在软件设计部分介绍。′F240的其他片内I／O、PWM端口、A／D都引出输入输出线，方便扩展功能的实现。
从′F240的特点可以看出，′F240可用于实现复杂控制算法和进行复杂的机器人动作控制。然而根据车体设计方案，需要在车体上安装20个光电检测传感器，占用控制器的20个I／O端口。这样，′F240可用于扩展功能的I／O端口大大减少。机器人在比赛中会有比较剧烈的撞击．如设计各种功能数字电路会严重降低控制板的可靠性。此处选用Altem公司的EPM7128作为核心处理器的扩展、模糊控制的输入。为满足DSP与CPLD之间的协同处理，′ F240与EPM7128可采用如图2所示的电路连接。′F240的16根数据线和A12～A15共4根地址线连到EPM7128，通过选择信号、写信号和读信号完成对EPM7128的读写操作。EPM7128的I／O端口主要在MAX+PlusⅡ编程环境下通过软件和硬件管脚设置实现。这种DSP+ CPLD的结构可以在充分扩展系统功能的同时，使DSP更能发挥其运算功能强大的特点。
稳压电路主要由LM7805芯片组成；信号输入电路由微动开关经反相器71HCl4后再送往DSP，微动开关输入电路有去耦电路，输出信号加上拉电阻；显示模块采用MAX7219芯片驱动，八位LED数码管，每个LED对应三个I／O端口。
2．2 光电检谢模块
光电检测模块的功能是将指引线准确地检测出来。此处主要借助反射式光藕TCRT5000。这是一种自带发光二极管和光敏三极管的器件，其集电极电流如与反射距离d之间有图3所示关系。
TCRT5000的应用电路见如4所示。当检测到绿色地面时，由于反射率不高，IC1太小，三极管T2截止而输出高电平。当检测到白色地面时，由于反射率较高，IC1较大，三极管T2饱和而输出低电平，从而实现了白线的检测。555构成了施密特触发器，用于去除反射性光耦产生的噪声和波形的整形。
2.3 动作电机控制电路
在机器人寻线行走过程中，需要完成规定的动作。这些动作的完成不需要控制相应动作电机的转速，本文直接利用I/O输出控制信号驱动固态继电器进而使直流电机动作。固态继电器选用松下电器公司双刀双掷(DPDT)型，型号为DS2Y-S-DC5V。尽管此继电器控制电压为5V，可与TrL的逻辑电平相兼容，但一般TTL芯片的输出电流还达不到其输入电流40mA。集电极开路的门电路(Open Collector Gate，简称OC门)可增大输出电流，并且继电器两控制端的输入电阻刚好可以作为OC门电路输出需要的上拉电阻。具体选用具有OC门结构的芯片 ULN2003，它是由7个NPN达林顿管组成的高电压、高电流达林顿驱动器。因为每个DS2Y-S-DC5V提供两组常开端口，因此如果在两组端口的 N．0，端口上分别连上电机电源的正极和地。则可以用两个继电器实现电机的正反转。由于继电器在切换电压时，继电器线圈会产生大的反电动势，需要在继电器切换电压的两端加续流二极管，以消除切换时的电火花，避免出现大的浪涌电流，减少继电器产生的电磁干扰。