Разработка контроллера управления робототехнической системы

Курсовая работа

по схемотехнике

Тема

Разработка контроллера управления робототехнической системы

Исходные данные

1. Контроллер управления робототехнической системой (только цифровая часть системы).

2. Обрабатываемые команды: «Поднять кисть», «Опустить кисть», «Сжать кисть», «Разжать кисть», а также команды перемещения кисти в плоскости.

3. Коды команд управления роботом поступают в систему управления с внешнего носителя информации через ИРПР.

4. Элементная база - ТТЛ-совместимые микросхемы

5. Критерий проектирования – минимум затрат

Содержание расчетно-пояснительной записки:

1. Лист задания (критерии проектирования)

2. Аннотация – краткое содержание

3. Постановка задачи

4. Общая схема алгоритма описания закона функционирования

5. Выбор принципа структурной организации (состав, структура устройства)

6. Синтез функциональной и принципиальной электрических схем

7. Построение временных диаграмм

8. Оценка аппаратных затрат

9. Оценка потребляемой мощности

10. Список литературы

Перечень графического материала:

1. Схема электрическая принципиальная

2. Перечень элементов

Задание

Разработать контроллер управления робототехнической системой (разрабатывается только цифровая часть системы). Робот должен отрабатывать команды: "Поднять кисть", "Опустить кисть", "Сжать кисть", "Разжать кисть", а также команды перемещения кисти в плоскости. Коды команд управления роботом поступают в систему управления с внешнего носителя информации через ИРПР.

Элементная база - ТТЛ-совместимые микросхемы.

Анализ задания и постановка задачи

Устройство должно принимать коды команд, а также относительные координаты перемещения кисти в случае получения кода перемещения кисти. Полный список команд, выполняемых роботом:

1) Поднять кисть.

2) Опустить кисть.

3) Сжать кисть.

4) Разжать кисть.

5) Двигаться влево.

6) Двигаться вправо.

7) Двигаться вверх.

8) Двигаться вниз.

Будем считать, что по краям области, в которой может двигаться робот стоят датчики, которые срабатывают при достижении роботом соответствующей границы.

Предусмотрим также на устройстве переключатель сброса, который принудительно завершает выполнение текущей команды и запускает процедуру установления робота в начальное положение.

Таким образом, задача проектируемого устройства – преобразование входных данных в унитарный код, подаваемый на соответствующий выходной разъём. Причём в случае команды перемещения кисти унитарный код требуется подать на разъём число раз, указанное во втором входном байте.

Описание алгоритма работы устройства

На каждом цикле своей работы устройство получает байт с кодом команды и числом шагов в случае команды движения.

Каждый цикл начинается с отправки устройством в ИРПР сигнала ЗП. После чего устройство ожидает сигнал СТР, по которому считывает байт данных. Из полученного байта данных устройство получает код команды; если код команды соответствует:

1) Командам движения. То в специальный счётчик записывается часть входного байта, отвечающая за число шагов, и на выходной разъём будет подано соответствующее число импульсов унитарного кода. Если во время движения сработает один из датчиков по краям поля, то выполнение команды прекращается.

2) Командам управления кистью, то отправляется соответствующий унитарный код, причём всегда только один раз.

Если был получен внешний сигнал сброса, то на выходной разъём подаются сигналы «влево» и «вверх» до тех пор, пока не сработают соответствующие датчики по краям поля.

После выполнения команды устройство снова отправляет сигнал ЗП и т.д.

Формат входного байта:

7	6	5	4	3	2	1	0
Положительное целое число от 0 до 31					Код команды

Структурная организация устройства

В соответствии с алгоритмом необходимы следующие блоки:

1) Блок принятия байта данных из ИРПР, который сохраняет его в специальном регистре.

2) Схема вывода, которая отправляет унитарный код на выходной разъём требуемое число раз с некоторой задержкой.

3) Преобразователь входного байта в унитарный код и количество повторений.

4) Система безопасности, которая прекращает выполнение команды в случае сработки датчиков и не позволяет в дальнейшем выполнять команды движения в соответствующую сторону.

5) Управляющий автомат.

6) Генератор импульсов.

Рис. 1. Структурная схема устройства.

Входные сигналы:

1) RESET – внешний сигнал сброса устройства в начальное положение.

2) S0/S3 – датчики по краям области движения робота. Устанавливаются в единицу, если робот достиг соответствующего края.

3) СТР – синхросигнал ИРПР.

4) D0/D7 – линия данных ИРПР.

Выходные сигналы:

1) ЗП – сигнал готовности приёмника ИРПР.

2) DO0/DO7 – унитарный код управления приводами робота.

Внутренние сигналы устройства:

1) SRC – определяет откуда Система безопасности должна брать код для вывода на разъём.

2) ERROR –Система безопасности выдаёт на Упр

Внимание, отключите Adblock

Вы посетили наш сайт со включенным блокировщиком рекламы!
Ссылка для скачивания станет доступной сразу после отключения Adblock!

Скачать