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1、无人搬送小车单片机控制系统设计一） 控制任务与工艺要求1系统概述 无人搬送小车是一种受程序控制，不依赖于外界环境，通过自主引导方式工作的自控装置， 这里采用两轮差功驱动。小车控制原理如图示1.1。小车采用3 轮支撑、前轮驱动结构。前 轮由轴承支撑安装在车体上，直接驱动。一个后轮采用万向轮作为从动轮，是小车能方便转 向。左右驱动轮各有一套由旋转变压器反馈的伺服系统，旋转变压器兼做无人搬送小车的位 置增量检测装置。（在驱动轮与地面无滑动运动的条件下，旋转变压器的输出信号代表了轮 子滚动的距离，即小车 的前 进距离。） 小车采用 12V 蓄电池作为直流电源。2系统技术指标（1）前轮由减速直流电机直接
2、驱动（2）控制旋转变压器（3）控制左右驱动轮、驱动电机及减速齿轮（4）搬运路线给定设置（5）小车供电：12V蓄电池直流电源3工艺要求1)具有直线插补和圆弧插补功能2)可自动返回起点功能3)手动和自动调整系统设定功能4)手动数据输入5)具有缓冲器等安全装置6)具有故障报警功能二） 硬件系统设计1系统的基本工作原理控制系统采用两套 89C51 单片机系统构成的主从 CPU 结构。主 CPU 能按照工作人员设 计的运行轨迹计算和生成左右驱动轮的控制指令，并通过共享RAM区传送给从CPU。从 CPU由共享RAM区得到控制指令后，经过插补运算，分时供给左右驱动轮的伺服控制。左 右驱动轮的速度及谓之状况由
3、旋转变压器实时检测。系统的结构框图如下图。?9C512角位移反馈检测电路 旋转变压器信号反馈检测角位移的原理图如图示 2.2。旋转变压器的信号接入 IRDC1730, IRDC1730 将电压信号转换为相应的 12 位数字量后经 1# 和 2# 三态缓冲器 74LS244 与从 CPU 的数据总线相连，当驱动轮的转角小于一圈时，此数字量即代表驱动轮的转角。当驱 动轮的转角大于一圈时，系统通过两片可逆计数器74LS168记录驱动轮所转过的圈数（RC 端为IRDC1730内部可逆计数器过零信号输出端）圈数信息为8位数字量，其高四位与低四 位分别由两片74LS168提供，该8位数字量通过3片三态缓冲
4、器74LS244与从CPU的数据 总线相连。输出片选信号控制三片74LS244与一片74LS273的工作状态。锁存器74LS273 的作用是控制IRDC1730的禁止计数端，以保证数据正常传送。IL1 EE总线图示2.2旋转变压器信号反馈检测角位移大致原理图3执行元件的选择直流伺服电动机由于系统采用的是车载蓄电池供电，因此选择直流伺服电动机作为执行元件。直流伺服电动机能满足伺服系统要求的直流电动机，与普通电动机相比，DC伺服具有工作精度高、调节 性能好、带负载能力强、响应速度快、稳定可靠等特点，使用该无人搬送小车系统。 4功率放大及执行电路该系统采用脉宽调制放大器。PWM放大器原理框图如图示2
5、.3.I N图示2.3PWM放大器原理框图其优点是功率管工作在开关状态，功耗低。基本原理是利用大功率晶体管的开关作用，将直 流电源电压转换成一定频率（2000Hz）的方波电压，加在直流电动机的电枢上，通过对方 波脉冲宽度的控制，改变电枢的平均电压，从而调节电机的速度。禁止信号速度给定值这里采用已有的PWM专用集成电路SG1731，该芯片内有三角波发生器、误差放大器、比 较器及桥式功放等电路。 SG1731 在无人搬送小车系统中的应用如图示2.4所示。7.+ V r H- .T- I 11V S：.1 1 Th-TE一 / 1-Vi图示2.4三）软件设计软件设计采用 C51 语言，这里给出一段让
6、小车走矩形路线的控制程序，如下ORG 0000HAJMP 00B0HORG 0020HAJMP0020HMOV A,R4JNZ G0CLR P1.0CLRP 1.1MOV R4,#00HAJMP ENDGO:SETB P1.1MOV A,R5DEC AJZ LB0SETB P1.0MOV R6,#1CHMOV A,R3JNZ ZZMOV R6,#03HAJMP RENDZZ:AJMP ENDLB0:CLR P1.0MOV A,R6DEC R6DECAJNZ LB1 MOV R5,#53H MOV R6,#10H DEC R4MOV A,R3 JNZ ENDMOV R5,#O4H MOV R6,
7、#03H JNZ ENDLB1:MOV R5,#01H MOV A,03H JZ GG AJMP ENDGG: JZ RENDEND:MOV TMOD, #01H MOV TL0,#05H MOV TH0,#00H MOV TCON,#10H AJMP FINALREND:MOV TL0,#55HMOV TH0,#0A5HFINAL:SETB ETOSETB EARETI ORG 00B0HMOV TMOD,#01HMOV TL0,#05HMOV THO,#00HMOV TCON,#10HMT:CLR P1.0CLR P1.1MOV A,P1MOV 02H,AJNZ MTSETB EASETB ETOMOV P1,#0FFHMOV A,P1ANL A,#04HJNZ TP1SETB P1.1SETB P1.0MOV R5,#52HMOV R6,#10HMOV R4,#04HMOV R3,#01HAJMP TTTP1:SETB P1.1SETB 1.0MOV R5,#04HMOV R6,#03HMOV R3,#00HMOV R4,#B2HTT:SETB P1.0SJMP $
