朱莉莉等

摘 要：該文介紹了一款適用于水深100 m以內(nèi)的水下監(jiān)控機器人，以9S12XS64單片機為控制器核心設(shè)計了水下監(jiān)控機器人的簡易控制系統(tǒng)。詳細介紹了其控制系統(tǒng)的組成、硬件電路與軟件程序的設(shè)計，在此基礎(chǔ)上完成了原理樣機的開發(fā)。實驗證明該控制系統(tǒng)簡單可靠、操作方便、成本低廉。

關(guān)鍵詞：水下監(jiān)控機器人 控制系統(tǒng) 9S12XS64單片機

中圖分類號：TH138 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）07（a）-0045-02

近年來，我國海洋石油天然氣工業(yè)發(fā)展迅速，世界上石油天然氣能源的開發(fā)趨勢正由陸地轉(zhuǎn)向海洋，而根據(jù)我國國情，我國擁有廣大的海洋國土面積，而且蘊藏豐富的油氣資源。開發(fā)藍色國土，增加能源資源供給成為我國不斷追求的目標。為了更好的了解水下環(huán)境和海洋石油開采平臺導(dǎo)管架的水下狀況及水下設(shè)備的運行狀態(tài)，監(jiān)控產(chǎn)品也越來越多的應(yīng)用到海洋石油天然氣工業(yè)中，而傳統(tǒng)的人工潛水監(jiān)控和固定式水下監(jiān)控設(shè)備監(jiān)控范圍有限，大規(guī)模的使用無疑受到環(huán)境和運行成本的限制。針對這一情況，本文設(shè)計研發(fā)了一款適用于水深100米以內(nèi)的水下監(jiān)控機器人的原理樣機，該水下監(jiān)控機器人性能穩(wěn)定，操作方便，成本低廉。

1 結(jié)構(gòu)簡介

該水下監(jiān)控機器人的結(jié)構(gòu)主要包括浮力艙、推進器、攝像頭、LED燈、水密接頭、臍帶纜等。水下監(jiān)控機器人的結(jié)構(gòu)效果圖如圖1所示。

浮力艙的功能一是為了給水下監(jiān)控機器人提供浮力，使其在水下實現(xiàn)零浮力的狀態(tài)，二是安放水下監(jiān)控機器人的控制電路板。三是可以正反轉(zhuǎn)的水下推進器實現(xiàn)了水下監(jiān)控機器人3個自由度的運動，其中兩個推進器完成水平方向的運動，包括前進、后退、左轉(zhuǎn)和右轉(zhuǎn)；一個推進器完成垂直方向的運動，包括上浮和下潛。浮力艙的前艙中安裝一個高清攝像頭，其運動由云臺控制，可以拍攝的范圍為水平140 °，垂直120 °。在水下照度不足的情況下，機器人兩側(cè)的LED燈可開啟，提高照度水平。

2 系統(tǒng)組成

水下監(jiān)控機器人的系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)框圖如圖2所示。水上控制箱里集成了單片機控制模塊、顯示器、運動控制和云臺控制的操縱桿、按鍵及電源。臍帶纜中包含有電源線、通訊線及視頻線。水下監(jiān)控機器人集成了單片機控制模塊、電機驅(qū)動模塊、穩(wěn)壓電源轉(zhuǎn)換模塊、攝像頭、LED、推進器及云臺等。

工作人員根據(jù)需要操縱控制箱中的操縱桿或者按鍵來進行水下監(jiān)控機器人的運動控制和云臺控制?？刂葡淅锏膯纹瑱C模塊將采集到的操縱桿或者按鍵信號經(jīng)過處理，通過臍帶纜傳送到水下監(jiān)控機器人的單片機模塊，后者對信息進行分析處理，控制推進器、云臺或者LED燈的工作狀態(tài)。水下機器人的攝像頭模塊將采集到的視頻信號經(jīng)臍帶纜傳送到水上控制箱進行顯示和存儲。

3 硬件電路設(shè)計

控制器的核心采用Freescale公司推出的16位單片機MC9212XS64MCU，其內(nèi)部集成了64 KB的Flash EEPROM、4KB的RAM和4 KB的EEPROM，可以滿足系統(tǒng)控制的需要而無需外部擴展存儲器；XS64采用的封裝有64引腳和80引腳兩種，I/O資源豐富。MCU可以使用較小頻率的外部晶振，而通過內(nèi)部的鎖相環(huán)使總線工作頻率達到20 MHz，滿足系統(tǒng)實時性控制的要求。MCU支持BDM（單線背景調(diào)試）模式[1]，可以在線設(shè)置硬件斷點并且可以方便查看任意存儲器中的數(shù)值，方便初期的設(shè)計工作。

水上控制箱的硬件電路結(jié)構(gòu)框圖如圖3所示。微控制器采用Freescale9S12 XS6464引腳的單片機。晶振、電源及仿真下載器構(gòu)成單片機的最小系統(tǒng)，提供單片機正常工作的必備條件。運動控制操縱桿為三維操縱桿，可以實現(xiàn)水下監(jiān)控機器人3自由度的運動；云臺控制操縱桿為二維操縱桿；操縱桿的5路模擬信號接入單片機的A/D轉(zhuǎn)換模塊的PAD00～PAD04引腳。由PA0～PA5組成4×2矩陣按鍵，其功能與操縱桿類似。通訊則采用RS485通訊方式，其具有穩(wěn)定性好、抗干擾能力強等特點。

水下監(jiān)控機器人硬件電路結(jié)構(gòu)框圖如圖4所示。微控制器采用Freescale 9S12 XS64 80引腳單片機，由晶振、電源及仿真下載構(gòu)成其最小系統(tǒng)。單片機輸出的推進器PWM控制信號經(jīng)6N137隔離電路與BTS7960電機驅(qū)動模塊來控制推進器的轉(zhuǎn)速。驅(qū)動模塊的過電流信號則輸入到單片機的A/D轉(zhuǎn)換模塊進行處理?？刂圃婆_的步進電機由ULN2003驅(qū)動，可實現(xiàn)正反轉(zhuǎn)；PB7為LED的控制信號，經(jīng)繼電器來控制LED供電電源的通斷。

6N137隔離電路與BTS7960驅(qū)動電路原理圖如圖5所示，由兩塊BTS7960模塊構(gòu)成推進器的H橋驅(qū)動，以實現(xiàn)推進器的正反轉(zhuǎn)工作狀態(tài)。其INH引腳接高電平，驅(qū)動芯片處于使能狀態(tài)，IS輸出的電流信號經(jīng)電阻轉(zhuǎn)換為電壓信號接入單片機的A/D轉(zhuǎn)換模塊，單片機輸出兩路PWM信號分別經(jīng)6N137至BTS7960的IN引腳，通過調(diào)整PWM的占空比來改變推進器兩端的供電電壓，從而改變推進器的轉(zhuǎn)速。BTS7960工作時的輸入電壓為6 V～27 V，最大電流為43 A，滿足水下推進器最大功率40 W，最大電流7 A，電壓6 V的要求。

4 軟件設(shè)計

水下監(jiān)控機器人控制系統(tǒng)的軟件程序由各子程序組成。水上控制箱單片機的子程序主要包括A/D轉(zhuǎn)換中斷子程序、按鍵中斷子程序、串口通訊子程序等。水下監(jiān)控機器人單片機的子程序主要包括串口通訊子程序、運動控制子程序、云臺控制子程序等。在串口通訊中為保證字符串發(fā)送的正確性，在字符串的末位加入CRC校驗字符。

水下監(jiān)控機器人單片機的串口接收中斷軟件流程圖如圖6所示，只有在接收字符串完整及CRC碼校驗正確的情況下才對接收字符串進行保存。

水下監(jiān)控機器人單片機的主程序軟件流程圖如圖7所示，接收到正確的字符串后對其進行判斷，分別進入運動控制子程序或者云臺控制子程序。

5 結(jié)語

該設(shè)計開發(fā)了水下監(jiān)控機器人的原理樣機，以Freescale公司推出的16位單片機9S12XS64為控制器核心設(shè)計了水下監(jiān)控機器人的簡易控制系統(tǒng)。在水下進行了多次樣機實驗，可以實現(xiàn)其視頻通信、3個自由度的運動及云臺控制等基本功能。經(jīng)驗證，本系統(tǒng)簡單可靠、操作方便、成本低廉。

參考文獻

[1] 王宜懷，劉曉升.嵌入式系統(tǒng)—— 使用HCS12微控制器的設(shè)計與應(yīng)用[M].北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2008.

[2] 周凱，易杏普.水下機器人概述和發(fā)展應(yīng)用前景[J].電子科技，2010（24）：283-284.

[3] 張文瑤，裘達夫，胡曉棠.水下機器人的發(fā)展、軍事應(yīng)用及啟事[J].中國修船，2006（10）：37-39.endprint

摘 要：該文介紹了一款適用于水深100 m以內(nèi)的水下監(jiān)控機器人，以9S12XS64單片機為控制器核心設(shè)計了水下監(jiān)控機器人的簡易控制系統(tǒng)。詳細介紹了其控制系統(tǒng)的組成、硬件電路與軟件程序的設(shè)計，在此基礎(chǔ)上完成了原理樣機的開發(fā)。實驗證明該控制系統(tǒng)簡單可靠、操作方便、成本低廉。

關(guān)鍵詞：水下監(jiān)控機器人 控制系統(tǒng) 9S12XS64單片機

中圖分類號：TH138 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）07（a）-0045-02

近年來，我國海洋石油天然氣工業(yè)發(fā)展迅速，世界上石油天然氣能源的開發(fā)趨勢正由陸地轉(zhuǎn)向海洋，而根據(jù)我國國情，我國擁有廣大的海洋國土面積，而且蘊藏豐富的油氣資源。開發(fā)藍色國土，增加能源資源供給成為我國不斷追求的目標。為了更好的了解水下環(huán)境和海洋石油開采平臺導(dǎo)管架的水下狀況及水下設(shè)備的運行狀態(tài)，監(jiān)控產(chǎn)品也越來越多的應(yīng)用到海洋石油天然氣工業(yè)中，而傳統(tǒng)的人工潛水監(jiān)控和固定式水下監(jiān)控設(shè)備監(jiān)控范圍有限，大規(guī)模的使用無疑受到環(huán)境和運行成本的限制。針對這一情況，本文設(shè)計研發(fā)了一款適用于水深100米以內(nèi)的水下監(jiān)控機器人的原理樣機，該水下監(jiān)控機器人性能穩(wěn)定，操作方便，成本低廉。

1 結(jié)構(gòu)簡介

該水下監(jiān)控機器人的結(jié)構(gòu)主要包括浮力艙、推進器、攝像頭、LED燈、水密接頭、臍帶纜等。水下監(jiān)控機器人的結(jié)構(gòu)效果圖如圖1所示。

浮力艙的功能一是為了給水下監(jiān)控機器人提供浮力，使其在水下實現(xiàn)零浮力的狀態(tài)，二是安放水下監(jiān)控機器人的控制電路板。三是可以正反轉(zhuǎn)的水下推進器實現(xiàn)了水下監(jiān)控機器人3個自由度的運動，其中兩個推進器完成水平方向的運動，包括前進、后退、左轉(zhuǎn)和右轉(zhuǎn)；一個推進器完成垂直方向的運動，包括上浮和下潛。浮力艙的前艙中安裝一個高清攝像頭，其運動由云臺控制，可以拍攝的范圍為水平140 °，垂直120 °。在水下照度不足的情況下，機器人兩側(cè)的LED燈可開啟，提高照度水平。

2 系統(tǒng)組成

水下監(jiān)控機器人的系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)框圖如圖2所示。水上控制箱里集成了單片機控制模塊、顯示器、運動控制和云臺控制的操縱桿、按鍵及電源。臍帶纜中包含有電源線、通訊線及視頻線。水下監(jiān)控機器人集成了單片機控制模塊、電機驅(qū)動模塊、穩(wěn)壓電源轉(zhuǎn)換模塊、攝像頭、LED、推進器及云臺等。

工作人員根據(jù)需要操縱控制箱中的操縱桿或者按鍵來進行水下監(jiān)控機器人的運動控制和云臺控制?？刂葡淅锏膯纹瑱C模塊將采集到的操縱桿或者按鍵信號經(jīng)過處理，通過臍帶纜傳送到水下監(jiān)控機器人的單片機模塊，后者對信息進行分析處理，控制推進器、云臺或者LED燈的工作狀態(tài)。水下機器人的攝像頭模塊將采集到的視頻信號經(jīng)臍帶纜傳送到水上控制箱進行顯示和存儲。

3 硬件電路設(shè)計

控制器的核心采用Freescale公司推出的16位單片機MC9212XS64MCU，其內(nèi)部集成了64 KB的Flash EEPROM、4KB的RAM和4 KB的EEPROM，可以滿足系統(tǒng)控制的需要而無需外部擴展存儲器；XS64采用的封裝有64引腳和80引腳兩種，I/O資源豐富。MCU可以使用較小頻率的外部晶振，而通過內(nèi)部的鎖相環(huán)使總線工作頻率達到20 MHz，滿足系統(tǒng)實時性控制的要求。MCU支持BDM（單線背景調(diào)試）模式[1]，可以在線設(shè)置硬件斷點并且可以方便查看任意存儲器中的數(shù)值，方便初期的設(shè)計工作。

水上控制箱的硬件電路結(jié)構(gòu)框圖如圖3所示。微控制器采用Freescale9S12 XS6464引腳的單片機。晶振、電源及仿真下載器構(gòu)成單片機的最小系統(tǒng)，提供單片機正常工作的必備條件。運動控制操縱桿為三維操縱桿，可以實現(xiàn)水下監(jiān)控機器人3自由度的運動；云臺控制操縱桿為二維操縱桿；操縱桿的5路模擬信號接入單片機的A/D轉(zhuǎn)換模塊的PAD00～PAD04引腳。由PA0～PA5組成4×2矩陣按鍵，其功能與操縱桿類似。通訊則采用RS485通訊方式，其具有穩(wěn)定性好、抗干擾能力強等特點。

水下監(jiān)控機器人硬件電路結(jié)構(gòu)框圖如圖4所示。微控制器采用Freescale 9S12 XS64 80引腳單片機，由晶振、電源及仿真下載構(gòu)成其最小系統(tǒng)。單片機輸出的推進器PWM控制信號經(jīng)6N137隔離電路與BTS7960電機驅(qū)動模塊來控制推進器的轉(zhuǎn)速。驅(qū)動模塊的過電流信號則輸入到單片機的A/D轉(zhuǎn)換模塊進行處理。控制云臺的步進電機由ULN2003驅(qū)動，可實現(xiàn)正反轉(zhuǎn)；PB7為LED的控制信號，經(jīng)繼電器來控制LED供電電源的通斷。

6N137隔離電路與BTS7960驅(qū)動電路原理圖如圖5所示，由兩塊BTS7960模塊構(gòu)成推進器的H橋驅(qū)動，以實現(xiàn)推進器的正反轉(zhuǎn)工作狀態(tài)。其INH引腳接高電平，驅(qū)動芯片處于使能狀態(tài)，IS輸出的電流信號經(jīng)電阻轉(zhuǎn)換為電壓信號接入單片機的A/D轉(zhuǎn)換模塊，單片機輸出兩路PWM信號分別經(jīng)6N137至BTS7960的IN引腳，通過調(diào)整PWM的占空比來改變推進器兩端的供電電壓，從而改變推進器的轉(zhuǎn)速。BTS7960工作時的輸入電壓為6 V～27 V，最大電流為43 A，滿足水下推進器最大功率40 W，最大電流7 A，電壓6 V的要求。

4 軟件設(shè)計

水下監(jiān)控機器人控制系統(tǒng)的軟件程序由各子程序組成。水上控制箱單片機的子程序主要包括A/D轉(zhuǎn)換中斷子程序、按鍵中斷子程序、串口通訊子程序等。水下監(jiān)控機器人單片機的子程序主要包括串口通訊子程序、運動控制子程序、云臺控制子程序等。在串口通訊中為保證字符串發(fā)送的正確性，在字符串的末位加入CRC校驗字符。

水下監(jiān)控機器人單片機的串口接收中斷軟件流程圖如圖6所示，只有在接收字符串完整及CRC碼校驗正確的情況下才對接收字符串進行保存。

水下監(jiān)控機器人單片機的主程序軟件流程圖如圖7所示，接收到正確的字符串后對其進行判斷，分別進入運動控制子程序或者云臺控制子程序。

5 結(jié)語

該設(shè)計開發(fā)了水下監(jiān)控機器人的原理樣機，以Freescale公司推出的16位單片機9S12XS64為控制器核心設(shè)計了水下監(jiān)控機器人的簡易控制系統(tǒng)。在水下進行了多次樣機實驗，可以實現(xiàn)其視頻通信、3個自由度的運動及云臺控制等基本功能。經(jīng)驗證，本系統(tǒng)簡單可靠、操作方便、成本低廉。

參考文獻

[1] 王宜懷，劉曉升.嵌入式系統(tǒng)—— 使用HCS12微控制器的設(shè)計與應(yīng)用[M].北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2008.

[2] 周凱，易杏普.水下機器人概述和發(fā)展應(yīng)用前景[J].電子科技，2010（24）：283-284.

[3] 張文瑤，裘達夫，胡曉棠.水下機器人的發(fā)展、軍事應(yīng)用及啟事[J].中國修船，2006（10）：37-39.endprint

摘 要：該文介紹了一款適用于水深100 m以內(nèi)的水下監(jiān)控機器人，以9S12XS64單片機為控制器核心設(shè)計了水下監(jiān)控機器人的簡易控制系統(tǒng)。詳細介紹了其控制系統(tǒng)的組成、硬件電路與軟件程序的設(shè)計，在此基礎(chǔ)上完成了原理樣機的開發(fā)。實驗證明該控制系統(tǒng)簡單可靠、操作方便、成本低廉。

關(guān)鍵詞：水下監(jiān)控機器人 控制系統(tǒng) 9S12XS64單片機

中圖分類號：TH138 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）07（a）-0045-02

近年來，我國海洋石油天然氣工業(yè)發(fā)展迅速，世界上石油天然氣能源的開發(fā)趨勢正由陸地轉(zhuǎn)向海洋，而根據(jù)我國國情，我國擁有廣大的海洋國土面積，而且蘊藏豐富的油氣資源。開發(fā)藍色國土，增加能源資源供給成為我國不斷追求的目標。為了更好的了解水下環(huán)境和海洋石油開采平臺導(dǎo)管架的水下狀況及水下設(shè)備的運行狀態(tài)，監(jiān)控產(chǎn)品也越來越多的應(yīng)用到海洋石油天然氣工業(yè)中，而傳統(tǒng)的人工潛水監(jiān)控和固定式水下監(jiān)控設(shè)備監(jiān)控范圍有限，大規(guī)模的使用無疑受到環(huán)境和運行成本的限制。針對這一情況，本文設(shè)計研發(fā)了一款適用于水深100米以內(nèi)的水下監(jiān)控機器人的原理樣機，該水下監(jiān)控機器人性能穩(wěn)定，操作方便，成本低廉。

1 結(jié)構(gòu)簡介

該水下監(jiān)控機器人的結(jié)構(gòu)主要包括浮力艙、推進器、攝像頭、LED燈、水密接頭、臍帶纜等。水下監(jiān)控機器人的結(jié)構(gòu)效果圖如圖1所示。

浮力艙的功能一是為了給水下監(jiān)控機器人提供浮力，使其在水下實現(xiàn)零浮力的狀態(tài)，二是安放水下監(jiān)控機器人的控制電路板。三是可以正反轉(zhuǎn)的水下推進器實現(xiàn)了水下監(jiān)控機器人3個自由度的運動，其中兩個推進器完成水平方向的運動，包括前進、后退、左轉(zhuǎn)和右轉(zhuǎn)；一個推進器完成垂直方向的運動，包括上浮和下潛。浮力艙的前艙中安裝一個高清攝像頭，其運動由云臺控制，可以拍攝的范圍為水平140 °，垂直120 °。在水下照度不足的情況下，機器人兩側(cè)的LED燈可開啟，提高照度水平。

2 系統(tǒng)組成

水下監(jiān)控機器人的系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)框圖如圖2所示。水上控制箱里集成了單片機控制模塊、顯示器、運動控制和云臺控制的操縱桿、按鍵及電源。臍帶纜中包含有電源線、通訊線及視頻線。水下監(jiān)控機器人集成了單片機控制模塊、電機驅(qū)動模塊、穩(wěn)壓電源轉(zhuǎn)換模塊、攝像頭、LED、推進器及云臺等。

工作人員根據(jù)需要操縱控制箱中的操縱桿或者按鍵來進行水下監(jiān)控機器人的運動控制和云臺控制?？刂葡淅锏膯纹瑱C模塊將采集到的操縱桿或者按鍵信號經(jīng)過處理，通過臍帶纜傳送到水下監(jiān)控機器人的單片機模塊，后者對信息進行分析處理，控制推進器、云臺或者LED燈的工作狀態(tài)。水下機器人的攝像頭模塊將采集到的視頻信號經(jīng)臍帶纜傳送到水上控制箱進行顯示和存儲。

3 硬件電路設(shè)計

控制器的核心采用Freescale公司推出的16位單片機MC9212XS64MCU，其內(nèi)部集成了64 KB的Flash EEPROM、4KB的RAM和4 KB的EEPROM，可以滿足系統(tǒng)控制的需要而無需外部擴展存儲器；XS64采用的封裝有64引腳和80引腳兩種，I/O資源豐富。MCU可以使用較小頻率的外部晶振，而通過內(nèi)部的鎖相環(huán)使總線工作頻率達到20 MHz，滿足系統(tǒng)實時性控制的要求。MCU支持BDM（單線背景調(diào)試）模式[1]，可以在線設(shè)置硬件斷點并且可以方便查看任意存儲器中的數(shù)值，方便初期的設(shè)計工作。

水上控制箱的硬件電路結(jié)構(gòu)框圖如圖3所示。微控制器采用Freescale9S12 XS6464引腳的單片機。晶振、電源及仿真下載器構(gòu)成單片機的最小系統(tǒng)，提供單片機正常工作的必備條件。運動控制操縱桿為三維操縱桿，可以實現(xiàn)水下監(jiān)控機器人3自由度的運動；云臺控制操縱桿為二維操縱桿；操縱桿的5路模擬信號接入單片機的A/D轉(zhuǎn)換模塊的PAD00～PAD04引腳。由PA0～PA5組成4×2矩陣按鍵，其功能與操縱桿類似。通訊則采用RS485通訊方式，其具有穩(wěn)定性好、抗干擾能力強等特點。

水下監(jiān)控機器人硬件電路結(jié)構(gòu)框圖如圖4所示。微控制器采用Freescale 9S12 XS64 80引腳單片機，由晶振、電源及仿真下載構(gòu)成其最小系統(tǒng)。單片機輸出的推進器PWM控制信號經(jīng)6N137隔離電路與BTS7960電機驅(qū)動模塊來控制推進器的轉(zhuǎn)速。驅(qū)動模塊的過電流信號則輸入到單片機的A/D轉(zhuǎn)換模塊進行處理。控制云臺的步進電機由ULN2003驅(qū)動，可實現(xiàn)正反轉(zhuǎn)；PB7為LED的控制信號，經(jīng)繼電器來控制LED供電電源的通斷。

6N137隔離電路與BTS7960驅(qū)動電路原理圖如圖5所示，由兩塊BTS7960模塊構(gòu)成推進器的H橋驅(qū)動，以實現(xiàn)推進器的正反轉(zhuǎn)工作狀態(tài)。其INH引腳接高電平，驅(qū)動芯片處于使能狀態(tài)，IS輸出的電流信號經(jīng)電阻轉(zhuǎn)換為電壓信號接入單片機的A/D轉(zhuǎn)換模塊，單片機輸出兩路PWM信號分別經(jīng)6N137至BTS7960的IN引腳，通過調(diào)整PWM的占空比來改變推進器兩端的供電電壓，從而改變推進器的轉(zhuǎn)速。BTS7960工作時的輸入電壓為6 V～27 V，最大電流為43 A，滿足水下推進器最大功率40 W，最大電流7 A，電壓6 V的要求。

4 軟件設(shè)計

水下監(jiān)控機器人控制系統(tǒng)的軟件程序由各子程序組成。水上控制箱單片機的子程序主要包括A/D轉(zhuǎn)換中斷子程序、按鍵中斷子程序、串口通訊子程序等。水下監(jiān)控機器人單片機的子程序主要包括串口通訊子程序、運動控制子程序、云臺控制子程序等。在串口通訊中為保證字符串發(fā)送的正確性，在字符串的末位加入CRC校驗字符。

水下監(jiān)控機器人單片機的串口接收中斷軟件流程圖如圖6所示，只有在接收字符串完整及CRC碼校驗正確的情況下才對接收字符串進行保存。

水下監(jiān)控機器人單片機的主程序軟件流程圖如圖7所示，接收到正確的字符串后對其進行判斷，分別進入運動控制子程序或者云臺控制子程序。

5 結(jié)語

該設(shè)計開發(fā)了水下監(jiān)控機器人的原理樣機，以Freescale公司推出的16位單片機9S12XS64為控制器核心設(shè)計了水下監(jiān)控機器人的簡易控制系統(tǒng)。在水下進行了多次樣機實驗，可以實現(xiàn)其視頻通信、3個自由度的運動及云臺控制等基本功能。經(jīng)驗證，本系統(tǒng)簡單可靠、操作方便、成本低廉。

參考文獻

[1] 王宜懷，劉曉升.嵌入式系統(tǒng)—— 使用HCS12微控制器的設(shè)計與應(yīng)用[M].北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2008.

[2] 周凱，易杏普.水下機器人概述和發(fā)展應(yīng)用前景[J].電子科技，2010（24）：283-284.

[3] 張文瑤，裘達夫，胡曉棠.水下機器人的發(fā)展、軍事應(yīng)用及啟事[J].中國修船，2006（10）：37-39.endprint