劉歡　鄧婷

摘要：本文設計一款基于MSP430單片機的小型貨運機器人。小型貨運機器人以msp430為控制核心，L298N為核心的驅(qū)動電路，減速電機為動力。具有自動尋跡，遙控行駛，聲光報警，避障的功能?？蓱糜跈C場行李運輸，倉庫貨物轉(zhuǎn)運。由于體積小，載重大，又可以在比較復雜的場地中運行，對手推車等傳統(tǒng)工具有一定的替代能力。

關鍵詞：msp430；遙控；尋跡機器人；驅(qū)動電路

中圖分類號：TP391 文獻標識碼：A 文章編號：1009-3044（2016）02-0156-02

Abstract：In this paper， we design a small cargo robot based on MSP430 mcu. Small cargo robot with MSP430 as the control core， L298N as the core of the driving circuit， the motor speed as the driving force. With automatic tracking， remote control， sound and light alarm， obstacle avoidance function. Can be applied to the airport baggage transport， warehouse cargo transport. Due to the small size， large load， and can run in more complex venues， the opponent's trolley and other traditional tools have a certain alternative.

Key words： MSP430； Wireless remote control； Tracing Robot； Drive circuit

物流行業(yè)的發(fā)展，促進了載運工具的智能化過程，在貨物的周轉(zhuǎn)和儲運過程中，大批智能化的機械設備已廣泛應用于車站、港口、機場、工廠、倉庫等，極大地降低了人們的勞動強度。但是，很少有廉價簡易智能工具來替代工人肩扛手抬。手推車和平板車依然是主力軍。這些設備無論是速度還是效率上，都限制了貨物的運輸效率。

基于此，本文設計一款小型貨運機器人，以msp430為控制核心，L298N為核心的驅(qū)動電路，減速電機為動力具有自動尋跡，聲光報警，避障的功能。另外設計中配件盡量采用電動車配件，使得維護起來較為方便。

1 硬件設計

1.1 框圖設計

本設計的硬件框圖如圖1所示。

主要包括主控模塊、尋跡模塊、無線遙控模塊、安全模塊、電機驅(qū)動模塊、報警模塊等。

1.2 單元模塊設計

1.2.1無線接收模塊

無線接收模塊電路原理圖如圖2所示。采用LC振蕩電路，內(nèi)含放大整形，輸出的數(shù)據(jù)信號為解碼后的高電平信號，使用極為方便，并且價格低廉，所以被廣泛使用。帶四路解碼輸出（同時也可改為六路點動或互鎖輸出），使用方便；頻點調(diào)試容易，供貨周期短；產(chǎn)品質(zhì)量一致性好，性價比高。

接收模塊有較寬的接收帶寬，一般為±10MHz，出廠時一般調(diào)在315MHz或433.92MHZ，接收模塊一般采用DC5V供電。

1.2.2避障及報警模塊

小車提示模塊使用了蜂鳴器，當單片機判斷到站臺就控制蜂鳴器發(fā)出聲音。

1.2.3 電機驅(qū)動模塊

L298N是專用驅(qū)動集成電路，屬于 H橋集成電路，其輸出電流為2A，最高電流4A，最高工作電壓50V，當驅(qū)動直流電機時，可以直接控制實現(xiàn)電機正轉(zhuǎn)與反轉(zhuǎn)，實現(xiàn)此功能只需改變輸入端的邏輯電平。為了避免電機對單片機的干擾，本模塊加入光耦，進行光電隔離，從而使系統(tǒng)能穩(wěn)定可靠的工作。 本模塊具有體積小，控制方便的特點。 外圍電路設計光耦的作用是防止芯片燒毀后大電流流經(jīng)單片機燒毀單片機，二極管防止減速電機發(fā)電產(chǎn)生電流逆流，燒毀芯片。

1.2.4 尋跡模塊

圖5為本設計的黑白線傳感器電路圖。圖6為實物圖。

2 軟件設計

根據(jù)硬件設計情況，針對性的進行軟件設計，主要包括初始化過程、中斷查詢、小車避障判斷、各項運行等，具體的流程圖如圖7所示。

3 控制與功能實現(xiàn)

3.1自動行走的實現(xiàn)

機器人接受啟動指令，單片機采集傳感器信號，正常情況下黑白檢測傳感器AB未檢測到黑色軌跡，輸出高電平給單片機，單片機通過端口，輸出相應電平給驅(qū)動電路，間接實現(xiàn)是兩臺減速電機CD同時正轉(zhuǎn)，實現(xiàn)直線行駛，當機器人行走偏左時，A輸出高電平，B輸出低電平，此時，單片機控制C正轉(zhuǎn)，D逆轉(zhuǎn)，實現(xiàn)轉(zhuǎn)向；當行駛方向偏右時，A輸出低電平，B輸出高電平，單片機控制C逆轉(zhuǎn)，D正轉(zhuǎn)，從而糾正行駛方向。前進中遇到AB輸出電平全為低時，認為到達停止線，CD同時逆轉(zhuǎn)，實現(xiàn)剎車。

3.2遙控行走的實現(xiàn)

當機器人因意外或者是外界造成機器人對路況無法識別時，我們用手動遙控，控制機器人工作，遙控ABCD，四個按鍵，分別按下在接收端相應的端口會產(chǎn)生相應的低電平信號傳給單片機，單片機接收后選擇相應的行走方式，實現(xiàn)前進，后退，轉(zhuǎn)向。

3.3各種安全措施的實現(xiàn)

當機器人左右轉(zhuǎn)時，相應轉(zhuǎn)向燈閃動，蜂鳴器發(fā)出滴滴聲，提醒前后方人員注意。當紅外對管E檢測到前方障礙物，輸出高電平信號給單片機，單片機控制CD逆轉(zhuǎn)，實現(xiàn)剎車，同時蜂鳴器長鳴，左右轉(zhuǎn)向燈同時閃動，當障礙物解除后機器人繼續(xù)前進。

當機器人行使至終點線，剎車，停止前進，直至接收到啟動指令。

4總結(jié)

本文通過軟硬件的設計，實現(xiàn)了運輸機器人的簡單設計，達到了設計目標。

參考文獻：

[1] 曾軍. 基于C8051F340的超聲避障機器人設計[J]. 微計算機信息，2009，29（2）：152-154.

[2] 曹玉華. 超聲測距系統(tǒng)設計及其在機器人模糊避障中的應用[D]. 青島：中國海洋大學，2007：22.

[3] 梁毓明，陳德海. 輪式移動機器人調(diào)速系統(tǒng)的設計[J]. 江西理工大學學報，2008，29（2）：13-16.

[4] 王典洪，孫蒙，黃小輝，等. 基于單片機及傳感器的機器人設計與實現(xiàn)[J]. 微計算機信息，2007，3（2）：247.

[5] 薛艷茹，鄭冰，郝興貞，等. 基于模糊控制信息融合方法的機器人導航系統(tǒng)[J]. 微計算機息，2005，11（2）：107-109.