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1、能能 力力 风风 暴暴 AS-MAS-M硬件及传感器硬件及传感器个人机器人的三大要素：个人机器人的三大要素：感觉、大脑与驱动器整个信息处理过程包括：整个信息处理过程包括：信息获取信息存储信息处理信息传递信息输出能力风暴个人机器人硬件结构能力风暴个人机器人硬件结构能力风暴的传感器及处理电路能力风暴的传感器及处理电路传感器是将力或温度、距离等各种工业量改变为电信号输出的元件。能力风暴上用了一下几中传感器：1.红外传感器2.光敏传感器3.碰撞传感器4.光电编码器5.声音传感器红外传感器红外传感器能力风暴运用了能力风暴运用了2只红外发射管（只红外发射管（970nm）和一和一只红外接收模块构成红外传感系
2、统，主要用来检测只红外接收模块构成红外传感系统，主要用来检测前方、左前方和右前方的障碍，检测距离范围为前方、左前方和右前方的障碍，检测距离范围为1080cm。用户可以通过调节用户可以通过调节IRLEFT和和IRRIGHT两个电两个电位器来调节左右两个红外的检测距离。主板中的位器来调节左右两个红外的检测距离。主板中的R5为为24K电阻，它将红外光发射的调制频率固化在电阻，它将红外光发射的调制频率固化在38KHz左右，这是红外接收模块中带通滤波器的中左右，这是红外接收模块中带通滤波器的中心频率心频率。红外测障原理图红外测障原理图光敏传感器光敏传感器能力风暴个人机器人上有能力风暴个人机器人上有2只光
3、敏传感器，只光敏传感器，它可以检测到光线的强弱。它可以检测到光线的强弱。光敏传感器其实是一个光敏电阻，它的阻光敏传感器其实是一个光敏电阻，它的阻值受照射在它上面的光线强弱的影响。能力风值受照射在它上面的光线强弱的影响。能力风暴个人机器人所用的光敏电阻的阻值在很暗的暴个人机器人所用的光敏电阻的阻值在很暗的环境下为几百环境下为几百，室内照度下几室内照度下几，阳光或阳光或强光下几十强光下几十。光敏传感器是一个可变的电阻，光敏传感器是一个可变的电阻，它的接插方式没有方向性它的接插方式没有方向性。光敏电阻的工作原理图光敏电阻的工作原理图碰撞传感器碰撞传感器碰撞传感器是使能力风暴个人机器人有碰撞传感器是使
4、能力风暴个人机器人有感知碰撞环上的碰撞信息能力的传感器。在感知碰撞环上的碰撞信息能力的传感器。在能力风暴个人机器人的左前、右前、左后、能力风暴个人机器人的左前、右前、左后、右后设置有四个碰撞开关（常开），它们与右后设置有四个碰撞开关（常开），它们与碰撞环共同构成了碰撞传感器碰撞环共同构成了碰撞传感器。四四个个基基本本方方向向发发生生碰碰撞撞时时返返回回值值（二二进制）对应关系如下：进制）对应关系如下：左前左前右前右前左后左后右后右后0010000110000100碰撞传感器的电路图碰撞传感器的电路图光电编码器光电编码器光电编码器是一种能够传递位置信息的传感器，光电编码器是一种能够传递位置信息的
5、传感器，它由光电编码模块及码盘组成。能力风暴个人机器人它由光电编码模块及码盘组成。能力风暴个人机器人有有2只光电编码器，运用红外发射接收模块。反射器只光电编码器，运用红外发射接收模块。反射器(即码盘即码盘)是黑白相间的铝合金制成的圆片，是黑白相间的铝合金制成的圆片，66等分。等分。当码盘随轮子旋转时，黑条和白条交替经过光电当码盘随轮子旋转时，黑条和白条交替经过光电编码器，反馈的信号状态不同编码器，反馈的信号状态不同,即构成一个脉冲。因此即构成一个脉冲。因此360度共产生度共产生33个脉冲，每个脉冲的分辨率约为个脉冲，每个脉冲的分辨率约为10.91度，度，轮子直径为轮子直径为65mm，则周长方面
6、的分辨率约为则周长方面的分辨率约为6.19mm。声音传感器声音传感器能力风暴个人机器人上的麦克风能力风暴个人机器人上的麦克风microphone是能够识别声音声强大小的声音传感器。是能够识别声音声强大小的声音传感器。当对着当对着microphone发出一些声音，可以看到发出一些声音，可以看到microphone的值不断变化。它的变化范围是的值不断变化。它的变化范围是0255。麦克风采集到的信号通过麦克风采集到的信号通过LM386（IC5）进行放进行放大，放大倍数为大，放大倍数为200（由（由C13确定），输出信号接至确定），输出信号接至PE2。没有声音时，电压为没有声音时，电压为25V左右，转
7、换为左右，转换为8位位二进制数后得到的十进制整数为二进制数后得到的十进制整数为127左右左右能能力力风风暴暴还还能能集集成成很很多多其其他他的的传传感感器器，插插在在ASBus上即可使用。下面作简单介绍：上即可使用。下面作简单介绍：人体热释片传感器人体热释片传感器超声传感器超声传感器连续测距红外传感器连续测距红外传感器数字指南针数字指南针温度传感器温度传感器火焰传感器火焰传感器。能能力力风风暴暴计计算算机机硬硬件件微控制器（微控制器（MCU）68HC11E1有有CPU、片内存储器、定时器系统、片内存储器、定时器系统、串行口、串行口、A/D、并行并行I/O口，中断和复位系统组成。口，中断和复位系
8、统组成。68HC11E1原理结构图原理结构图外部存储器 能力风暴个人机器人扩展了能力风暴个人机器人扩展了32K的静态不挥发的静态不挥发RAM。其优点是既有静态其优点是既有静态RAM的速度和方便（的速度和方便（70ns），），又有又有EEPROM或或FlashRom的掉电不丢失性，从而能将的掉电不丢失性，从而能将程序和数据合用一个芯片。程序和数据合用一个芯片。AS62256写入的数据可保存写入的数据可保存十年以上，同时具有可靠的上电、掉电、强静电等数据十年以上，同时具有可靠的上电、掉电、强静电等数据保护功能。保护功能。AS62256在电压低于在电压低于4.5V，将自动封锁读将自动封锁读/写写操作
9、，已保护数据。因此电池电压过低时，单片机操作，已保护数据。因此电池电压过低时，单片机低电压保护没有来得及工作时，系统运行有可能失低电压保护没有来得及工作时，系统运行有可能失常。常。地址空间与地址空间与8个读写控制线选择对应表：个读写控制线选择对应表：写操作写操作读操作读操作OX4000OX4FFFOS0IS0OX5000OX5FFFOS1IS1OX6000OX6FFFOS2IS2OX7000OX7FFFOS3IS3电源与复位电路电源与复位电路能力风暴控制板采用能力风暴控制板采用Maxim603稳压芯片，提供稳压芯片，提供500MA，5V电压，该芯片自身的功耗很低。低电压复电压，该芯片自身的功耗
10、很低。低电压复位保护电路采用位保护电路采用DS1233，当电压低于当电压低于4.5V，将产生复将产生复位信号，同时红色位信号，同时红色BAT发光二极管变亮发光二极管变亮能力风暴采用能力风暴采用MAX232串口驱动芯片，有串口驱动芯片，有2路输入路输入输出，输出，PC发过来的信号发过来的信号IC7-9再经过一路输入去驱动再经过一路输入去驱动COM发光二极管，因此发光二极管，因此PC传数据给能力风暴时，黄色传数据给能力风暴时，黄色COM发光二极管会闪动。发光二极管会闪动。通通信信电机驱动电路电机驱动电路电机驱动采用广茂达定制的直流电机驱动芯片电机驱动采用广茂达定制的直流电机驱动芯片IC8（AS61
11、1）硬件扩展总线硬件扩展总线ASBUS能力风暴控制板设计了能力风暴控制板设计了ASBUS总线见（图），简单总线见（图），简单类似于类似于ISA和和PCI总线。采用堆叠式的总线。采用堆叠式的ASBUS扩展卡可扩展卡可以方便扩展控制板的功能。以方便扩展控制板的功能。ASBUSA和和ASBUSB分别有分别有14个信号线。个信号线。PCO-PC7：数据总线数据总线RESET：复位信号复位信号IRQ：外部中断输入脚外部中断输入脚VCC：+5V电源（负载不要超过电源（负载不要超过300MA）Vmotor：电机电压，也即电池电压，可接较大负载电机电压，也即电池电压，可接较大负载GND：地地IS0-IS3：输入选择线输入选择线0-3OS0-0S3：输出选择线输出选择线0-3PA1-PA2：输入捕捉口输入捕捉口PA3：输出比较口，已被喇叭、输出比较口，已被喇叭、DC3，servo使用，使用，PE5-PE7：模拟输入口模拟输入口l扩展光敏传感器l扩展红外接收传感器l扩展数字输出口、数字输入口l扩展伺服电机口（6个）l扩展机械手爪、手臂等。扩 展 应 用