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计算机与微控制器的连接方法
来源:本站整理  作者:佚名  2011-10-27 15:15:57



  二、电机和其他输出
  
  机器人利用各种输出来作出一些身体反应。最经常的做法是把一个或更多的电机作为机器人的输出,使机器能够运动。在活动机器人上,电机驱动车轮,使机器人可以在地面上活动。在静止机器人上,电机被安装在手臂和手掌机构上,使机器人可以抓住和操纵物体。电机并不是为机器人提供活动能力的唯一手段。机器人可以利用螺线管绕桌子踊跃,或利用泵和阀门给气动或水流动压力系统提供动力。不管机器人使用什么系统,基本概念都是相同的:

  机器人的控制电路(如计算机)把电压送到输出端,去接通电机、螺线管或泵。当电压撤除时,电机之类的执行装置停止动作。

  其他的常用输出类型其他的输出类型用于以下目的:

  ■声音。机器人可以发声来警告您注意面临的危险或者恐吓入侵者。如果您已建造了R2-D2之类的机器人,那么机器人可能用瞅声和噗噗声与您交流。但您仍能听懂它讲的意思。

  ■话音。合成的或录制的话音使机器人能够以更像人的方式进行交流。

  ■视觉指示。利用发光二极管( LED)、数值显示器、或液晶显示器( LCD)之类的视觉指示帮助机器人以直接的方式与您交流。

  考虑功率需求机器人的输出通常是驱动重负载:电机、螺线管、泵、甚至于大音量的声音,因而需要很大的电流。典型的机器人控制计算机不能在任何输出端提供大于15—22mA的电流。这只够点亮一个或两个LED,但远不足以满足其他需要。

  为了用一个输出端驱动负载,必须增加一个大功率元件以提供适当的电流。这样的功率元件可以是一个晶体管这么简单;也可以是现成的功率驱动器电路,它能够驱动很大马力的大型电机。一种常见的功率驱动器是H电桥,这种叫法来源于其中所用的多个晶体管以电机或其他负载为中心组成“H”形线路(请参阅“直流电机工作原理”,可更深入了解H形电桥)。H电桥可直接连接机器人的控制计算机,以便向负载提供合适的电压与电流。

  三、输入与输出结构
  
  机器人的体系结构需要模式设定或传感器之类的输入以及电机控制或语音之类的输出。如您所知,计算机或微控制器的基本输入和输出是两态的二进制电压电平(断和通).通常为0伏和5伏。两类接口用来把这些HIGH/LOW(高/低)数字信号转换给机器人的控制计算机,它们是并行接口和串行接口。

  1.并行接口在并行接口中,利用8根线每次传输多位的数据。并行接口能够在较短的时间内传输更多的信息,因而并行接口的速度高。它每次发送整个字节(8位)的数据。在打印文本时,每个字节代表一个不同的字符如A或8。这些字符可以用不同组合的8位数据来表示。

  2.串行接口并行接口的缺点是耗用了机器人计算机或微控制较多的输入/输出线。

  控制计算机的外接线(I/O线)很有限,一盘为1 6根或更少。如果机器人使用两个8位的并行口,就没有什么I/O线可供他用,另一方面,串行接口只用一根线来传输数据,因此节约了I/O线。串行接口的工作方式是把一个字节分成一个个的位,然后以一个文件的方式把每个位沿线路发送下去。串行接口有许多种方案,分别使用1、2、3或4根I/O线。

  另外的I/O线被用于在数据的发送方和数据的接收方之间进行定时和协调等。

  机器人可用的许多传感器都有串行接口,从表面上看串行接口似乎比并行接口不太好用。但事实上并非如此,如果硬件和软件严格配合的话。在您可以使用来自传感器的串行数据之前,您必须先拆分出所有的位,然后把它们组装成8位或16位数据,用它来代表某种有意议的数值(如传感器与某个物体之间的距离)。重组串行数据会比较容易,如果您使用计算机或微控制器的话,因为在控制计算机里有您所需的软件替您做一切工作。例如.BasICStamp lI只需一条命令就可做好这项工作。在本书的余下几章中,您会学会机器人的计算机和其他电子控制电路的更多知识。

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