术语和定义

参考文献

有关文件及软件，请浏览:

//www.wsdof.com/configurable-mixed-signal．

下载我们的免费GreenPAK软件设计师(1]以打开。gp文件[2]，并查看所提出的电路设计。使用GreenPAK开发工具(3.可以在几分钟内将设计冻结到您自己定制的集成电路中。雷竞技电竞平台Dialog Semiconductor提供完整的申请资料库[4]，包括设计实例，以及对Dialog IC的功能和模块的解释。

1. GreenPAK设计软件，《软件下载及用户指南》，Dialog Semiconductor雷竞技电竞平台
2. AN-CM-215迷宫奔跑机器人，绿派克设计文件，Dialog半导体雷竞技电竞平台
3. GreenPAK开发工具， GreenPAK开发工具网页，Dialog半导体雷竞技电竞平台
4. GreenPAK应用笔记，绿派克应用笔记网页，对话半导体雷竞技电竞平台

介绍

解迷宫机器人起源于20世纪70年代。从那时起，IEEE一直在举办被称为“微型老鼠大赛”的迷宫解决竞赛。比赛的目标是设计一个机器人，它能尽快找到迷宫的中点。用于快速解决迷宫的算法通常分为三类;随机搜索，迷宫绘图，和左右墙以下的方法。

这些方法中最有用的是墙壁跟随法。在这种方法中，机器人沿着迷宫的左右侧壁行走。如果出口点与迷宫的外墙相连，机器人就会找到出口。本应用笔记使用正确的墙遵循的方法。

硬件

这个应用程序使用:

• 2个锋利的模拟距离传感器
• 跟踪传感器
• 编码器
• 电动机和电动机驱动器
• 对话框GreenPAK™SLG46531V
• 电压调节器、机器人底盘等。

我们将使用模拟距离传感器来确定距离右墙和前墙。Sharp距离传感器是许多需要精确距离测量的项目的流行选择。这种红外传感器比声纳测距仪更经济，但它提供了比其他红外替代品更好的性能。

传感器的输出电压与测量距离之间存在非线性的逆关系。图中显示了传感器输出与测量距离之间的关系图1．

黑色背景下的白线被设定为目标。我们将使用跟踪传感器来检测白线。跟踪器传感器有5个模拟输出，输出的数据受被测物体的距离和颜色的影响。红外反射率越高(白色)的测点输出值越高，红外反射率越低(黑色)的测点输出值越低。

我们将使用pololu车轮编码器来计算机器人的旅行距离。这一正交编码器板的设计工作与pololu微型金属齿轮电机。它的工作原理是在Pololu 42毫米×19毫米轮毂内放置两个红外反射传感器，测量轮辋上12个齿的运动。

电机驱动电路板(L298N)用于控制电机。INx引脚用于引导电机，ENx引脚用于设置电机的速度。

此外，电压调节器用于降低电压从电池到5 V。

算法描述

这个应用笔记包含了正确的墙壁遵循的方法。这是基于通过选择最正确的可能方向来组织方向优先级。如果机器人检测不到右边的墙，它就向右转。如果机器人检测到右边的墙，而前面没有墙，它就向前走。如果机器人的前面和右边有一堵墙，它就会向左转弯。

需要注意的是，机器人刚向右转后就没有墙可以参考了。

因此，“右转”分三步完成。向前走，右转，向前走。

此外，机器人在前进时必须与墙壁保持一定的距离。这可以通过调整一个电机比另一个更快或更慢来实现。

流程图的最终状态如图所示图10．

设计

的GreenPAK设计由两部分组成。这些都是:

• 距离传感器ASM数据的解释/处理
• 状态和电机输出

远距离传感器数据的解释/处理

解释来自距离传感器的数据是很重要的。机器人的动作是根据距离传感器的输出进行深思熟虑的。由于距离传感器是模拟的，我们将使用acmp。通过将传感器的电压与预定的阈值电压进行比较，确定机器人相对于墙壁的位置。

我们将使用3个acmp;

• 检测前壁(ACMP2)
• 检测右壁(ACMP0)
• 保护右壁距离(ACMP1)

由于ACMP0和ACMP1依赖于相同的距离传感器，因此我们对两个比较器使用相同的IN+源。给ACMP1 25mv的迟滞可以防止信号的恒定变化。

我们可以根据acmp的输出来确定方向信号。如图所示的电路图12描述中概述的流程图图7．

同样，指示机器人相对于右壁位置的电路如图所示图13．

ASM状态和电机输出

这个应用程序利用异步状态机(ASM)来控制机器人。ASM中有8个状态，每个状态有8个输出。输出RAM可用来调整这些输出。各州如下:

• 开始
• 控制
• 离开右边的墙
• 靠近右边的墙
• 向左转
• 移动Forward-1
• 向右转
• 移动Forward-2

这些状态决定了电机驱动器的输出并指导机器人。有3个输出GreenPAK每个马达。两个决定电机的方向，另一个输出决定电机的速度。根据这些输出电机的运动情况如下表所示:

三机一体	IN2	定义
0	0	汽车仍掉
0	1	电机顺时针旋转
1	0	电机逆时针旋转
1	1	汽车仍掉

脉宽调制	定义
0	高速
1	低速

M1-A	M1-B	m2	M2-B	运动
0	0	0	0	停止
1	0	0	1	前进
0	1	1	0	向后移动
1	0	1	0	向右转
0	1	0	1	向左转

M1-A	M1-B	m2	M2-B	PWMA	PWMB	运动
1	0	0	1	0	1	靠近右边的墙
1	0	0	1	1	0	离开右边的墙

ASM输出RAM是从这些表派生出来的。它显示在图14：

除了电机驱动器，还有两个输出。这些输出进入相应的延迟块，使机器人能够移动一定的距离。

这些延迟块的输出也连接到ASM的输入端。

pwm被用来调节电机的速度。ASM被用来确定什么PWM电机将运行。PWMA-S和PWMB-S信号被设置为mux选择位。

结论

在这个项目中，我们使用了对话框GreenPAKSLG46531V创造了一个解迷宫机器人。我们解释来自多个传感器的数据，用GreenPAK然后用电机驱动器驱动电机。一般来说，微处理器用于这类项目，但是GreenPAK与MCU相比，它有几个优点:体积更小，价格更便宜，可以比MCU更快地处理传感器输出。