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消防灭火机器人的设计与制作之主控板

作者: 山东国泰科技江苏快3 时间:2015-06-24 来源:山东国泰科技江苏快3 点击:
摘要:消防灭火机器人控制主板主要分为上层最小系统板,包括微处理器、指示灯、按键等;下层板主要包括A/D采样模块、电机驱动模块、稳压电源模块等。...

在控制主板的设计过程中,考虑到系统的可重用性和灵活性,采用两个双面板相连的设计,即上层是ARM最小系统板,下层是系统附加功能扩展板,这样的设计也降低了PCB设计的复杂性。PCB设计中大量采用贴片元器件,提高了系统的稳定性。

消防灭火机器人控制主板主要分为上层最小系统板,包括微处理器、指示灯、按键等;下层板主要包括A/D采样模块、电机驱动模块、稳压电源模块等。控制主板实拍图如下:

消防灭火机器人上层最小系统板设计时考虑今后能独立使用在其它平台上,所以电路中包含了电源电路、复位电路,JTAG调试电路等,并且搭载了三个LED、四个KEY、一个BEEP作为系统的输入输出装置。

江苏快3 电源电路采用简单的三端稳压IC,加入钽电容和瓷片电容进行滤波,并在MCU的电源输入口再次用钽电容和104瓷片电容进行滤波,防止MCU因为电源波动意外复位,保证系统稳定可靠运行。

复位电路采用集成的复位芯片CAT1025,该芯片支持高、低电平复位以及上电和手动两种复位方式,并且内部集成了EEPROM,通过IIC总线与MCU进行通信,能够存储一些系统常用配制信息。

一般情况下,MCU的吸收电流比驱动电流要大,因此LED的连接采用共阳的方式,即将LED阳极接到3.3V电源上,将负极连到I/O口上,如此可以减轻MCU的驱动负担。

另外,在最小系统板上也留出了丰富的扩展接口如串口、IIC、USB口,USB工作指示灯接口在不使用时亦可当作普通I/O口来使用。

为了最小系统板在独立使用时容易放置并且防止短路,将接插件母座焊接在最小系统板反面,与安装在下层板正面的公座对接。

消防灭火机器人下层板留出了许多功能接口,以便将来能即插即用。下层板的外围放置的是接插件和大的分立器件,中间区域即最小系统板下面是不用插拔且体积较小的四个稳压电源电路及声音检测电路,既节省了空间又不会与上层板接触。

下层板共有十路A/D插座供传感器使用,两路PWM输出控制舵机,两路直流电机驱动,两路边缘捕获输入用来连接电机码盘反馈,提供包含电源的四针UART、IIC各一路。

在消防灭火机器人其它空余地方放置了标准间距的焊盘供系统扩展其它功能使用。


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