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[原创]基于Blankfin平台的无线网络音视频采集机器人平台-硬件介绍

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机器人终端硬件包括系统板和伺服机构两部分,其中系统板基于Blankfin处理器芯片,外部扩展RAM和FLASH存储器以便于运行嵌入式操作系统,通过usb接口连接摄象头和无线网卡,用于运行操作系统、采集图象信息并与PC终端通讯;伺服机构主要为两片LMD18245芯片和直流电机,通过STR710芯片的GPIO与系统板相连,负责控制机器人的运动。

下面分别对各重要部分电路作简单介绍:

a,电源部分:

外部电源输入电压为5V,通过由图中L1、L2、C1-C4组成的去耦电路后,一路作为USB接口电源,另一路接到LM1117芯片,LM1117芯片将5V 电压转化为3.3V电压,供数字芯片使用。

此外,STR710芯片、晶振以及串口芯片MAX3232各用一个10uF和一个0.1uF电容去耦,其余芯片则各并联一个0.1uF电容。

b,STR710处理器部分:

处理器芯片采用STR710FZ2T6芯片,由/CS0和/CS1信号分别选通外部扩展的FLASH和RAM地址段,使用了芯片的USB、JTAG接口和U2串口;另外,芯片的P2.8-P2.15和P1.0-P1.6引脚用于控制伺服机构,P1.13 、P1.14用于控制PCB板上的两个指示灯LED。

c,时钟源部分:

系统使用3个晶振,其中16M和48M的有源晶振信号分别作为STR芯片的主时钟和USB时钟,32K的振荡器用于提供实时时钟信号。

d,存储器部分:

由于处理器芯片数据总线为16位,寻址方式为双字节,地址线A0固定为低电平,所以A0地址线不使用,直接以A1为最低位地址。

RAM:

RAM通过STR710的/CS1信号选通,考虑到需要运行操作系统,需要较大的内存,采用TC55V8200芯片,TC55V8200是TOSHIBA公司生产的CMOS静态RAM,8位数据总线,每片可以提供2M字节的容量。采用位扩展的方法,将两片TC55V8200分别定义为16位数据的D0~D7和D8~D15,与STR710芯片的16位数据总线相连,可得到4M字节的容量。/WR0 、/WR1低高字节写允许信号分别接到两片RAM的/WE端,控制奇偶地址单元的写允许。

FLASH memory:

FLASH存储器采用ST39VF640芯片,它有8M字节容量,16位数据总线,可与STR710芯片直接相连。芯片由/CS0信号选通,/WR0 信号控制写允许,通过J_FALSH跳线可以控制芯片的写保护,防止数据被破坏。

e,串口接口部分:

STR710的U2串口用于调试时与PC机之间的通讯,DB-9接口的RTS连到自身的CTS和RI端,同时DTR线也连到自身DSR端,这样只要接通电源就可以直接传输数据。

为了符合RS232C规定的电压标准, RX、TX信号通过MAX3232芯片进行电压转换,由于MAX3232对电源的影响比较大,所以对其多加了一个10uF的去耦电容。

f,JTAG调试接口部分:

g,USB接口部分:

USB接口对于系统很重要,重要部件(CMOS摄象头和无线网卡)都通过USB接口与系统相连。由于需要扩展两个USB接口,初步打算只在PCB板上画一个USB接口,通过外接市场上购买的USB扩展坞扩展。

f,无线传输模块:

无线模块采用基于802.11协议的WLAN。在机器人端和pc端各有一块,通过usb接口接入系统,在有效范围内传输速率可达300kbps左右。

g,伺服机构:

考虑到机器人的速度不用太快,却需要适应较复杂的环境,而履带具有爬坡能力强、转弯半径小等优点,正满足要求,所以采用履带驱动。左右履带各采用一个普通永磁直流电机驱动,电机用脉冲控制,为了保持两台电机的同步,采用了锁相环反馈的方法,并通过功放电路增加输出功率。

硬件部分就这些了,呵呵,累啊,童鞋们,投票啦!!!

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