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摘要 目前，移动机器人具有很大的开发空间。无线控制成为移动机器人必不可少的控制方式。机器人的机械结构决定了移动机器人的功能，由此来确定合适的驱动系统。再利用强抗干扰能力的无线收发一体传输MODEM模块PTR2000芯片，通过机器人的单片机对机器人关节步进电机和驱动电机进行控制，实现了数据的无线传输，来控制机器人的运作。
关键词：履带式机器人；无线控制；单片机；
【中图分类号】TP242
0引言
机器人的诞生于20世纪，发展比较快，而且应用极其广泛，应用于抗震救灾，机械加工生产，科学研究，机械制造中，对人们的生活生产起到了巨大的影响，在生活与生产中早就成为了必不可少的生产力，加快了人类的进步，社会的发展，国家先进水品的提高，一个先进的机器人，不仅代表着一个国家的科学技术，更能给一个国家带来更加快速的发展，因此，太多的国家都在投入大量的资金，进行机器人的开发与研究，给国家带来更大的利益。
1 履带式移动机器人总体结构
1.1 履带式移动机器人的运动机构
履带机器人的运动机构由履带式移动机构和五自由度机械臂两部分组成。
实现了在很大范围的破障工作。
1.2 履带式移动机器人的控制系统
该机器人的体系结构采用各部分独立控制，机器人微控制器系统主要是由多个单片机控制器组成，它们负责完成传感器的信息采集，遥控计算机的通讯，电机控制。
2 履带式移动机器人的硬件设计
2.1 移动机器人的微控制系统设计
移动机器人控制系统的选择上。目前主要采用由运算能力庞大的上位机和下位机构成的主从控制系统。移动机器人的微控器系统图如图2-1所示。
2.1.1 主单片机的选择及控制系统设计
当前微控制器我们采用的是由凌阳科技推出的16位结构的SPCE061A。SPCE061A里只内嵌32K字的闪存（FLASH）。能够快速处理复杂的数字信号。SPCE061A特点[2]有以下几点：
·内置2K字SRAM； 内置32K FLASH；
·2个16位可编程定时器/计数器（可自动预置初始计数值）； 2个10位DAC（数-模转换）输出通道； 32位通用可编程输入/输出端口；
1）时钟电路
SPCE061A时钟电路采用晶体振荡电路。晶振准确，时钟电路采用外接晶振。时钟电路如图2-3[1]。
2）复位电路
实现SPCE061A的复位需要在RESET端加上一个低电平，使单片机内的各寄存器的值回归初始值，复位结束后，程序将由内部FLASH存储器8000H地址单元取指执行。
3）存储器的扩展
本文利用SPR4096对SPCE061A进行扩展，SPR4096是凌阳公司推出的4Mbits高性能的FLASH存储芯片[1]。
2.1.2 从单片机的选择
从单片机我们选择ATMEL[1]公司AT89系列中经济低价，运行速度快的AT89C2051。
2.2 履带式移动机器人无线通讯模块的硬件设计
无线通信环节是图像信息、传感器信息和控制量信息的重要桥梁。
2.2.1 数据无线通信系统设计
数据无线通信系统实现了遥控计算机和机器人双向的数据交换。无线数据收发模块采用基于nRF401无线通信单片机的PTR2000，19. 2K无线收发数传MODEM。
3 履带式移动机器人控制系统软件设计
履带式移动机器人控制系统的软件编制主要是主单片机控制系统的编制。
3.1 主单片机与无线通信模块串行通讯程序设计
单片机与外设之间的串行通讯是由UART模块提供了一个全双工标准接口。借助于IOB口的特殊功能和UART IQR中断，可以同时完成UART接口的接收发送数据的过程。
3.1.1 通讯程序的设计
主单片机SPCE061A与无线传输模块PTR2000的通信程序主要包括：主单片机SPCE061A的主程序和收发中断子程序。
1）主单片机SPCE061A串口参数的初始化
首先对B口状态进行设置，将第7位设置为输入口。其次是设定波率，通过寄存器来设置串行通信波特率。再次是设置数据格式并允许中断。
2）发送、接收子程序流程图
发送/接收完一组串行数据时，串行口电路自动使串行口控制寄存器 输入与输出中断标志归1。将信息反馈给CPU，CPU响应后，立即中断程序。主程
3.2 主单片机与从单片机之间的多机通讯
串口控制寄存器SCON中有一个用于多机通信的控制位SM2。多机通信一般使用串口通信方式2或方式3。
3.2.1 多機串行通讯协议定制
1.首先使所有从单片机的SM2位置1处于只接收地址帧的状态。
2.主单片机先发送一帧地址信息，该位置1表示该帧为地址信息。
3.从单片机接收到地址帧后，对于地址相符的那个从单片机，使SM2位清0，以接收主机随后发来的所有信息；对于地址不符的从机，仍保持SM2=1。
3.2.2 多机通讯流程设计
设主单片机发送的地址联络信号00H， 01H， 02H， 03H， 04H， 05H，06H为从单片机设备地址，地址0FFH是命令各从单片机恢复SM2为1的状态即复位。主机的命令编码为：01H请求从单片机接收主单片机的数据命令；02H请求从单片机向主单片机发送数据命令。其它都按从单片机向主单片机发送数据命令02H对待。
4 结论
本论文设计了一个履带式移动机器人的无线控制系统，并通过无线数传模块和无线图像传输系统，利用单片机作为核心系统，实现了履带式移动机器人的无线控制，以及对远程机器人的实时监控。
参考文献
[1] MCU-DSP型单片机原理与应用——基于凌阳16位单片机[M] .第1期.北京：北京航空航天大学出版社，2006.
[2]凌阳科技SPCE061A英文数据手册.
[3]谭家玉等.单片机原理及接口技术：凌阳16位及51系列8位单片机[M].第2期.哈尔滨工业大学出版社，2003.
[4]李朝青.单片机原理与接口技术[M].第3期.北京：北京航空航天大学出版社，1994.
[5]武兴建，吴金宏.无线收发数传MODEM模块PTR2000的原理与应用[J].国外电子元件，2001，12：4～6.
[6]于元隆，樊铁馄等.移动机器人THMR-V遥控系统的设计与实现[J].计算机工程与应用，2003，25： 202～205.
关键词：履带式机器人；无线控制；单片机；
【中图分类号】TP242
0引言
机器人的诞生于20世纪，发展比较快，而且应用极其广泛，应用于抗震救灾，机械加工生产，科学研究，机械制造中，对人们的生活生产起到了巨大的影响，在生活与生产中早就成为了必不可少的生产力，加快了人类的进步，社会的发展，国家先进水品的提高，一个先进的机器人，不仅代表着一个国家的科学技术，更能给一个国家带来更加快速的发展，因此，太多的国家都在投入大量的资金，进行机器人的开发与研究，给国家带来更大的利益。
1 履带式移动机器人总体结构
1.1 履带式移动机器人的运动机构
履带机器人的运动机构由履带式移动机构和五自由度机械臂两部分组成。
实现了在很大范围的破障工作。
1.2 履带式移动机器人的控制系统
该机器人的体系结构采用各部分独立控制，机器人微控制器系统主要是由多个单片机控制器组成，它们负责完成传感器的信息采集，遥控计算机的通讯，电机控制。
2 履带式移动机器人的硬件设计
2.1 移动机器人的微控制系统设计
移动机器人控制系统的选择上。目前主要采用由运算能力庞大的上位机和下位机构成的主从控制系统。移动机器人的微控器系统图如图2-1所示。
2.1.1 主单片机的选择及控制系统设计
当前微控制器我们采用的是由凌阳科技推出的16位结构的SPCE061A。SPCE061A里只内嵌32K字的闪存（FLASH）。能够快速处理复杂的数字信号。SPCE061A特点[2]有以下几点：
·内置2K字SRAM； 内置32K FLASH；
·2个16位可编程定时器/计数器（可自动预置初始计数值）； 2个10位DAC（数-模转换）输出通道； 32位通用可编程输入/输出端口；
1）时钟电路
SPCE061A时钟电路采用晶体振荡电路。晶振准确，时钟电路采用外接晶振。时钟电路如图2-3[1]。
2）复位电路
实现SPCE061A的复位需要在RESET端加上一个低电平，使单片机内的各寄存器的值回归初始值，复位结束后，程序将由内部FLASH存储器8000H地址单元取指执行。
3）存储器的扩展
本文利用SPR4096对SPCE061A进行扩展，SPR4096是凌阳公司推出的4Mbits高性能的FLASH存储芯片[1]。
2.1.2 从单片机的选择
从单片机我们选择ATMEL[1]公司AT89系列中经济低价，运行速度快的AT89C2051。
2.2 履带式移动机器人无线通讯模块的硬件设计
无线通信环节是图像信息、传感器信息和控制量信息的重要桥梁。
2.2.1 数据无线通信系统设计
数据无线通信系统实现了遥控计算机和机器人双向的数据交换。无线数据收发模块采用基于nRF401无线通信单片机的PTR2000，19. 2K无线收发数传MODEM。
3 履带式移动机器人控制系统软件设计
履带式移动机器人控制系统的软件编制主要是主单片机控制系统的编制。
3.1 主单片机与无线通信模块串行通讯程序设计
单片机与外设之间的串行通讯是由UART模块提供了一个全双工标准接口。借助于IOB口的特殊功能和UART IQR中断，可以同时完成UART接口的接收发送数据的过程。
3.1.1 通讯程序的设计
主单片机SPCE061A与无线传输模块PTR2000的通信程序主要包括：主单片机SPCE061A的主程序和收发中断子程序。
1）主单片机SPCE061A串口参数的初始化
首先对B口状态进行设置，将第7位设置为输入口。其次是设定波率，通过寄存器来设置串行通信波特率。再次是设置数据格式并允许中断。
2）发送、接收子程序流程图
发送/接收完一组串行数据时，串行口电路自动使串行口控制寄存器 输入与输出中断标志归1。将信息反馈给CPU，CPU响应后，立即中断程序。主程
3.2 主单片机与从单片机之间的多机通讯
串口控制寄存器SCON中有一个用于多机通信的控制位SM2。多机通信一般使用串口通信方式2或方式3。
3.2.1 多機串行通讯协议定制
1.首先使所有从单片机的SM2位置1处于只接收地址帧的状态。
2.主单片机先发送一帧地址信息，该位置1表示该帧为地址信息。
3.从单片机接收到地址帧后，对于地址相符的那个从单片机，使SM2位清0，以接收主机随后发来的所有信息；对于地址不符的从机，仍保持SM2=1。
3.2.2 多机通讯流程设计
设主单片机发送的地址联络信号00H， 01H， 02H， 03H， 04H， 05H，06H为从单片机设备地址，地址0FFH是命令各从单片机恢复SM2为1的状态即复位。主机的命令编码为：01H请求从单片机接收主单片机的数据命令；02H请求从单片机向主单片机发送数据命令。其它都按从单片机向主单片机发送数据命令02H对待。
4 结论
本论文设计了一个履带式移动机器人的无线控制系统，并通过无线数传模块和无线图像传输系统，利用单片机作为核心系统，实现了履带式移动机器人的无线控制，以及对远程机器人的实时监控。
参考文献
[1] MCU-DSP型单片机原理与应用——基于凌阳16位单片机[M] .第1期.北京：北京航空航天大学出版社，2006.
[2]凌阳科技SPCE061A英文数据手册.
[3]谭家玉等.单片机原理及接口技术：凌阳16位及51系列8位单片机[M].第2期.哈尔滨工业大学出版社，2003.
[4]李朝青.单片机原理与接口技术[M].第3期.北京：北京航空航天大学出版社，1994.
[5]武兴建，吴金宏.无线收发数传MODEM模块PTR2000的原理与应用[J].国外电子元件，2001，12：4～6.
[6]于元隆，樊铁馄等.移动机器人THMR-V遥控系统的设计与实现[J].计算机工程与应用，2003，25： 202～205.