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消防滅火機器人的設計與制作之主控板

作者: 山東國泰科技有限公司 時間:2015-06-24 來源:山東國泰科技有限公司 點擊:
摘要:消防滅火機器人控制主板主要分為上層最小系統板,包括微處理器、指示燈、按鍵等;下層板主要包括A/D采樣模塊、電機驅動模塊、穩壓電源模塊等。...

在控制主板的設計過程中,考慮到系統的可重用性和靈活性,采用兩個雙面板相連的設計,即上層是ARM最小系統板,下層是系統附加功能擴展板,這樣的設計也降低了PCB設計的復雜性。PCB設計中大量采用貼片元器件,提高了系統的穩定性。

消防滅火機器人控制主板主要分為上層最小系統板,包括微處理器、指示燈、按鍵等;下層板主要包括A/D采樣模塊、電機驅動模塊、穩壓電源模塊等。控制主板實拍圖如下:

消防滅火機器人上層最小系統板設計時考慮今后能獨立使用在其它平臺上,所以電路中包含了電源電路、復位電路,JTAG調試電路等,并且搭載了三個LED、四個KEY、一個BEEP作為系統的輸入輸出裝置。

電源電路采用簡單的三端穩壓IC,加入鉭電容和瓷片電容進行濾波,并在MCU的電源輸入口再次用鉭電容和104瓷片電容進行濾波,防止MCU因為電源波動意外復位,保證系統穩定可靠運行。

復位電路采用集成的復位芯片CAT1025,該芯片支持高、低電平復位以及上電和手動兩種復位方式,并且內部集成了EEPROM,通過IIC總線與MCU進行通信,能夠存儲一些系統常用配制信息。

一般情況下,MCU的吸收電流比驅動電流要大,因此LED的連接采用共陽的方式,即將LED陽極接到3.3V電源上,將負極連到I/O口上,如此可以減輕MCU的驅動負擔。

另外,在最小系統板上也留出了豐富的擴展接口如串口、IIC、USB口,USB工作指示燈接口在不使用時亦可當作普通I/O口來使用。

為了最小系統板在獨立使用時容易放置并且防止短路,將接插件母座焊接在最小系統板反面,與安裝在下層板正面的公座對接。

消防滅火機器人下層板留出了許多功能接口,以便將來能即插即用。下層板的外圍放置的是接插件和大的分立器件,中間區域即最小系統板下面是不用插拔且體積較小的四個穩壓電源電路及聲音檢測電路,既節省了空間又不會與上層板接觸。

下層板共有十路A/D插座供傳感器使用,兩路PWM輸出控制舵機,兩路直流電機驅動,兩路邊緣捕獲輸入用來連接電機碼盤反饋,提供包含電源的四針UART、IIC各一路。

在消防滅火機器人其它空余地方放置了標準間距的焊盤供系統擴展其它功能使用。


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