足球机器人无线通讯系统设计方案：基于POR8000+芯片与P89LV51RD2单片机的科技研究_W66利来国际

PDF文档在WAP端浏览体验可能较差。建议您选择TXT优先或下载源文件到本机查看。

科学技术

高等院校科学研究

足球机器人无线通信系统设计方案keton

杨奇第二炮兵青州军官学校

[摘要] 本文介绍了足球机器人及足球机器人通信子系统的基本情况、电路设计要求、原则等，提出了通信系统设计的解决方案。使用POR8000+无线通信芯片和Philips单片机P89LV51RD2设计无线通信系统，包括芯片的介绍和推出、连接

接收模块电路设计。系统稳定可靠。强劲的冲击力很强并且很容易实现。

[关键词] 足球机器人无线通讯 POR8000+芯片 P89LV51RD2 单片机

0.引言足球机器人是一项具有挑战性的高科技密集型项目。集小型汽车机械、机器人、机电一体化、单片机、数据融合、精密仪器、实时数字信号处理、图像处理与图像识别、图像处理与图像识别、图像处理与图像识别、图像图像处理、图像识别、图像处理、图像识别、图像处理、图像识别、图像识别、图像处理、图像识别、图像处理、图像识别、图像处理、图像识别、图像处理、图像识别、图像处理、图像识别, 图像处理和图像识别, 图像处理, 图像识别, 图像处理、图像识别、图像处理、图像识别、图像处理、图像识别、图像处理、图像识别、图像处理和图像识别、图像处理和图像识别、知识工程和专家系统、决策、轨迹规划、自组织自学习理论、多智能协调、无线通信等理论和技术。高新技术进步的生动窗口和促进科技成果实用化、产业化的新途径。 1.足球机器人及比赛介绍'1.1足球机器人系统的组成足球机器人系统是一个典型的多智能体系统(Multi-AgentSystem)。在小组中，团队的三到五个机器人通过合作完成给定的任务。整个系统工作的环境是动态的，对手机器人的运动往往是不可预测的。这就要求机器人要求机器人球员不仅能准确地控制自己，还能主动跟踪和控制球。这对移动机器人的设计和制造技术提出了很高的要求。电机驱动控制、图像处理、传感器和人工智能。连续两次模拟组冠军，现在有了足球

机器人系统的推广，越来越多的大学和科研院所开始关注并组织研究。

球机器人。 2、足球机器人通讯系统简介根据比赛规则的通讯，介绍通过无线通讯的方式。为了实现一对一通信，机器人足球队的通信方式采用广播方式，因此机器人采用统一的通信频率。使用不同的机器人小车根据自己的标识位置进行分区

别了，每个机器人都可以接收上位机发送的任何指令。如果机器人检测到该信号的字节与自身标识一致，则判定后续命令有效，即执行命令。

该系统包括：机器人子系统、视觉子系统、决策子系统和通信子系统四个

部分。

图2 足球机器人无线通信图

由此可见，小群足球机器人无线通信系统的特点如下 2 刚刚

(1)它是一对多的无线通信。场上有5个机器人，需要

每个机器人都必须有自己的指令标识，以接收自己的控制指令。

(2)由于竞争中干扰较多，有一些在该频段空间的噪声，支流电机的噪声，以及系统内部的噪声。游戏中有一个祈祷1足球机器人游戏所使用的硬件系统。机器人比赛的思路介绍了机器人足球比赛。首先是加拿大不列颠哥伦比亚大学教授AlanMackworth，他在1992年的论文中获得了1992年的冠军团队。他的目的是通过机器人足球比赛为人工智能和智能机器人学科的发展提供一个标志性且具有挑战性的话题。这一想法一经提出，就得到了各国科学家的普遍认可和积极响应。许多知名研究机构和组织已经开始研究实施并不断推动其发展。目前，与机器人足球比赛相关的国际组织有Robocup联盟和FIRA组织。 “机器人世界杯”（频段相似造成的。因此，系统必须具有较高的抗干扰能力和稳定性。0）从整个足球机器人的工作流程来看，每个周期的时间越少越好，因此如果速度快的话无线通信的跟不上，将会限制机器人小车灵活有效的运动。因此，通信系统的速度也

有必要考虑一下。目前最快的足球机器人系统每秒可以完成60次

闭环控制。 (4)由于比赛限制机器人的尺寸(O≤15ra)，通信系统的接收电路不能超过限制尺寸0.3。发射模块设计 3.1 通信芯片选型

叫Robocup）L》已经举办过几届机器人世界杯，几十个国家数百个国家

该队前来参加EL的.robocup，在欧洲和美国产生了很大的影响，并成为全球最具影响力的球队。参加人数最多的机器人足球组织。部分竞赛项目包括：（一）模拟竞赛

泵

nⅸ_l 列

P 腿 n

SC：L（莫西

（二）小团体（SMA“一刎机器人大赛”

（3）中型机器人竞赛（4）索尼有长腿机器人竞赛（5）类人机器人迁移L计划游戏。 1997年，

MS0

苍凉

^多重耐药

图3 基本硬件接口机器人竞赛推荐使用国际数据传输频段418MHz和433MHz。根据这个要求，可以选择BadiometRix公司生产的BIM系列芯片或者国内信息提供的国内信息。集成芯片PTRS000+.PTR8000+比BLM2-418-160/BIM2-433 160更强大。首先是无线运营商推出；二、PTR8000+a芯片可用

该油田位于韩国。它每年组织一次机器人足球世界杯。开展该领域的学术讨论也是必要的。

在我国，最早涉及足球机器人系统的是东北大学。他们开发的系统从软件到硬件填补了国内空白。达到国际先进水平，并在1999年FIRA标准动作比赛中取得佳绩。中国在世界杯上获得第一枚金牌。 2000年，第四届Robocup在澳大利亚墨尔本举行。在参加的40支队伍的模拟队中，中国科学技术大学的WrishTeagle队有20个进球。淘。

通过初始配置选择11个频率，每个BIM芯片只有一个频率，而

价格方面，PTR8000+也比较经济。其硬件接口由TRX-CE、TX-N、PWR组成。

上届第五名的德国队等强队最终获得第九名。 Wrishte Yu E队是中国第一支进入机器人世界杯足球赛的球队。

万方数据

一个77——

科技资讯

高等院校科学研究

节日，因为发射舱在外面。对于发射模块的电路板尺寸没有太多要求。而且干扰也比较小。接收电路受到多种噪声和干扰的作用。设计不合理也有可能干扰机器人内其他模块的正常工作。设计电路图如下：

种植工作模式：掉电及SPI编程模式、待机及SPI编程模式、发射模式、接收模式各种模式的控制模式如下：

PWR O lll TRX -CE XO 1 1 TX -CE XXO L

工作模式掉电和SPI编程模式待机和SPI编程模式接收发射

SPI接口由SPI接口SCK、Miso、MOSI和CSN组成。配置模式下，单片机通过SPI接口配置FLRR8000+的工作参数；在发射和接收模式下，单片机SPI接口发射和接收数据。

状态输出接口提供载波检测输出CD、地址匹配输出AM、数据准备好

输出DR。 3.2 单片机选型通信模块PTRS000+为3V供电，这对与其配套的单片机要求也较低，所以PHILIPS最新单片机P89LV51rd2.P89LV51RD2的典型特点是其X2方法选项对于X2方法选项设计者可以通过此功能选择应用程序的时钟频率传统80C51时钟的时钟频率（每个机器周期包含12个时钟）或X2（每个机器周期包含6个时钟）。在相同时钟频率下可以获得2倍的吞吐量。受益于此功能的另一种方式是保持时钟频率不变，这可以大大降低 EMI。 P89LV51RD2主要特点如下： Mocker(1 1(1 1(1))80C51核心处理单元；

图5 基于P1RR8000+接收模块的接收电路图电路并不复杂。主要由PTR8000+和单片机组成。电源供电时，用于通过小型滤波电路减少干扰，提高电路的稳定性。为了方便调试和电压稳定，使用3V的外部电源。晶体频率为11.059MHz。接收电路中没有电平转换器，因为在设计的电路中，接收电路不需要与计算机进行通信。为了更方便地实现在线编程，将自动复位分为上电复位和手动复位。 PTR8000+通过SPI设置后，接收电路必须在上电后立即进入在线编程状态，否则PTR8000+将被

(2)Flash程序存储器位于64KB片中，具有1SP和LAP功能；

（3）工作电压3V，工作频率0-33MHz；

进入ShockBursttm接收模式，需要手动复位使其进入在线编程状态。

5.系统软件设计由于PTRS000内置数据协议和CRC检测，曼彻斯特编码/解码是由硬件完成的。

(4) 4个8位I/O 1:3，其中3个大电流PL口（每个I/O口电流为

16MA）； (5) 1024"8位内部RAM；

(6) 3个16位定时器、计数器； ∽8个中断源，4个中断优先级；（8）通过软件或ISP选择12个时钟（默认）或6个时钟模式；

f9) 低功耗空闲和断电模式。 3.3 发射模块电路图

讨论。发射电路的单片机只需通过IL5232串口接收计算机发来的数据到PTR8000即可发射，接收电路则接收PTR8000发来的数据。

PTR8000提供SPI接口，该接口由微控制器本身设置的接口速度决定。在RX模式下，地址匹配、AM和数据准备DR信号通知MCU有效地址和数据包，微控制器已被对方接受。，可以通过SPI读取接收到的数据；在TX模式下，PTR8000自动生成前端引导码和CRC校验码，并通过数据准备DR信号通知MCU数据传输。

使用PTRS000+设计的电路图如下：

前言可分为三部分：配置编程、发送电路程序、接收电路程序。

5.1 配置编程后，MCU首先对PTR8000模块进行配置。首先将PWR、TXEN、TRX_CE设置为配置模式。通过SPI看到MCU将配置数据移入PTR8000模块中；掉电和待机模式工作后，配置内容仍然有效。配置数据仍然有效。配置数据仍然有效。只有断电后，VTR8000 才会进行初始化配置：射频配置寄存器包含收发器配置信息，如频率、输出功率等。

具体参数请查看参数手册。输入配置寄存器为OX6E、OX0C、

0xl 1 90x10、0x10、0x02、0x34、0x56、0x78、0xd9。

图4 基于PTRS000+的发射电路图

用数组来表示这些配置数据： uchar config_bulli] = {OX6C, OX0C, OXL L, OXL0,0x10.0x02,0x56,0x78,0xd9} O 5.2 发送过程 (1) 当单片机有数据发送时，通过SPI接口，接收机的地址和要发送到NRF905的数据按顺序按时传递。发送模式； (3) NRF905的SHOCKBURSTTM发送； (4) RF收银自动开启；（5）数据打包（加字和CRC校验码）； (6)发送数据包；

该电路是PTR8000为无线通信模块设计的电路。

PTR8000无线通信模块使用的电压为1.9-3.6V低压。为了节省器件，电路中采用的单片机是Philips公司生产的P89LV51单片机。该芯片采用低电压生产，工作电压为3.3V。

图中右侧部分是单片机电路。它由时钟电路、复位电路、电源电路和选择电路几部分组成；左上电路为电平转换电路；、L3、C3是无线通信模式

电源供电的滤波电路，下面的开关用于判断是否给无线通信模块供电。在线编程时，无需给无线通讯模块供电，此时开关会中断。

数据当数据发送完成后，数据准备好为高电平；

(8) Auto_retan为高，NRF905不断重发，直到TRX_CE拉低； (9) 当trx_ce拉低时，NRF905发送过程完成，并自动进入空闲模式。 5.3 接收流程

打开。当发射状态时，开口关闭，为无线通信模块供电。无线通讯模块

MOSI和Miso脚连接在一个选择开关SL上，通过S1选择是否使用单片机的通用I/O口（有的单片机没有SPI串口）。其他引脚如载波检测CD、低功耗模式PWR等连接到单片机的通用I/O口，用单片机控制无线通信

模块的状态。

4.接收模块的设计

接收电路的设计对于整个通信系统的实现来说是至关重要的一环

（1）通过设置TRX_CE为高电平来选择RX模式，fi。）（1个EN为低电平；（2）650us，PTR8000监听空中信息；置为高电平；（下至第79页）