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 自主式移动机器人是指能根据任务及环境信息做出全局路径规划,可在行进中不断感知局部环境信息并自主作出决策,从而能够安全行驶并到达目标的智能系统｡移动机器人可广泛应用于工业､国防以及服务性行业｡如自动割草机､洗尘机器人､教育机器人等｡本文以MSP430单片机为核心介绍了一种移动机器人的设计雏形,该系统利用各种传感器感知周围环境,并在计算机与单片机之间实现无线通信,从而以无线方式控制移动机器人｡
  MSP430是美国TI公司推出的16位高性能系列单片机,其高效16位精简指令结构可以确保任务的快速执行,大多数指令可以在一个时钟周期里完成,且具有高级语言编程能力,配套友好方便的集成开发环境足可加速软件的开发｡由于MSP430采用了JTAG技术､FLASH 在线编程技术､BOOT-STRAP等诸多先进技术,因此具有很高的性价比,并有超低的功耗和丰富的片上外围资源,很适合作为移动设备的微控制器来用｡
2 硬件结构
  笔者选用的MSP430F1232内含8kB可重复编程快闪存储器､256字节只读存储器(RAM)､多通道脉宽调制?PWM计时器､看门狗计时器和USART通讯模块等,采用28脚TSSOP封装,因此易于进行小型化设计｡MSP430F1232主要用来产生两路PWM信号,以对传感器信息进行处理｡同时,笔者还选用电机驱动芯片L293D来驱动直流电机,并利用霍尔元件来检测电机速度;此外还安装了红外避障和光敏传感器以获取环境信息,并利用语音电路ISD25120来进行交互,而通过微控制器的UART经232接口芯片后利用无线模块PTR2000可与PC机端的无线模块进行通讯｡图1所示为其系统框图｡

2.1 PWM脉宽调制
  MSP430单片机的Timer_A是一个非常有用的定时器,它可支持同时进行的多种时序控制､多个捕获/比较功能以及多种输出波形,也可以支持上述功能的组合｡这里用Timer_A来产生两路PWM信号,并分别接L293D的12EN和34EN,以用来控制两个电机的起停､转向及速度｡定时器工作在增计数模式时,可由捕获/比较寄存器CCR0确定周期T,而由CCR1和CCR2产生两路PWM信号｡输出单元选择模式2｡改变CCR1和CCR2的值,即可改变PWM信号的占空比,从而改变电机转速｡
  L293D的芯片电压为5V,电机驱动电压VCC2为11.4V?可通过3节3.8V的锂电池提供,5V电压经整流桥后可由稳压器LDO7805提供,MSP430F1232的3.3V供电电压可由LM33稳压输出｡L293D与单片机的连接图如图2所示｡

2.2 语音电路
  语音电路采用120秒的语音芯片ISD25120来实现,该芯片有多种封装,本设计采用小巧的28SOIC封装,它控制简单,其P/T引脚为录放控制端,CE引脚为放音/暂停控制端,PD为RESET信号,这些RE-SET信号端可接单片机的I/O口P2.0､2.1､2.2,地址位的最高两位A8和A9均为高时,地址/模式输入端为模式选择,否则为地址输入｡在与MSP430F1232连接时,A6､A8､A9接P3.6,A0接P3.7,其余地址引脚接地,这样就可方便地对ISD25120进行地址选段选择或模式控制｡
2.3 充电电路
  充电电路采用无需控制器的智能快速充电器MAX1758来实现,MAX1758可对1~4节锂电池进行充电,输入电压范围在4~28V,电池充电电压可通过VADJ引脚进行设置,并通过外接电容设置预充和快充的充电时间,同时可通过LED来指示当前的充电状态｡充电电源采用24V直流电源｡