基于ARM的電腦鼠走迷宮設(shè)計(jì)方案

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　　電腦鼠(Micromouse)是智能機(jī)電鼠的簡稱，是一個(gè)由微處理器控制的集探測、分析、行走功能于一體，能夠自動(dòng)搜索最佳路徑到達(dá)目的地的微型機(jī)器人。實(shí)際上電腦鼠就是一個(gè)電力驅(qū)動(dòng)小車，而這個(gè)電動(dòng)小車是由一個(gè)或多個(gè)微控制器來控制，通過傳感器和其他各功能器件的配合，具備一定的智能。同時(shí)，電腦鼠需擁有探測障礙物、行走、轉(zhuǎn)彎、加減速和制動(dòng)等基本功能。

　　本文是以“IEEE國際電腦鼠競賽”為背景，以美國Luminary Micro公司生產(chǎn)的ARM CortexM3內(nèi)核的ARM處理器LM3S615為主控制器，控制和檢測紅外傳感器;微控制器根據(jù)檢測到的傳感信號，控制電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路，調(diào)整行走，按照載入搜索算法進(jìn)行迷宮的探測，尋找最短路徑，最終實(shí)現(xiàn)從起點(diǎn)到終點(diǎn)的沖刺。

　　1 電腦鼠系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)方案

　　如圖1所示，整個(gè)系統(tǒng)可以大致分為以下主要部分：電源模塊，控制模塊，執(zhí)行機(jī)構(gòu)模塊，傳感器模塊，機(jī)身模塊。可以做形象的比喻：電源模塊是電腦鼠的葡萄糖，控制模塊是電腦鼠的大腦，傳感器模塊是電腦鼠的眼睛，機(jī)身模塊是電腦鼠的軀干，執(zhí)行機(jī)構(gòu)是電腦鼠的腿;各模塊之間相互配合使電腦鼠正常工作并尋找到終點(diǎn)。

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　　2 電腦鼠硬件研究與實(shí)現(xiàn)

　　2.1 電腦鼠硬件設(shè)計(jì)原理

　　本文研究的電腦鼠是一個(gè)跨學(xué)科的綜合作品，主要由電源、傳感器、步進(jìn)電機(jī)、控制核心電路、機(jī)身5個(gè)部分組成，如圖1所示。所以，電腦鼠的硬件設(shè)計(jì)主要包括電源模塊、微控制器單元模塊、傳感器模塊、電機(jī)控制模塊4個(gè)部分的設(shè)計(jì)。其中LM3S615微控制器是電腦鼠的核心，通過檢測到的傳感器信號，結(jié)合載入的搜索算法，控制步進(jìn)電機(jī)，實(shí)現(xiàn)電腦鼠在迷宮中的行走。

　　2.2 電源模塊

　　電源模塊包括供電電池和電壓調(diào)節(jié)電路。供電電池為2 200 mAh，7.4 V的可充電鋰電池。電機(jī)驅(qū)動(dòng)電壓由電源直接供給;LM3S615微控制器需3.3 V電壓供電，電壓調(diào)節(jié)電路采用Exar公司生產(chǎn)的SPX1117M3-3.3芯片將電源電壓穩(wěn)至3.3V;電腦鼠所使用的紅外線傳感器工作電壓為5 V，升壓芯片采用Exar公司生產(chǎn)的SP6641A將已經(jīng)較為穩(wěn)定的3.3 V電壓升至5 V。