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微微控制器品名名 生产厂家家
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如果使用可阅读的显示器 , 一般只需
要 个字符的 , 而不需要可显
示彩色图形和文本的整个屏面 。
先进的微控制器可以通过外部寻
址方法处理更大的存储 , 或
字节 , 少数还可以超过 字节 。 与个
人计算机可用的存储空间相比 , 这可
能不算大 。 幸运的是 , 大多数机器人控
制程序所 占的存储空 间没有一般 的
应用程序大 但是 , 当您在考
虑您的机器人的大脑时 , 切切记住它
的程序存储空间有限 。
哈佛与普林斯顿 某些微控制器
和计算机让程序和数据合用一个存储
区 , 而且有一条数据总线供读取程序
指令和数据 。 这就是所谓的 “ 普林斯
顿 ” 结构 , 更常见的叫法是冯 · 诺曼结
构 。 旧 兼容机和许多台式计算机
常使用这种结构 , 但微控制器则不然 。
大多数微控制器采用哈佛结构 , 即程
序存储于一个地方 , 而数据存储于另
一个地方 。 这要使用两条总线 一条供
程序指令使用 , 另一条供数据使用 。
这两者的差别不是无足轻重 。 哈
佛结构的微处理器可以运行得更快 ,
因为它可以在追踪当前的程序地点的
同时处理所需的所有数据 。 当使用冯
·
诺曼结构时 , 处理器必须对同一总线
不断进行切换 , 以找到数据所在地点
和程序所在地点 。
哈佛结构的程序空间和数据空间
明显分开 , 因此 , 微控制器有分开的两
个存储区域 用作程序空间的 日
只读存储器 , 在程序运行期间用来
保存数据的 随机存储器 。所以
您经常看到微控制器有两 个存储规
范 。
数据存储空间一般很小一可能为
字节或更小 , 程序存储空间可达
字节或更大 , 具体视不同控制器而
定 。 如前所述 , 一些微控制器还支持外
部寻址方式 , 使您可以扩大控制器的
存储器容量 。
擦除和再启动 由于微控制器是
可编程的 而且经常可 以多次再编
程 , 因此 经常可以用几种方法
之一来进行擦除。 目前仍在使用的一
种最古老技术是用紫外光 〔 来擦
掉 程序区内的内容 。 微控制器有
一个透 明的塑料或玻璃 “ 窗 ” , 以便对
里面的半导体芯片曝光 。 让控制器在
强阳光下曝晒几个小时或在专用的紫
外光源下照射 , 中的旧内容便被
清除 , 可以接收新的程序。 这些控制器
通常称为使用了 尸 即可擦式可
编程只读存储器
更 方便 的方法是使用 电可擦式
称 为 任尸 或内置 一
年电池的静态 存储器 。 在采用
尸 时 , 电信号可 以擦除
中的旧内容 , 因而可以向其中写入新
内容 。 户 的速度很慢 ,
可被擦除的次数也有限度 在 ,
次上下 。 电池支持的静态
和最新的闪速存储器比 尸 快 。
闪速存储只 能被擦除和改写约 千
次 电池支持的静态 可被擦除无
数次 。
现 场 编 程 与 再 编 程 配 备
尸 或闪速存储器的微控制器有
一个关键优点 , 就是可以 “ 在现场 ”
或 “ 在电路中” 进行编程和再编
程 。 在使用可编程机器人方面 , 这是一
个巨大的优势 。 由于采用现场编程方
法 , 就不必从机器人的电路中拆下微
控制器芯片以便重新编程 。 相反地 , 您
只需从 尸 连接一根电缆 , 并下载新的
程序 。 当然 , 这要求微控制器在电路板
上有连接器 , 可供您的 尸 电缆插入 。
大多数现成的机器人
一
控制器
, 一 等 都配有或可选
购 “ 板上插座 ” , 可供连接合适的电
缆 。
一次性可编程 并不是所有的微
控制器都是可再编程的。 事实上 , 可再
编程 配有 〔 户日一 或 闪速存储
器 的控制器是最贵的 。 价格低许多的
微控制器只能编程一次 , 拟用于永久
使用 。 这些一次性可编程 丁 微控
制器广泛应用于消费产品和汽车 。 一
个 位 丁户微控制器 的价格只有
美元甚或更低 。
对于业余爱好者的机器人应用 ,
很适合一些专门处理 , 如控制伺
服过程或者从超声测距系统去触发和
检测声纳脉冲 。 您将会发现 , 今天市场
上的许多现成的业余爱好者机器人解
决
的核心就是 丁尸微控制器 。 微
控制器取代了使用许多单个集成电路
的更复杂电路 。
下尸微控制器需要专用的 “ 烧断
器 ” 编程模块 , 它接收来自 尸 的下
载 。 中 、 低档微控制器的烧断器并不复
杂 , 它通过串行接口进行编程 。 许多邮
购公司和电子公司销售的廉价编程器
价格低于 美元 卜 可用于一次性
编程和现场编程的微控制器 。
单板计算机
单板计算机 很像 “低级
尸 ” , 不过是全部放在一块电路板上 。
事实上 , 许多 都是 旧 户 兼容
型 , 所用的 微处理器能够运行任
何基 于 的程序 , 其 中也 包括
一 操作系统 。 在每一方面
都是不缺任何东西的计算机 只是所有
必备的部件都在一块电路板上 。其中包
括 尸 、输入 输出和定时器 。 日 由
于其体系结构的原因 , 能够支持许多千
字节
、
甚至许多兆字节的程序和数据存
储 。不管您是否由于应用而需要很大的
存储容量 , 但 日 能够支持您想做的
一切 。
与微控制器一样 , 可 以用汇
编语言或者用 或 之类的高级
语言进行编程 。 基于 微处理器的
通常可 以运行 一 和 户
兼容机上使用的程序 有的甚至可以
运行 。 或 操
作 系 统 通 常 被 装 入 只 读 存 储 器
里 , 所以不 占程序存储空间。
比如在支持 的 中 , 您可以
在个人计算机上编写程序并测试它 一
旦一切正常 , 就可 以 通过电缆 片巴程
序下载到 上常驻 。 这个程序将一
直呆在 上 , 直到您把它擦除为止 ,
前 提 是 日 配 备 闪 速 存 储 器 或
。
几何规格 单板计算机有多
种几何形状和规格 。有几百家厂家支持
的一种标准几何规格是 尸 , 即
英寸的方形 。这是大多数中型或大型机
器人的项目。还有一些小型机器人项目
的理想尺寸 。 尸 门 名称的来由是
代
日 最初由
电子制作 年 第 期
旧 公司确定的大名 , 代表用来
连接两块或更多 尸 兼容板在一
起的引脚数 。
套件 有 比 布英寸的
尸 或大或小的规格 。 而且虽然大
多数 都有预先做好的尺寸 , 但它
们也流行以套件形式提供 。 例如 , 机器
人 专 家 设 计 的
一匕。 单 板 计 算 机 系 列 把
微控制器与板外的
接口 电路结合在一起 们 本身有接
口能力 ,但许多机器人工程师喜欢再增
加一些接口 。 麻省理工学院的导师设
计的 匕。 和 日 心
一
是基
于 的其它单板计算机 , 这两种
单板计算机有套件形式和做好尺寸的
形式提供 , 供货来源很多。
个人计瓢用您 的个人计算机去控制机器
人 , 这是可用资源的合理利用 , 因为您
早就有了干活用的计算机 。 当然 , 这也
意味着您的自动化与您的 户 结下不
解之缘 , 或者通过线路 、或者通过无线
电频率或红外线连接在一起 。
普通 尸 是放在桌子上 , 但这并
不意味着不能把它们装在机器人上和
用在便携环境中。 您想不想这样用是
另一回事 。 某些 尸 比其它更适合于移
动式机器人的应用 。 如果您想把 户 用
作无限制机器人的大脑 , 以下的质量
因素是必须考虑的
小尺寸 。 在这种情况下 , 小就意
味着计算机可 以装入或装在机器人
上 。 相对一种机器人来说相当小的一
台计算机 , 对另一种机器人就可能是
庞然大物 。 但一般来说 , 约大午 姆
英寸的计算机对任何大小合理的机器
人来说是太大了 。
标准的电源要求 。 某些计算
机只需要很少几种电源电压 , 最经常
是 , 有时还有 。 旧 兼容
机之类的少数 尸 需要 一 二州 和 一
的负基准电压 。 但某些 旧 尸 兼容
式主板在没有 一 和 一 电压时仍
能工作。
可访问微处理器的系统总线或
输入 输出端口 。 如果您不能够访问数
据 、 地址和控制线 , 计算机就不会做得
太好 。 旧 结构备有扩展槽 , 供
“ 子 ” 卡插入以连接到主板 。 它还支持
各种标准的 端口 , 其中包括并行口
和串行口 。
单向或双向并行口 。 如果计
算机不太访问系统总线 , 或者您不想使
用这条总线 , 您就应当有一个内置的并
行口 。 这使您可以使用 位数据去控
制机器人的功能 , 已
不再生产 , 但旧货市场上还有 , 它支持
全双向的并行 口 。
可编程性。 您必须能够利用汇
编语言或者 、
、 或
之类的更高级语言来为计算机编程 。
海量存储能力 。 您必须有办法
把您为机器人编写 的程序存储起来 。
否则 , 每当计算机断电时 , 您就必须重
新输入程序 。 请记住 , 配备闪速存储
器或 〔 的微控制器和 即
使在断电后也会保存住其中的程序 。
在这一点上 , 软盘或低功耗小型硬盘驱
动器是可能的竞争者 。
完备的技术资料 。 除排您拥有
全部的技术参考手册 , 否则就无法使用
计算机 。 参考手册应当包括全部的原理
图 , 或者至少应当有所有端口和扩展槽
的引脚说明。 一些厂家不公布其计算机
的技术细节 但有关的信息通常可以从
独立的书商得到 。 为了找到您的计算机
的参考手册 , 请到图书馆或书店去找 。
兼容机主板 旧 或
其兼容机似乎不像是机器人控制用的
计
·
算机 , 但它们有许多宝贵的优势 扩
展槽 , 大的软件库 , 容易得到的技术信
息 。另一个优势是这些机器在旧货市场
上很多一在一些便宜店里只卖 美
元 。 随着 软件越来越先进 , 比较旧
的型号必须让位给更快的处理器和更
大的存储器 。
您不想把整个 尸 装在可移动的
机器人上 , 否则就不会太重 。 与此相反 ,
可以从 户 内部取出主板 , 再装到机器
人上 。 这样做能否成功取决于您所选用
的主板的设计。 老式 尸 兼容机主板电
源的要求太多 , 您需要一个或多个大电
池 , 以便提供所需的功率和严格的稳压 。
较新机型的主板 年 以后
的产品 使用大规模集成电路芯片 , 极
大减少了所用集成电路的个数 。这减小
了主板的功耗 。 由于这些 “较新的 ” 主
板使您不必为提供额外电池付费揪心 ,
因而这些主板甚受喜爱 有时被叫做
“ 绿色 ” 主板 , 是由于其节能的缘故 。
如前所述 , 尸 主板 “ 要求 ” 种
不同的工作电压
, 供主电路板的逻辑电路
使用 。 十 的供电电池大 , 有些早期
的 尸 主板可能要消耗 安或更多的
电流。
十 或 一 , 为磁盘驱动器
供电 , 一 是为 一 串行通信供
电 。对于串行通信来说 , 引 的电流要
求不高 或更小 。 如果您使用了
软盘或硬盘 , 电源应有更大的电
流容量 。
一
, 在某些应用中用作基准
电压 。 其供电要求不高 , 为 。。 或
更小。
请注意 , 某些主板只需要 十
就工作得很好 , 尤其是您不使用串行口
时 。 《如果您的机器人主板使用硬盘驱
动器或软盘驱动器 , 则可能需要
为驱动器电机供电 。在您的电源需求中
应考虑到这一点 。 除非所有 种电源
电压都存在 , 否则 , 其它的一切都无法
通电工作 。 只需检测一下便可明白。
您可以利用线性电源或开关电源
和电压逆变器为 旧 尸 兼容机主板
构建合适的电源 。 公司有几种
易于使用 、价格便宜的集成电路可满足
这些应用 。 您有时也可能发现 , 电池供
电的膝上型计算机的电源也提供 种
电压 。这种电源可能有适度的电流额定
指标 , 因此 , 它只能与电流供应要求较
低的较新主板配用 。
如果您正在购买新的或用过的主
板 , 切记其上应配有 日 基本输入
输出系统 芯片。 没有 芯片的主
板不能工作 。 主板也应当有 尸 和某
些存储器 , 否则您将需要另购而多破费
一些钱。 请注意哪些 口是主板的一
部分 , 哪些 口必须另外追加 。 大多
数 兼容机主板有一个或多个扩展
槽 , 使您可以追加 自己所需的 口 。
应当记住 , 您增加每块扩充电路板 , 主
板消耗的电流也将增加 。
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电子制作 年 第 期
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自己动手制作
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导航地图
本刊从去年开始就介绍 〕 导航
知识 , 并向读者提供全套 产品 , 引
起读者极大兴趣 。 读者肯定知道怎么 用
〕 接收机 配合 电子 地 图来进行 定位
了 。 但是提供的全 国电子地图为 国家正
式 出版的旅游版 , 有全 国主要交通道路
图和 几十个 主要城市的详细 地 图 , 但要
显 示一个地 区或县的详细地 图就无能为
力 了 。 其实你 只 要能得到本地 区的详细
的纸制地图 越详细越好 , 可从当地规划
局得到 , 能搞到军用地 图算你本事大 ,
通过软件就 可 以 自己 制作一 个 导
航地 图 。本文就教你如何来做 , 这可是本
刊 独 家披露此绝技 , 不要外传哟 生
我们平时用的灵图的电子地图导航
软件的资源是有限的 ,在偏远地区或小城
⋯黔翼翼霖军嘿
⋯拼
尸 丁尸 系统的掌上电脑 , 以满足
便携式用户的需求。读者可以从 官
方网站 咖 下
载最新的 尸 版 。
安装篇 高级用户可以直接进入
“地图制作篇 ”
下面即进入 软件的安装界面
按照软件的一步一步提示即可完成
键盘通过小连接器单独连接到主
板 。某些主板的 日 使您可以切断对
键盘的检测。 您希望有这个功能 。 如果
没有的话 , 主板就不会引导操作系统 ,
您就必须让键盘总是连接到主板 , 或
者挂接某种 “ 哑 ” 键盘适配器 。 图像显
示器也是如此。 您务必确保没有显示
器的情况下主板也能工作。
兼容型膝上机 台式 旧
户 兼容型计算机的主板 由于电源的
要求可能用起来很难受 , 但老式膝上
型计算机却是理想的机器人控制用计
算机 , 虽然老式膝上机在旧货市场上
不易找到又更加昂贵 。 严格的 尸 兼容
型膝上机使用较老的单色液晶显示
器 。 电池的功耗是合理的。 几年前改用
全彩色显示器使得用过的黑白膝上机
更加便宜 。 如果想买的话 , 请查找
之类的在线拍卖网站 、 旧计算机
商店或当地的分类广告。
您可以不拆膝上机的部件 , 直接
装到机器人上 。 这样 , 您仍可以使用键
盘和显示器 。 您用膝上机上的并行口
和 或串行口来连接机器人 。 虽然这些
端口提供的灵活性不如直接连至主板
的系统总线 , 但这样做对大多数的机
器人应用来说是令人满意的 。
您可以使用膝上机的标准电池给
其供电 , 或者用外接电池提供更多的
能量 。 请注意 , 大多数膝上机是使用可
再充电的电池 , 其中每个电池单元的
电压低于传统电池组每个单元的电压
每个电池单元为
,
比
, 。 请
注意 , 刚充完电的电池电压以及任何
外接电源的电压并不相同 。 如果膝上
机配备了直流输入口供汽车打火机适
配器或交流适配器之用 , 请使用它 , 这
比把外接电源直接连到电池接线端要
好 。
阳
于 年首次面市 , 此后就成为
最畅销的计算机之一 , 大约有 万
至 万人 买 了 。
部分原因是它有许许多多的软件和外
部设备 , 但最主要的原
、
因是它很便宜 。
那时 经常降价到
美元以下 。 增加一台电视机 , 您就有了
一台可以马上使用的计算机 。 某些程
序 大多数是游戏程序 用盒带的形
式提供 , 只需把盒带插入计算机后面
就行了。
已不再生产 , 但
仍可以在换货会和其它的旧货市场上
找到 。 的键盘包装盒
内放着计算机 。 的电
源接于计算机的外面 。您若想用机器人
的稳压电源取代它 , 请用 一 的电
池电源。 电源也有不太多见的 文流
电源 , 此时需要通过适配器电路供电 。
不能直接访问微
处理器系统总线 , 但它有独特的 “ 用户
端口 ” , 可供大多数机器人应用 。 这个
用户端口主要是一个并行打印机口 , 并
配有绞合线 它允许计算机和外部设备
之 间 进 行 双 向 数 据 传 输 。 该用
中的 编程语
言 , 您可以指定 位数据线中娜些是
输入 , 哪些是输出 。 计算机和机器人之
间始终是欢向通信。该计算机也有一个
串行口 。
本刊读者服务部提供一 种制作 潜
力极 强 机 器 人平 台 , 可 扩 充 个接
口 , 详细 资料见本刊去年 、 、 期介
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