;;;;;;;;摘要：介紹了RoboCup小型組足球機器人的結(jié)構(gòu)及其底層控制系統(tǒng)的性能要求，詳細闡述了TMS320F2812作為主控芯片在足球機器人底層控制中的地位及其在通訊、電機控制、帶球和擊挑球控制等方面的具體應(yīng)用。;;;;;;;;關(guān)鍵詞：TMS320F2812 足球機器人 控制系統(tǒng);;;;;;;;機器人研究是近年來國際上一個極為活躍的研究方面，涉及了模式識別、人工智能等眾多學(xué)科。RoboCup小型組（也稱F180組）足球機器人對抗賽是國際上近些年興起的機器人足球比賽項目，國內(nèi)高校參加該項目比賽僅有兩三年的歷史。該項比賽涉及到機械設(shè)計、理論力學(xué)、嵌入式系統(tǒng)與傳感器、無線通訊、控制理論、模式識別、人工智能等多種學(xué)科和技術(shù)的交叉與融合，具有較大的難度和挑戰(zhàn)性。;;;;;;;;機器人足球競賽本質(zhì)上是決策和車體性能的競賽。由于小型組機器人足球比賽涉及到實際機器人的設(shè)計和控制，所以車體性能在其中占據(jù)著尤為重要的地位。而其底層控制的好壞又決定著車體機械性能是否能夠得到充分發(fā)揮。顯而易見，作為底層控制“大腦”的主控芯片在其中起著至關(guān)重要的作用。近年來，隨著比賽對機器人各項性能指標要求的逐年提高以及機器人結(jié)構(gòu)復(fù)雜性的逐步增加，主控芯片的負擔越來越重，大多數(shù)機器人足球隊伍都在不斷地提高主控芯片的檔次以適應(yīng)越來越激烈的國際競爭。本文將把TMS320F2812芯片具體應(yīng)用到足球機器人上。1 芯片介紹;;;;;;;;TMS320F2812是TI公司2003年正式推出的32位定點DSP，是目前用于工業(yè)控制和機器人控制等領(lǐng)域中的最當檔的DSP之一。該芯片性能優(yōu)越，比起TMS320LF2407A來講，各項性能指標都有了顯著的提高；該芯片資源非常豐富，可大大簡化外圍電路設(shè)計。其主要資源和性能性標如下：（1）高主頻，即150MHz的主頻。（2）低功耗，1.8V和3.3V供電。（3）128K內(nèi)部FLASH，18K內(nèi)部SARAM，可外擴1M存儲器。存儲器是統(tǒng)一編址的，其尋址空間達4M。（4）中斷資源豐富，可支持45個外設(shè)級中斷和3個外部中斷。提取中斷向量和保存現(xiàn)場只需9個時鐘周期，響應(yīng)迅速。（5）擁有雙事件管理器EVA和EVB，控制更加靈活。（6）擁有兩個SCI口和一個SPI口，增加了數(shù)據(jù)緩存功能；傳輸頻率可達MHz量級。此外串行通訊模塊還包括增強的eCAN總線和新增的McBSP，能足夠多種通訊的需要。（7）16個通道的12位A/D接口可靈活設(shè)置采樣方式。（8）可使用多達56個可編程且可復(fù)用的I/O口。（9）擁有三個系統(tǒng)級定時器和兩個屬于事件管理器的定時器。2 TMS320F2812在小型足球機器人上的使用2．1 車體控制電路的性能要求;;;;;;;;基于前兩層機器人足球隊的經(jīng)驗和當今國際強隊的現(xiàn)狀，新一代機器人在結(jié)構(gòu)上進行了很大改進，主要表現(xiàn)在以下幾點：四個單排萬向輪、擊球機構(gòu)、挑球機構(gòu)以及帶球機構(gòu)。機器人主體結(jié)構(gòu)如圖1所示。;;;;;;;;以上改進使得新車體在結(jié)構(gòu)上有了速度快、可控性好和功能全等特點。為了充分發(fā)押車體的性能，同時達到高速運動時較高的控制精度，對車體的控制電路，尤其是對在底層控制中起“大腦”作用的主控芯片提出了相應(yīng)的要求，主要有以下幾點：（1）保證了與上位機通訊的可靠性和及時性。（2）擊球和挑球的可控性。使用升壓電路增加擊挑球的力度；為了達到傳球和控制挑球落點的效果，要求對放電時間可控，初步預(yù)計應(yīng)精確到0.1ms。（3）帶球電機的可控性。借以增加帶球的穩(wěn)定性，適應(yīng)不同的實際情況。（4）保證車體高速運動下的可控性，這一點是最重要的。由于采用了新的機械和動力結(jié)構(gòu)，車體最高實際速度超過3m/s，有可能出現(xiàn)打滑情況，所以上層控制大約為每120ms進行一次校正。為了保證精度，必須在底層對車體進行實時校正，所以在硬件上使用碼盤和加速度傳感器作為反饋元件，在軟件上使用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)確定系統(tǒng)參數(shù)，這樣對主控芯片的運算能力就提出了較高的要求。（5）提供必要的自檢手段和狀態(tài)標志以及