專利名稱：基于雙mcu實現(xiàn)的飛行機器人系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于飛行機器人系統(tǒng)設(shè)計領(lǐng)域，尤其涉及一種基于雙MCU實現(xiàn)的飛行機器人系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
隨著微機電系統(tǒng)MEMS的發(fā)展，飛行機器人姿態(tài)傳感器的采樣頻率不斷提高，姿態(tài)控制算法越來越復(fù)雜，這樣需要運算能力更強的微型控制器單元MCU對傳感器采樣獲得數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。原有的單微型控制器單元MCU飛行機器人控制系統(tǒng)中，所有的控制計算功能均由一個微型控制器單元MCU完成，其工作頻率較高，但操作復(fù)雜。在雙微型控制器單元MCU實現(xiàn)的飛行機器人控制系統(tǒng)中，二者之間的數(shù)據(jù)共享有串行通信方式、并行通信方式、雙口 RAM等方式。串行總線多微型控制器單元MCU中，各微型控制器單元MCU之間的通信十分方便，只是傳輸?shù)乃俣容^慢，傳遞的信息量不宜過大；并行通信方式可交換的數(shù)據(jù)量大，傳輸速度較快，能滿足大多數(shù)應(yīng)用場合速度的要求。但只適用于系統(tǒng)中互通信的兩個微型控制器單元MCU是處于同一速度級別的情況，否則，微型控制器單元MCU之間極大的通信數(shù)據(jù)量和處理速度的差異，易造成數(shù)據(jù)處理中的“瓶頸”現(xiàn)象；雙口 RAM的功能特點解決了快速與慢速設(shè)備之間的矛盾，使得通信的兩個微型控制器單元MCU可以按照各自的速度對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和交換，保證系統(tǒng)的可靠性。

發(fā)明內(nèi)容
針對上面技術(shù)背景中描述的目前使用的飛行機器人控制系統(tǒng)，在數(shù)據(jù)處理的速度和可靠性方面存在的不足，本發(fā)明提出了一種基于雙MCU實現(xiàn)的飛行機器人系統(tǒng)。本發(fā)明的技術(shù)方案是，一種基于雙MCU實現(xiàn)的飛行機器人系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括電源模塊、通信模塊、第一微控制器單元、第二微控制器單元和雙口 RAM ；其中，所述電源模塊分別與所述通信模塊、第一微控制器單元、第二微控制器單元和雙口 RAM連接；用于為整個飛行機器人的正常工作提供能量；所述通信模塊分別與所述電源模塊和第一微控制器單元連接；用于將飛行機器人的實時狀態(tài)信息發(fā)送至遠(yuǎn)端PC，對飛行機器人的工作狀態(tài)進(jìn)行實施監(jiān)視；所述第一微控制器單元分別與所述通信模塊、電源模塊和雙口 RAM連接；用于整個系統(tǒng)的控制與任務(wù)調(diào)度，將獲得的傳感器數(shù)據(jù)存放入雙口 RAM的下行數(shù)據(jù)區(qū)；所述第二微控制器單元分別與所述電源模塊和雙口 RAM連接；用于實時解算當(dāng)前飛行姿態(tài)，將實時解算的飛行機器人空中姿態(tài)數(shù)據(jù)存放如雙口 RAM的上行數(shù)據(jù)區(qū)；所述雙口 RAM分別與所述電源模塊、第一微控制器單元和第二微控制器單元；用于使通信的第一微控制器單元和第二微控制器單元可以按照各自的速度對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和交換。所述雙口 RAM包括郵箱Mail Box、上行數(shù)據(jù)區(qū)和下行數(shù)據(jù)區(qū)；所述郵箱Mail Box用于兩個微控制器單元MCU在信息交互時產(chǎn)生中斷；所述上行數(shù)據(jù)區(qū)用于存儲第二微控制、器單元實時解算的飛行機器人空中姿態(tài)數(shù)據(jù)；所述下行數(shù)據(jù)區(qū)用于存儲第一微控制器單元所得到的傳感器數(shù)據(jù)。本發(fā)明的效果在于，采用雙口 RAM，解決了快速與慢速設(shè)備之間的矛盾，使得通信的兩個微型控制器單元MCU可以按照各自的速度對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和交換，保證系統(tǒng)的可靠性。


圖I是本發(fā)明提供的一種基于雙MCU實現(xiàn)的飛行機器人系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2是本發(fā)明提供的一種基于雙MCU實現(xiàn)的飛行機器人系統(tǒng)的雙口 RAM的存儲空間分配圖；圖3是本發(fā)明提供的一種基于雙MCU實現(xiàn)的飛行機器人系統(tǒng)的雙口 RAM驅(qū)動程序框圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖，對優(yōu)選實施例作詳細(xì)說明。應(yīng)該強調(diào)的是下述說明僅僅是示例性的，而不是為了限制本發(fā)明的范圍及其應(yīng)用。圖I是本發(fā)明提供的一種基于雙MCU實現(xiàn)的飛行機器人系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)示意圖。圖I中基于雙MCU實現(xiàn)的飛行機器人系統(tǒng)包括電源模塊、通信模塊、第一微控制器單元、第二微控制器單元和雙口 RAM ;其中，所述電源模塊分別與所述通信模塊、第一微控制器單元、第二微控制器單元和雙口 RAM連接，用于為整個飛行機器人的正常工作提供能量；所述通信模塊分別與所述電源模塊和第一微控制器單元連接，用于將飛行機器人的實時狀態(tài)信息發(fā)送至遠(yuǎn)端PC，對飛行機器人的工作狀態(tài)進(jìn)行實施監(jiān)視；所述第一微控制器單元分別與所述通信模塊、電源模塊和雙口 RAM連接，用于整個系統(tǒng)的控制與任務(wù)調(diào)度，將獲得的傳感器數(shù)據(jù)存放入雙口 RAM的下行數(shù)據(jù)區(qū)；所述第二微控制器單元分別與所述電源模塊和雙口RAM連接，用于實時解算當(dāng)前飛行姿態(tài)；所述雙口 RAM分別與所述電源模塊、第一微控制器單元和第二微控制器單元，使得通信的兩個微控制器單元MCU可以按照各自的速度對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和交換。圖2是本發(fā)明提供的一種基于雙MCU實現(xiàn)的飛行機器人系統(tǒng)的雙口 RAM的存儲空間分配圖。圖2中，所述雙口 RAM包括郵箱Mail Box、上行數(shù)據(jù)區(qū)、下行數(shù)據(jù)區(qū)三個部分。郵箱Mail Box用于兩個微控制器單元MCU在信息交互時產(chǎn)生中斷，防止出現(xiàn)雙口 RAM中的傳感器數(shù)據(jù)與已獲得的姿態(tài)解算結(jié)果數(shù)據(jù)不是在同一軟件運行周期內(nèi)計算的問題。將剩余的RAM存儲空間劃分為上行數(shù)據(jù)區(qū)、下行數(shù)據(jù)區(qū)。上行數(shù)據(jù)區(qū)用于存儲第二微控制器單元實時解算的飛行機器人空中姿態(tài)數(shù)據(jù)；下行數(shù)據(jù)區(qū)用于存儲第一微控制器單元所得到的傳感器數(shù)據(jù)。將雙口 RAM的存儲空間進(jìn)行人為劃分可以避免兩個微控制器單元MCU同時對雙口 RAM進(jìn)行寫操作。圖3是本發(fā)明提供的一種基于雙MCU實現(xiàn)的飛行機器人系統(tǒng)的雙口 RAM驅(qū)動程序框圖。圖3中，在第一微控制器單元側(cè)，系統(tǒng)在正常工作時，由第一微控制器單元將獲得的傳感器數(shù)據(jù)存放在雙口 RAM的下行數(shù)據(jù)區(qū)內(nèi)；查看BUSY_R信號，判斷第二微控制器單元是否在向上行數(shù)據(jù)區(qū)寫入數(shù)據(jù)，若否，則讀取經(jīng)過解算獲得的飛行姿態(tài)數(shù)據(jù)；此時，查看BUSY_L信號，判斷第二微控制器單元是否在向下行數(shù)據(jù)區(qū)寫入數(shù)據(jù)；若否，則操作郵箱Mail Box產(chǎn)生中斷，通知第二微控制器單元讀取雙口 RAM中的傳感器數(shù)據(jù)，進(jìn)行空中姿態(tài)解算。在第二微控制器單元側(cè)，系統(tǒng)在正常工作時，由第二微控制器單元將通過解算獲得的飛行機器人空中姿態(tài)數(shù)據(jù)存放在雙口 RAM的上行數(shù)據(jù)區(qū)內(nèi)；查看BUSY_L信號，判斷第一微控制器單元是否在向下行數(shù)據(jù)區(qū)寫入數(shù)據(jù)，若否，則讀取獲得的傳感器數(shù)據(jù)；此時，查看BUSY_R信號，判斷第一微控制器單元是否在向上行數(shù)據(jù)區(qū)寫入數(shù)據(jù)；若否，則操作郵箱Mail Box產(chǎn)生中斷,通知第一微控制器單元讀取雙口 RAM中的空中姿態(tài)數(shù)據(jù)。進(jìn)入下一個循環(huán)周期。以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實施方式
，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求的保護(hù)范 圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種基于雙MCU實現(xiàn)的飛行機器人系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括電源模塊、通信模塊、第一微控制器單兀、第二微控制器單兀和雙口 RAM; 其中，所述電源模塊分別與所述通信模塊、第一微控制器單元、第二微控制器單元和雙口 RAM連接，用于為整個飛行機器人的正常工作提供能量； 所述通信模塊分別與所述電源模塊和第一微控制器單元連接；用于將飛行機器人的實時狀態(tài)信息發(fā)送至遠(yuǎn)端PC，對飛行機器人的工作狀態(tài)進(jìn)行實施監(jiān)視； 所述第一微控制器單元分別與所述通信模塊、電源模塊和雙口 RAM連接；用于整個系統(tǒng)的控制與任務(wù)調(diào)度，將獲得的傳感器數(shù)據(jù)存放入雙口 RAM的下行數(shù)據(jù)區(qū)； 所述第二微控制器單元分別與所述電源模塊和雙口 RAM連接；用于實時解算當(dāng)前飛行姿態(tài)，將實時解算的飛行機器人空中姿態(tài)數(shù)據(jù)存放如雙口 RAM的上行數(shù)據(jù)區(qū)； 所述雙口 RAM分別與所述電源模塊、第一微控制器單元和第二微控制器單元；用于使通信的第一微控制器單元和第二微控制器單元可以按照各自的速度對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和交換。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種基于雙MCU實現(xiàn)的飛行機器人系統(tǒng)，其特征在于，所述雙口 RAM包括郵箱Mail Box、上行數(shù)據(jù)區(qū)和下行數(shù)據(jù)區(qū)；所述郵箱Mail Box用于兩個微控制器單元MCU在信息交互時產(chǎn)生中斷；所述上行數(shù)據(jù)區(qū)用于存儲第二微控制器單元實時解算的飛行機器人空中姿態(tài)數(shù)據(jù)；所述下行數(shù)據(jù)區(qū)用于存儲第一微控制器單元所得到的傳感器數(shù)據(jù)。
全文摘要
本發(fā)明公開了飛行機器人系統(tǒng)設(shè)計領(lǐng)域的一種基于雙MCU實現(xiàn)的飛行機器人系統(tǒng)。其特征在于，所述系統(tǒng)包括電源模塊、通信模塊、第一微控制器單元、第二微控制器單元和雙口RAM。本發(fā)明采用雙口RAM，解決了快速與慢速設(shè)備之間的矛盾，使得通信的兩個微型控制器單元MCU可以按照各自的速度對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和交換，保證系統(tǒng)的可靠性。
文檔編號G05D1/08GK102759926SQ20121024079
公開日2012年10月31日 申請日期2012年7月11日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月11日
發(fā)明者劉春陽, 吳華, 李釗, 楊國田, 柳長安 申請人:華北電力大學(xué)