4仓储搬运机器人控制系统软件设计

本章首先对软件功能需求进行分析并搭建软件框架，然后完成了各个功能模块的详细设计，最后使用IAR软件对主控芯片MSP430f5438进行开发。 4.1系统软件总体构架设计 仓储搬运机器人系统的功能需求分析图如图4.1所示，由图分析机器人需要能够接收上位机启停指令并在需要实现接收上位机指令且在保障货架放置平稳的情况下，将货架的货物搬运至工作区之后再返回到出发区。在途中机器人还需向上位机反馈机器人状态、任务信息。为了满足所述要求，仓储搬运机器人需要具有数据采集功能、无线通信功能、搬运等功能。 系统软件在以上基础采用模块化的程序结构，将整个嵌入式软件系统分为6个模块：块:主函数( main.c )、初始化模块(InitSys.c )、中断模块(Interrupt.c )、数据采集(DataPro.c )、运动控制模块(Control.c )、无线通讯模块(Communication.c ) 框架如图4.2所示。 主函数主要提供主循环。在主循环中，各个模块子程序打包封装，等待调用。 初始化模块是对硬件系统即MCU的初始化，主要是为了保障MCU中的各个模块可以正常运作。初始化主要包含对系统时钟的初始化、I/O端口功能的初始化、系统定时器的初始化、串口通信的初始化、AD数模转换的初始化。 中断模块主要进行标志位的设置，保证程序时序逻辑正常。其中主要包括3个部分中断设置:定时器中断设置、外部事件中断设置、串行通讯中断设置。其中，定时器中断设置为系统控制提供时序，外部事件中断设置包括编码器中断设置和红外中断设置。数据采集模块主要采集和处理各个传感器中的数据。其中包含编码器脉冲数据的反馈与处理，可以获取机器人行驶速度信息;采集惯导模块输出的偏航角信息，可以获取机器人偏移角度信息;采集二维码地标信息，可以获取机器人当前位置信息;采集灰度传感器电平值，可以获取机器人需要矫正的偏移信息;采集电池电压信息，可以获取机器人当前电量信息。 运动控制模块主要实现仓储搬运机器人沿路径行驶和背负重物两种功能的控制。其中包括对驱动电机的速度控制和方向控制以及对电动杆的速度控制和位置控制。 无线通讯模块是通过wife局域网建立MCU和上位机通信的桥梁，机器人可以接收并反馈信息给上位机，实现仓储搬运机器人和上位机的信息交换。

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