ду оператору; 3) получает ли ее оператор; 4) обеспечивают ли датчики информацию для микропроцессора; 5) попадает ли информация в устройство ввода-вывода; 6) правильно ли передает устройство ввода-вывода информацию микропроцессору.

12.3. ПРЕДВАРИТЕЛЬНАЯ ДИАГНОСТИКА

Прежде чем вы увязнете в аппаратных и программных средствах, всегда полезно разобраться в существе и причинах происходящего. В этом и заключается диагностика, которая может оградить вас от лишней работы и сузить область, подлежащую проверке. Начинайте диагностику с разделения задач на четыре типа: тип 1-робот совсем не двигается; тип 2 - одна илн несколько конкретных частей робота не двигаются; тип 3 - часть (или части) робота функционирует, но неправильно; тип 4 - на вид все работает нормально, но внезапно робот останавливается («блокируется»).

Тип 1. Если все двигательные устройства робота не реагируют иа команды, вы можете логично предположить, что или они не могут двигаться, или до них не дошла команда. Если все двигатели не работают, вероятно, на них не подается энергия. Такую неисправность легко обнаружить и устранить. Менее вероятной, но тоже возможной причиной отказа является отсутствие соответствующей команды. Прежде всего, мог выйти из строя микропроцессор и схема соединений или может быть повреждена программа. Следовательно, никакая полезная информация не поступит в правильный адрес устройства ввода-вывода. Если это так, вам следует обратиться к гл. 13. Во-вторых, возможно, неправильно работает устройство ввода-вывода. Проверьте входной сигнал от микропроцессора, напряжение питания (отсутствие шума), а также правильно ли выполнено ваземление.

Тип 2. Если не работает только один участок (или часть участков) робота, мысленно изолируйте эту область. Если два или более участка отказали одновременно, прежде всего проверьте, что у них есть общего: источник питания, провода (пневматические или гидравлические линии), которые проходят по одному и тому же месту, и в конечном счете устройство ввода-вывода. В случае отказа одного оператора убедитесь в исправности источника питания и заземления, а также в отсутствии механических неполадок. Проверьте также сигнал от устройства ввода-вывода.

Тип 3. При получении команды оператор начинает движение, но делает это неправильно. В этом случае возможно, что оператор начинает действовать более или менее правильно, но не может вовремя останов виться; значит, сигнал от датчика движения не распознается микропроцессором. Причиной может быть неисправность самого датчика, цепи связи с устройством ввода-вывода, устройства ввода-вывода и даже микропроцессора.

Когда движения оператора случайны, причина в другом. Похоже, что он получает неправильные команды. Возможно, устройство ввода вывода посылает ему слишком много сигналов (некоторые из которых предназначены другим операторам), возможно, микропроцессор и схемы связи с ним посылают в устройство ввода-вывода неправильные адреса или возникли неполадки с питанием или заземлением. Может быть, затруднения обусловлены шумом. Как внешние, так и внутренние шумы могут заставить логические схемы с низким уровнем вырабатывать ошибочные информационные сигналы, которые произвольно изменяют команды. Проверьте качество фильтрации источника питания, сквозного заземления (в особенности коаксиальных кабелей, которые могут играть роль антенн) и возможные другие пути, по которым ложные сигналы могут попасть в схему робота.

Следует отметить еще два момента. Если после включения робот двигается неуправляемо, проверьте триггеры в соответствующем участке устройства ввода-вывода, которые при включении питания, возможно, находятся в неправильном состоянии. Некоторые триггеры связачы с источником питания через резисторы или конденсаторы, чтобы обеспечить их правильное исходное состояние. Размыкание этой цепи может изменить состояние триггера, в результате чего питание будет подаваться непосредственно на двигатель. Другие триггеры построены так, чтобы срабатывать должным образом при правильной подаче питания. Если дорогую ИС заменить более дешевым эквивалентом, новая схема, возможно, окажется неспособной начинать работу в правильном исходном гостояиии. Кроме того, если напряжение питания микропроцессора опускается ниже требуемого уровня, некоторые микропроцессоры допускают ошибки, посылая ложные команды. Проверьте напряжение питания иа микропроцессоре.

Тип 4. Иногда после нормального начала работы робот замирает в каком-то положении («блокируется»). Виной может быть микропроцессор или сигнал обратной связи, относящийся к движению. Часто в программах роботов есть команды, аналогичные командам «Двигаться», «Ждать», например в роботе HERO 1. Команда указывает микропроцессору запустить какое-либо устройство и не производить никаких других действий, пока первое не будет завершено. Если первое действие не завершено (или на микропроцессор не поступил сигнал о его завершении), следующая команда послана не будет.

На основе изложенных соображений, Вы можете выбрать из посте-дующих разделов информацию, необходимую для решения задачи обслуживания конкретного робота.

12.4. СИСТЕМА СВЯЗИ

Микропроцессор робота получает информацию от множества датчиков и посылает команды различным операторам. Как показано на рис.

12.1, микропроцессор робота HERO 1 принимает входные сигналы от клавиатуры, датчиков движения, звука, света, от программы, записанной на ленте, устройства задержки выполнения программы (ручки управления), факультативного устройства воспроизведения речи, экспериментальной печатной платы и датчика ведущего колеса. Микропро-

Микролроцессар

Рис. 12.2. Структурная схема устройства ввода-вывода робота

цессор отсылает команды всем этим датчикам (для их включения или выключения), на дисплей клавиатуры, устройство воспроизведения речи и 8 двигателей.

Если бы не два условия, одновременная обработка всей этой информации была бы непосильной задачей. Первым является быстродействие микропроцессора, позволяющее вести мультиплексную передачу (переключаться на выполнение множества заданий) очень быстро, так что создается впечатление, что все задания выполняются одновременно. Вторым - то, что схемы ввода-вывода (по командам от микропроцессора) коммутируют ввод и вывод данных через одну информационную шину (рис 12.2). Это упрощает физическую связь со всеми операторами.

12.4.1. ВЫВОД ДАННЫХ

Между микропроцессором и операторами включены интегральные схемы ввода-вывода. Когда микропроцессор посылает команды (данные), он помещает двоичную информацию на восемь информационных линий (информационную шину) и подает сигналы на дешифратор адресов (по адресной шине), указывающие, куда должна поступить инфор-