мация. Дешифратор адресов посылает разрешающий сигнал иа нужное устройство ввода-вывода.

Когда ИС вывода данных получает разрешающий сигнал от дешифратора адресов микропроцессора, она снимает цифровую информацию с линий шины данных и сохраняет ее на своем выходе. Выходная цепь запертой ИС представляет собой высокое сопротивление по отношению к земле, на котором отсутствует напряжение.

12.4.2.ВВОД ДАННЫХ

По получении разрешающего сигнала схема ввода данных снимает высокие и низкие цифровые уровни с оператора н сохраняет их на сво ем выходе на информационную шину. После считывания информации микропроцессором схема ввода-вывода запирается и на ней устанавливается состояние с высоким сопротивлением, почти как у разомкнутой цепи.

12.4.3.ОБЩИЙ ОБЗОР

Устройства ввода и вывода данных, не получившие разрешающего сигнала, обладают высоким полным сопротивлением по отношению к земле; при этом остальная часть схемы работает без нагрузки как по входу, так и по выходу. Отметим, что важную роль в работе схем играет синхронизация. Данные должны быть приняты и пропущены на информационную шину до начала считывания их микропроцессором; информация должна быть удалена из этого устройства перед следующей операцией считывания или записи. Если генератор синхроимпульсов микропроцессора работает с частотой 1 МГц и выше, паразитные емкости могут нарушать синхронизацию между разрешающим импульсом и поступлением выходных данных. Проверьте соответствие между параметрами интегральных схем в устройстве ввода-вывода и фактической синхронизацией ИС. Отметим, что порты ввода и вывода адресуются так же, как и порты памяти; данные записываются и считываются аналогичным способом.

Для проверки работы устройства ввода-вывода убедитесь в том, что разрешающая линия к соответствующей ИС ввода-вывода переходит в другое состояние при записи в ИС информации от микропроцессора или при считывании информации из нее. Если на ИС вывода данных разрешающий сигнал не подан, она имеет высокое полное сопротивление по отношению к земле, а при подаче сигнала ИС должна обеспечивать выходное напряжение, определяемое соответствующей линий ввода данных. Некоторые ИС инвертируют выходной сигнал, некоторые-нет.

Если сигнал поступает на вход исправной ИС ввода-вывода и пра вильно выводится, неисправность следует искать дальше на линии или в самом операторе.

J2.5. ОПЕРАТОРЫ ДВИЖЕНИЯ

В этом параграфе под оператором подразумевается любое устройство, получающее команды от микропроцессора; под операторами движения - любые исполнительные устройства, приводимые в движение по команде микропроцессора: электродвигатели, соленоиды, пневматические или гидравлические исполнительные механизмы. Реактивные операторы, такие как датчики нли другие специальные устройства (например, синтезатор речи робота HERO 1), рассматриваются в § 12.6. Команда, посылаемая оператору, может быть просто сигналом включения двигателя или датчика. Часто команды бывают более сложными. Например, двигатель привода переднего колеса робота HERO 1 должен получить указание вращаться вперед или назад с одной из трех возможных скоростей. Этот параграф посвящен различным устройствам, которыми может управлять микропроцессор робота, и принципам их действия.

12.5.1.ОПЕРАТОРЫ ДВИЖЕНИЯ, СВЯЗАННЫЕ С ДАТЧИКАМИ

Обычно микропроцессор нуждается в информации о состоянии робота и об окружающей его обстановке, чтобы определить, какие нужно Выработать дополнительные команды. Как правило, информация для микропроцессора робота HERO 1 включает данные о том, насколько он переместился, есть ли на пути препятствия, насколько ярко освещение. Микропроцессор получает эту информацию от датчиков. Если двигатель или другой оператор работает неправильно, наиболее вероятным местом начала поисков неисправностей является датчик, на основании сигнала которого вырабатываются команды, подаваемые на оператор. (Иногда необходимо проверить программу, чтобы определить, какой датчик воздействует на конкретный оператор движения; это не всегда наиболее очевидный датчик).

12.5.2.ОПЕРАТОРЫ ДВИЖЕНИЯ, НЕ СВЯЗАННЫЕ С ДАТЧИКАМИ

Некоторые устройства могут не иметь обратной связи с микропроцессором. В роботе HERO 1 широко используются шаговые двигатели. Направление и скорость работы этих двигателей определяются комбинацией импульсов (данными, которые посылает им микропроцессор). Если микропроцессор посылает 100 групп импульсов, это означает, что двигатель должен сделать 100 шагов. Затруднения возникнут в том случае, если некая сила не даст двигателю правильно расположить руку робота. Тогда микропроцессор все время будет ошибочно полагать, что рука находится там, где ее в действительности нет.

12.5.3. УСТАНОВКА НА НУЛЬ

Решением последней задачи является возвращение в нулевое положение всех органов робота (руки, ноги или какого-либо еще), управляемых шаговыми двигателями. Эта процедура должна осуществляться всякий раз при включении робота, а также в том случае, когда его движения кажутся неточными.

Установка на нуль означает вращение двигателя в одном направлении до тех пор, пока концевой выключатель не подаст на микропроцессор сигнал о завершении движения, после чего микропроцессору будет точно известно состояние соответствующего органа. Возможен и другой метод установки на нуль без применения концевого выключателя (который можно использовать, если нет опасности повредить робот). В соответствии с этим методом двигатель достаточно долго работает в одном направлении, чтобы микропроцессор мог считать, что орган достиг механического упора в конце движения. Такой метод можно применять только для роботов малой мощности, если, конечно, это предусмотрено программой. Всякий раз, когда отсутствует сигнал обратной связи от датчика, как в случае шагового двигателя, для обеспечения максимально точной работы такой двигатель необходимо устанавливать на нуль.

Установка двигателя в нужное положение при отсутствии датчиков осуществляется приближенно и ее не следует использовать для вы полпенни заданий, требующих большой точности, или в случае, когда нагрузка слишком велика. Когда не выдерживается необходимая точ-. ность, а аппаратура сконструирована иа основе описанного метода, имеет место или несоответствие требований реальным возможностям системы, или перегрузка двигателей.

В следующих параграфах описываются разнообразные типы двигателей, широко используемых в роботах.

12.5.4. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ОПЕРАТОРЫ ДВИЖЕНИЯ

В случае отказа оператора движения легче всего проверить работоспособность собственно оператора. Если напряжение возбуждения, подаваемое на двигатель, соответствует фирменным требованиям, а двигатель ие работает, возможно, что схема робота в порядке, а разомкнута цепь питания двигателя. В случае аномально низкого напряжения и высокого тока двигателя можно предположить, что двигатель не может работать по причине механических неполадок (заблокирован физически) или короткого замыкания в его цепи.

Причиной неполадок может быть также коммутация цепей питания. Характерной особенностью электрических операторов движения является их большая энергоемкость. Фактически для любой операции