【正文】 2) 操作：將“結(jié)束”模塊移到流程圖生成區(qū)，并連接在主程序或任務的結(jié)束位置。 17 ――新建子程序―― 圖標 模塊 對話框 1) 功能： 把需 要重 復使 用的一 組模 塊新 建為 “子程 序”，便于在主程序中調(diào)用，以精簡程序。 2) 操作：新建子程序是一個特殊的模塊，它是子程序調(diào)用的第一步。其操作如下： a) 用鼠 標點 擊 “程 序 模塊 庫” 中 的“ 新建 子 程序 ”模 塊 ，就會彈 出一 個新 建子 程序 對話框 。在 對話 框中 “子 程序 位置”下 ，有 兩 個 選 項 ：“ 系 統(tǒng) 子 程序 ” 和 “ 其它 程 序 ? ? ”。 “系統(tǒng)子程序”提供常用的子程序模板；“其它程序??”可以選擇任何已編制程序，以調(diào)用其中存在的子程序。 當選擇“系統(tǒng)子程序“時，右邊的列表框中顯示了系統(tǒng)提供的常用子程序模板。其中“自定義”選項可用來建立一個新的子程序，你可以在子程序名稱處為這個子程序命名。 當選擇“其它程序??”時，會彈出一個對話框，在這里我 們 可 以 選擇 任 一 流 程 圖 文 件 ， 如果 該 流 程 圖 文 件 包 含 子 程 18 序 ， 列 表 框中 就 會 出 現(xiàn) 存 在 的 子 程序 名 ， 用 戶 也 可 以 調(diào) 用 這些子程序。 新建子程序“確定”后，會自動進入該子程序的編輯窗口 ， 可 以 像編 輯 主 程 序 一 樣 編 輯 子程 序 。 每 個 子 程序都有獨立的編輯窗口。 b) 新建子程序不能超過 10 個。 ――子程序―― 圖標 模塊 對話框 1) 功能： 調(diào)用 一個 “子 程序”，只 能在 主程 序中使 用。 只有在新建了子程序之后這個模塊才能在主程序界面中出現(xiàn)。子程序可以調(diào)用子程序，但不能調(diào)用自己。 2) 操作：如果新建了子程序，在主程序窗口（主程序窗口可以用工具欄中 的“主程 序”快捷 按鈕 切換），在“ 程序模塊庫”中可以看到新建的“子程序”模塊的圖標。子程序模塊可以象其他模塊一樣移入到流程圖生成區(qū)，連接在主程序中使用。 在子程序模塊上雙擊鼠標左鍵，可打開子程序?qū)υ捒?，選 19 擇“編輯”按鈕，即可進入此子程序的編輯界面。 ――子程序返回―― 圖標 模塊 對話框 無設置對話框 1) 功能： 結(jié)束 一個 用戶 “子程 序”。此 模塊 在子程 序編 輯界面中出現(xiàn)，只能在子程序中使用。 2) 操作：將“子程序返回”模塊從“程序模塊庫”移到流程圖生成區(qū)，并連接在子程序的結(jié)束位置。 —— 自定義模塊 —— 圖標 模塊 對話框 20 1) 功能：提供用戶自定義功能，利用該模塊直接用 JC 代碼進行編寫程序。 2) 操作：用鼠標將“自定義”模塊移到流程圖生成區(qū)并連接在程序中的相應位置。設置時，鼠標左鍵雙擊“自定義”模塊，在彈出的對話框中編寫 JC 代碼。 3) 設置參數(shù)說明：在文本框中編寫所需 JC 代碼。 注意：編 寫 JC 代碼 時應確 保語法 無誤，否 則流程 圖文件 無法下載。 自定義子程序 建立自定義子程序的操作如下： 點擊“ 程序 模塊 庫”中 的“ 新建 子程 序”模 塊， 在彈 出的 對話框中選 擇“自 定義 ”，并 為子 程序命 名，按 “確 定”后 就會 進入子程序的編輯窗口。 在子程 序的 編輯 窗口中 ，可 以和 主程 序一樣 編輯 子程 序。 執(zhí)行器模塊、傳感器模塊和控制模塊在子程序中都可以使用。但是子程序的程序模塊庫沒有“任務開始”、“結(jié)束模塊”和“新建子程序”模塊，只有“子程序返回”模塊，這是和主程序不同的地方。 子程序編輯 完成后， 用工具欄 中的“主 程序” 快捷按鈕 切換到主程序窗口，在程序模塊庫中就會有剛才編寫好的子程序模塊。將子程序模塊移入到流程圖生成區(qū)，與主程序相連，就完成了自定義子程序的調(diào)用。 21 硬件電路，軟件電路 硬件電路是智能滅火機器人整體的核心骨架，其參數(shù)性能及設計的合理 性直接決定了智能滅火機器人的性能。本文完成了基于 mf13內(nèi)核的智能滅火機器人的硬件電路的設計與實現(xiàn)。 1 硬件電路的總體設計 滅火的任務是 在空地中，隨 機在其中一個 位置放置蠟燭代替的火源，要求機器人在盡可能短的時間里無碰撞地找到火源并完成滅火。 根據(jù)要求及功能需要，滅火機器人的總體結(jié)構(gòu)，主要由控制器、傳感器輸入、驅(qū)動輸出等模塊組成。 2 硬 件 電 路的 主 要 部件 分 析 與設 計 嵌 入式 系 統(tǒng) 為實 現(xiàn) 機器 人 高速 精 確地 按 照規(guī) 定 路徑 行走 ， 要求 機 器人 的 CPU能夠?qū)崟r迅速地讀取多個傳感器端口 數(shù)值，并在較短的時間內(nèi)完成對各端口數(shù)值的存儲、運算和輸出等多種任務。由于嵌入式微處理器對實時任務具有很強的支持能力，能夠完成多任務并且具有較短的中斷響應，因此在設計過程中選用以嵌入式微處理器 mf13 為核心的控 制器，每 秒可執(zhí) 行一 億一千 萬條機 器指 令。為 提高 端口數(shù)值讀取速度，使機器人能對周圍環(huán)境信息做出迅速判斷，本設計在主 芯 片 上 設 置 了 ADC0～ ADC7（ ～ ） ８ 路 數(shù) 據(jù) 輸 入 端口，每秒可實現(xiàn) 50 萬次數(shù)據(jù)采集；另外又設置 20 路數(shù)據(jù)輸入端口，通過 ATMEGA816PC 輔助單片機連接到主芯片上，用以讀取遠 紅外傳感器組及檢測端口的數(shù)值，每秒可實現(xiàn) 1 000 次數(shù)據(jù)采 22 集。本設計還設置了 4 路 PWM 控制信號輸出端口，用以驅(qū)動 4 路大功率直 流電機 ，實現(xiàn) 對轉(zhuǎn)速 的精確 調(diào)節(jié)； 此外， 還設置 了 7 路Do 數(shù)字輸出 端口，用 以驅(qū)動伺 服電機、 蜂鳴器、 繼電器、 發(fā)光二極管等。為了給龐大和復雜的程序提供更多的執(zhí)行空間，本設計附加設置了 100 KB 的數(shù)據(jù)存儲器（ RAM）和 512 KB 的程序存儲器（ Flash ROM），用以存儲更多的數(shù)據(jù)和命令。 2） 直流 電機 驅(qū)動 電路 由 于需 要， 機器 人要 在避 免碰 撞的 前 提下盡可能提高速度，因此要求具有更大功率的驅(qū)動 器和更靈敏的控制 方 式 。 為 此本 文 采 用 的 電 機 驅(qū) 動 電 源 電 壓 為 V ，電流為20 A； 采用 占空 比范 圍 為 0～ 95% 的 4 路 PWM 信 號 控制 直流 電機，以實現(xiàn)精確的調(diào)速。由于電機功率較大，并要求能實現(xiàn)雙向、可調(diào)速運行，本文設計了半橋式電力 MOSFET 管，成功實現(xiàn)了對電機的 控 制 。 2 路 PWM 信 號 通過 IR 半橋 驅(qū) 動 器（ halfbridge driver） 和 相 應 保 護 電 路 連 接 至 型 號 為 IRF2807 的 MOSFET管，控制電源與電動機連接線路的通與斷，達到控制電機速度的目的。當 PWM 信號占空 比較大時， 線路導通時 間長，電機 速度大；相 反 ，當 PWM 占 空 比較 小時 ，線 路 導通 時間 短 ，電 機速 度小 。 4個 MOSFET 管 在不 同時 刻導通 組合 ，實 現(xiàn)控 制電 機轉(zhuǎn) 動方 向： 當MSFET 管 1 和 4 導通時，電機端口 1 為正、 2 為負，電機正轉(zhuǎn)；當 MOSFET 管 2 和 3 導通時，電機端口 2 為正、 1 為負，電機反 23 轉(zhuǎn)。 24 5 總結(jié) 在小 組 成 員的 共 同 努力 下 ，通 過 大 量測 試 調(diào) 試表 明 ， 小車 能 夠較好的完成題目要求的基本要求。我們在完成基本任務的基礎(chǔ)上想更好的方案。盡可能的減小時間。消防小車從硬件到軟件都以達到預 期的 目 的 。由 于 時 間關(guān) 系 對 于更 好 的 方案 有 待 討論 。 小組 心得 體會 我們 從中 收獲 了很 多寶 貴的 知識 ，提 高了 團 隊協(xié)作能力，增強了團隊意識。對于做控制類小車題目的我們來說，需要很強的動手能力，我們在做車的過程中受益匪淺。更讓我們了解整個過程中應注意的問題，以及避免問題的方法，和對于應急事件的處理。這對于我們畢業(yè)進入社會有著很大的 幫助。也鍛煉了我們的意志力與堅定信心的能力，讓我們在壓力下，一步一步接近成功。歡樂與汗水伴隨著我們成長。 25 參考文獻 [1]蔣新松 .機器人與工業(yè)自動化 [M].石家莊：河北教育出版社，2021. [2]王耀南 .機器人控制工程 [M].北京：科學出版社， 2021. [3]倪星元，等 .傳感器敏感功能材料及應用 [M].北京 ?；瘜W工業(yè)出版社， 2021. [4] 南宮好友 .傳感器入門 [M]. 北京：科學出版社， 2021. [5] 許大中等 .電機控制 [M].浙江大學出版社， 2021. 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