【正文】 用前景。在這里首先要感謝我的指導(dǎo)老師王艷輝老師。另外，我還要感謝那些曾給我授過(guò)課的每一位老師，是你們教會(huì)我專業(yè)知識(shí)，使我能夠在以后的工作中不斷進(jìn)步，勇攀高峰。她的治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)和科學(xué)研究的精神也是我永遠(yuǎn)學(xué)習(xí)的榜樣，并將積極影響我今后的學(xué)習(xí)和工作。正符合當(dāng)今社會(huì)的要求，通過(guò)自動(dòng)搬運(yùn)小車的應(yīng)用，也為各行各業(yè)都節(jié)省了人力，物力。從某種意義上說(shuō)，機(jī)器人技術(shù)水平反映著一個(gè)國(guó)家的綜合技術(shù)實(shí)力的高低，智能小車應(yīng)該說(shuō)是最基本的機(jī)器人雛形，智能小車控制系統(tǒng)的研制將有助于推動(dòng)智能機(jī)器人控制系統(tǒng)的發(fā)展，同時(shí)為智能機(jī)器人的研制提供更有利的手段。31經(jīng)濟(jì)效益分析機(jī)器人是先進(jìn)制造技術(shù)和自動(dòng)化裝備的典型代表，是人造機(jī)器的“終極” 形式。通過(guò)對(duì)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，深刻體會(huì)到專業(yè)知識(shí)的熟練掌握是十分重要的。然后小車?yán)^續(xù)行駛到 B 點(diǎn)，這時(shí)車上的小燈熄滅，表示物體已經(jīng)存放在Ｂ點(diǎn)。30結(jié) 論通過(guò)不斷的嘗試與努力，針對(duì)該課題所作的設(shè)計(jì)基本上已經(jīng)能夠?qū)崿F(xiàn)。這可能是在設(shè)置參數(shù)時(shí)出現(xiàn)了錯(cuò)誤。針對(duì)這個(gè)問(wèn)題，做以下調(diào)試，增加驅(qū)動(dòng)電機(jī)處三極管的導(dǎo)通頻率，使得電機(jī)轉(zhuǎn)速加大，使小車運(yùn)行加快，從而使時(shí)間減短。它通常由兩個(gè)或三個(gè)既導(dǎo)磁又導(dǎo)電材料做成的簧片觸點(diǎn)，被封裝在充有惰性氣體(如氮、氦等) 或真空的玻璃管里，玻璃管內(nèi)平行封裝的簧片端部重疊，并留有一定間隙或相互接觸以構(gòu)成開(kāi)關(guān)的常開(kāi)或常閉接點(diǎn)。首先，在選擇驅(qū)動(dòng)電路時(shí)，最初方案選擇的是使用分立式元件進(jìn)行控制電機(jī)。在仿真過(guò)程中，顯示部分總是出現(xiàn)差錯(cuò)。以虛代實(shí)、以軟代硬，就建立一個(gè)完善的虛擬實(shí)驗(yàn)室。這些測(cè)試信號(hào)包括模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)。Proteus 軟件是一種低投資的電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化軟件，提供可仿真數(shù)字和模擬、交流和直流等數(shù)千種元器件和多達(dá) 30 多個(gè)元件庫(kù)。調(diào)試分為，軟件調(diào)試，硬件調(diào)試及實(shí)物運(yùn)行三部分。 計(jì)數(shù)/計(jì)時(shí)子程序小車準(zhǔn)確取物后，定時(shí)器啟動(dòng)，開(kāi)始計(jì)時(shí)。 顯示子程序下面介紹一下顯示部分的程序。當(dāng)小車在 A 點(diǎn)檢測(cè)不到物體時(shí)，小車應(yīng)該自動(dòng)行駛到 C 點(diǎn)。若傳感器檢測(cè)到右側(cè)及中間傳感器，則小車向左轉(zhuǎn)彎。L298//ENA 管腳ENB BIT 。L298//IN1 管腳向左轉(zhuǎn)彎系統(tǒng)初始化開(kāi) 始前 行左側(cè)及中間檢測(cè)到黑帶？右側(cè)及中間檢測(cè)到黑帶？向右轉(zhuǎn)彎中間檢測(cè)到黑帶？24IN2 BIT 。在程序中，可以定義偽指令如下：ZG BIT 。而循跡的前提是電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)使小車行駛，然后再使用光電傳感器進(jìn)行檢測(cè)道路，使其沿固定軌跡行駛。然后通過(guò) LED 顯示計(jì)時(shí)，計(jì)數(shù)。通過(guò)趨光原理設(shè)計(jì)小車到達(dá)固定地點(diǎn) A，再應(yīng)用接近開(kāi)關(guān)檢測(cè)是否有鐵片，當(dāng)有鐵片時(shí)，電磁鐵執(zhí)行取物并開(kāi)始執(zhí)行計(jì)時(shí)程序。這樣才能夠把軟硬件更好的結(jié)合在一起，從而完成課題。在 XTAL1 和 XTAL2 兩端跨接石英晶體及兩個(gè)電容，就構(gòu)成了穩(wěn)定的自激振蕩器。在時(shí)鐘振蕩器穩(wěn)定工作情況下，470單片機(jī)A B C D E F G GP 1 2 3 4VCC21該引腳若由低電平上升到高電平并持續(xù) 2 個(gè)機(jī)器周期，系統(tǒng)將實(shí)現(xiàn)一次復(fù)位操作。復(fù)位操作是使單片機(jī)的 CPU 以及系統(tǒng)各部件處于初始狀態(tài)，并從這個(gè)狀態(tài)開(kāi)始運(yùn)行。在這里，我們需要 1,2 位為計(jì)數(shù)部分，3,4 位為計(jì)時(shí)部分，通過(guò)單片機(jī)程序分別控制。所以要在硬件設(shè)計(jì)時(shí)要使用到 LED 數(shù)碼管。電磁鐵由一個(gè)三極管（當(dāng)作控制開(kāi)關(guān)）與其相接，用 AT89C51 的一個(gè) I/O 口片 輸出信號(hào)來(lái)控制電磁鐵的通、斷。也就是說(shuō)，小車需要左轉(zhuǎn)時(shí)，左邊的電機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)或減速，而右邊電機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)。SENSB GNDSENSA OUT1 ENB OUT2ENA IN1 OUT3IN2 IN3 OUT4IN4 Vcc Vs—+—+5VAT 8 9 C 5 1 18表 L298N 邏輯功能電機(jī)運(yùn)行狀況 EnA(B) IN1(IN3) IN2(IN4)正轉(zhuǎn) H H L反轉(zhuǎn) H L H快速停止 H IN2(IN4) IN1(IN3)停止 L X X由表 可知 EnA 為高電平時(shí)，輸入電平對(duì)電機(jī)控制起作用，當(dāng) EnA 為高電平，輸入電平為一高一低，電機(jī)正或反轉(zhuǎn)。L298N 的 12 四個(gè)引腳接到單片機(jī)上，通過(guò)對(duì)單片機(jī)的編程就可以實(shí)現(xiàn)兩個(gè)直流電機(jī)的 PWM 調(diào)速以及正反轉(zhuǎn)等功能。EnA，EnB 接控制使能端，17控制電機(jī)的停轉(zhuǎn)。輸出電流可達(dá) A，可驅(qū)動(dòng)電感性負(fù)載。由于光敏電阻阻值的變化，輸入到單片機(jī) 的電壓隨著變化，通過(guò)單片機(jī)內(nèi)部的 A/D 轉(zhuǎn)換成的數(shù)值也會(huì)變化，通過(guò)對(duì)數(shù)值的處理來(lái)確定尋光方向，從而確定運(yùn)行位置。本設(shè)計(jì)主要通過(guò)光敏電阻和單片機(jī)內(nèi)部的 A/D 來(lái)完成。紅外傳感器的安裝位置如圖 所示。如圖 所示，藍(lán)色小燈為紅外發(fā)射端，黑色小燈為紅外接收端，而引腳 1，2，3，4 分別為：Anode，Cathode，Colector，Emitter 。如圖 所示。因此，LED 數(shù)碼管屬于電流控制型器件，其發(fā)光亮度 L(單位是 cd／m2)與正向電流 IF 有關(guān)，用公式表示： 式（）KIFL?即亮度與正向電流成正比。LED 數(shù)碼管等效于多只具有發(fā)光性能的 PN 結(jié)。常見(jiàn)管芯材料有磷化鎵(GaP)、砷化鎵(GaAs)、磷砷化鎵(GaAsP)、氮化鎵(GaN) 等，其中氮化鎵可發(fā)藍(lán)光。LED 數(shù)碼管分共陽(yáng)極與共陰極兩種，其工作特點(diǎn)是，當(dāng)字段電極接低電平，公共陽(yáng)極接高電平時(shí)，相應(yīng)字段可以發(fā)光。所以在選擇顯示部分所用器件時(shí)，有以下兩種方案。 L298N 的內(nèi)部包含 4 通道邏輯驅(qū)動(dòng)電路。第二，選用小車車體為三輪小車，小車采用兩輪驅(qū)動(dòng)，兩輪各用一個(gè)直流電機(jī)執(zhí)行，后輪為一萬(wàn)向輪。 車體及驅(qū)動(dòng)電路選擇對(duì)于小車車體的要求有以下兩種選擇。振蕩器產(chǎn)生一個(gè)交變磁場(chǎng)。此光電對(duì)管調(diào)理電路簡(jiǎn)單，工作性能穩(wěn)定。TCRT5000 采用 DIP4 封裝，其具有如下特點(diǎn)：塑料透鏡可以提高靈敏度。本方案也易于實(shí)現(xiàn)，比較可靠，因此采用方案三。由于光敏二極管受可見(jiàn)光的影響較大，穩(wěn)定性差。方案一：采用熱探測(cè)器。目前各行業(yè)應(yīng)用的傳感器品種有很多，但沒(méi)有一個(gè)統(tǒng)一的分類標(biāo)準(zhǔn)。P3 口（~）：8 位準(zhǔn)雙向并行 I/O 接口。擴(kuò)展外部存儲(chǔ)器或 I/O 口時(shí)，作為低 8 位地址總線和 8 位數(shù)據(jù)線的分時(shí)復(fù)用接口，為雙向三態(tài)。RST 為復(fù)位信號(hào)輸入端。（3）EA/VPP：訪問(wèn)程序存儲(chǔ)器控制信號(hào)/編程電源輸入端。ALE：在系統(tǒng)擴(kuò)展時(shí)， ALE 用于控制 P0 口輸出的低 8 位地址鎖存，以實(shí)現(xiàn)低8 位地址和數(shù)據(jù)的隔離。8圖 AT89C51 引腳圖下面簡(jiǎn)單介紹下 AT89C51 的各引腳的功能。該器件采用 ATMEL 高密度非易失存儲(chǔ)器制造技術(shù)制造，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的 MCS51 指令集和輸出管腳相兼容。單片機(jī)是整個(gè)小車的大腦，是整個(gè)小車運(yùn)行的核心部件，起著控制小車所有運(yùn)行狀態(tài)的作用。將所有器件集成在一塊芯片上，體積大大減小的同時(shí)還提高了穩(wěn)定性，并且可應(yīng)用 EDA 軟件仿真，調(diào)試，易于進(jìn)行功能擴(kuò)展，但是其成本高，芯片引腳較多，實(shí)物硬件電路板布線復(fù)雜，硬件制作難度較大。其特點(diǎn)是直接用現(xiàn)成的IC 組合而成，簡(jiǎn)單方便，但由于使用的器件較多，連線復(fù)雜，體積大，功耗大，且靈活性不高，效率低，不利于小車智能化的擴(kuò)展，對(duì)各路信號(hào)處理比較困難。只有這樣才能夠使整個(gè)課題所要求的效果得到充分展示。小車行駛到 B 后，需要把貨物卸下，然后再行駛回 A 點(diǎn)。同時(shí)，為了能夠準(zhǔn)確實(shí)現(xiàn)運(yùn)行，及取物功能，所以可以采用圖 所示程序流程圖進(jìn)行設(shè)計(jì)。AT89C51單片機(jī)紅外傳感器電感式接近開(kāi)關(guān)光敏電阻及測(cè)量電路驅(qū)動(dòng)電機(jī)電磁鐵LED 顯示4而要達(dá)到小車自動(dòng)循跡功能，和鐵片探測(cè)功能就必須要檢測(cè)黑帶和識(shí)別鐵片，所以選擇正確的傳感器是相當(dāng)重要的。此次設(shè)計(jì)的主控芯片選擇 AT89C51，負(fù)責(zé)檢測(cè)傳感器的狀態(tài)并控制電機(jī)。當(dāng)出現(xiàn)故障時(shí)，操作人員需要手動(dòng)將系統(tǒng)復(fù)位。然后在 A 點(diǎn)檢測(cè)到貨物，并自動(dòng)拾起后按規(guī)定路線行駛到目標(biāo)地點(diǎn) B 后放下貨物。32 方案論證通過(guò)對(duì)課題理解，可以初步擬定設(shè)計(jì)方案，并對(duì)該方案進(jìn)行論證分析。 本文內(nèi)容安排根據(jù)題目要求所設(shè)計(jì)系統(tǒng)主要由兩部分組成，即硬件部分和軟件部分。主要設(shè)計(jì)任務(wù)是完成小車的自動(dòng)循跡，取物功能。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，傳感器種類越來(lái)越多，其中視覺(jué)傳感器成為自動(dòng)行走和駕駛的重要部件。隨著全球經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，現(xiàn)代化生產(chǎn)觀念日益受到企業(yè)的重視，這也為無(wú)人搬運(yùn)車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供了契機(jī)。由于全自主移動(dòng)機(jī)器人涉及諸如驅(qū)動(dòng)器控制、傳感器數(shù)據(jù)融合、圖像處理、模式識(shí)別、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等許多方面的研究，所以能夠綜合反映一個(gè)國(guó)家在制造業(yè)和人工智能等方面的水平。機(jī)器人世界杯的中型組比賽中使用的機(jī)器人就屬于這一類型。 交互型機(jī)器人：機(jī)器人通過(guò)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)與操作員或程序員進(jìn)行人－機(jī)對(duì)話，實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)器人的控制與操作。　智能機(jī)器人根據(jù)其智能程度的不同，又可分為三種： 傳感型機(jī)器人：又稱外部受控機(jī)器人。它一方面不斷獲得新的進(jìn)展，一方面又轉(zhuǎn)向更有意義、更加困難的目標(biāo)。人工智能是一門極富挑戰(zhàn)性的科學(xué)，從事這項(xiàng)工作的人必須懂得計(jì)算機(jī)知識(shí)，心理學(xué)和哲學(xué)。 handlingII目 錄1 緒 論 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????1 課題研究的目的和意義 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????1 設(shè)計(jì)任務(wù)與要求 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????3 本文內(nèi)容安排 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????32 方案論證 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????4 系統(tǒng)工作 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????4 方案設(shè)計(jì) ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????43 硬件設(shè)計(jì) ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????7 元器件選擇 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????7 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????7 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????11 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????12 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????12 ?????????????????