【正文】 CBS College Publishing, New [13] Mark Circuits and en.,PRENTICEHall Inc,New [14] Jacob Millman and Arvin Book Company,New [15] and and Design of AnalagIntegrated John Wiley amp。 致 謝 25 致 謝 在我的論文即 將完成之際， 在這里我要感謝在這一段時(shí)間中關(guān)心和幫助過(guò)我的老師和同學(xué)。 其次要感謝的是和我一組的另外兩位同學(xué)，這次我們的合作很愉快，在做畢業(yè)設(shè)計(jì)的過(guò)程中她們給了我很大的幫助。 for(i=0。 j) { if(R[j+1] { temp=R[j+1]。 //發(fā)生了交換，故將交換標(biāo)志置為真 } } if(!exchange) //本趟排序未發(fā)生交換，提前終止算法 { break。 R[j]=temp。 //本趟排序開(kāi)始前，交換標(biāo)志應(yīng)為 假 for(j=。 附 錄 26 附 錄 部分程序： 排序算法 （選擇出溫度最高的三個(gè)傳感器） ： public void BubbleSort(int[] R) { int i,j,temp。從論文的選題到具體的細(xì)節(jié)，再到論文最后的編排上，都給我作了細(xì)心的指導(dǎo)。碩士畢業(yè)后到西南林學(xué)院計(jì)算機(jī)與信息科學(xué)系任教，主要講授課程有《模擬電子線(xiàn)路基礎(chǔ)》、《自動(dòng)控制原理》、《電子線(xiàn)路設(shè)計(jì)》等專(zhuān)業(yè)課程。將來(lái)用于現(xiàn)實(shí) 的生活中，還需與機(jī)器人其他功能的完整結(jié)合。 首先我們認(rèn)真復(fù)習(xí)了以前所學(xué)的知識(shí)，盡量運(yùn)用以前的知識(shí)解決問(wèn)題，設(shè)計(jì)上，比如在選擇芯片時(shí)也盡量用書(shū)本上學(xué)過(guò)的，因?yàn)椋?第一 ，書(shū)上選擇的芯片都是比較常見(jiàn)的，通用的，考慮到后面的實(shí)物設(shè)計(jì)，在市場(chǎng)上比較好買(mǎi)，價(jià)格也應(yīng)該比較合理， 再者 ，書(shū)上講過(guò)的芯片，我們了解得比較多，對(duì)各引腳的功能比較熟悉，運(yùn)用起來(lái)也比較方便。通過(guò)本次實(shí)驗(yàn)，不僅 復(fù)習(xí)了我們所學(xué)過(guò)的各學(xué)科知識(shí)，更是培養(yǎng)了我們綜合考慮問(wèn)題的能力， 從設(shè)計(jì)到實(shí)施，從硬件到軟件，每一個(gè)細(xì)節(jié)都是不可忽略的，每一步都必需是認(rèn)真的，因?yàn)樽鳛橐粋€(gè)系統(tǒng)，一部分并不只是一部分，它能否按預(yù)期的設(shè)計(jì)正常運(yùn)行關(guān)系還關(guān)系其他部分的任務(wù)的實(shí)施。 此次 我們實(shí)驗(yàn)用的火源是用蠟燭作模擬火源，蠟燭的外焰溫度為 500 度， 代入 5 紅外定位的算法設(shè)計(jì) 21 式 (53)得： d=10(lgTX+) 溫度隨距離的變化曲線(xiàn)為： 溫度 amp。 *（ N1） +α =45176。 ∴α =176。 如圖 52 所示， A， B， C 點(diǎn)的溫度分別為 TA， TB， TC。 d為火源與傳感器 之 間的距離。 實(shí)驗(yàn)中用到的 傳感器組采用了矩陣式的多個(gè)傳感器組成，結(jié)構(gòu)如圖： 圖 51 由傳感器組俯視圖可以看出，無(wú)論火源在機(jī)器人的哪個(gè)方位，都一定會(huì)有三個(gè)傳5 紅外定位的算法設(shè)計(jì) 18 感器正對(duì)火源，這樣，我們可以把火源傳感器圖抽象為如下圖所示： 圖 52 如圖，設(shè) A， B， C 點(diǎn)是測(cè)得溫度最高的三個(gè)紅外傳感器所在的位置， O 點(diǎn)為傳感器組分部所在的圓的圓心， D 點(diǎn)為火源位置。 在這種理想空間中，不存在電波的反射、折射、繞射、色散和吸收等現(xiàn)象，電播傳播速度等于真空中的光速 c。 （ 3） 轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)的傳送 不管使用上述哪種方式，一旦確認(rèn) 轉(zhuǎn)換完成，即可通過(guò)指令傳送在三態(tài)輸出鎖存器中的結(jié) 果數(shù)據(jù)。 1） 無(wú)條件傳送方式 轉(zhuǎn)換時(shí)間是轉(zhuǎn)換器的一項(xiàng)已知和固定的技術(shù)指標(biāo)。 圖 46 4 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì) 16 圖 45 中接中口的具體任務(wù)如下。 4 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì) 14 圖 44 信號(hào)的模數(shù)轉(zhuǎn)換部分 傳感器測(cè)得的信號(hào)為模擬量，需要通過(guò) ADC0809 進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，才能由 單片機(jī)進(jìn)行相應(yīng)的處理。 4 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì) 13 圖 43 表格 41 量程 /176。 ， GND： +5V電源及地。時(shí)鐘頻率既不能高于 640 kHz，也不能低于 100 kHz，對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)換速度為 100 。轉(zhuǎn)換結(jié)束后該端將由低電平跳轉(zhuǎn)為高電平。該信號(hào)的上升沿可將地址選擇信號(hào) ADDA, ADDB, ADDC 鎖入地址寄存器內(nèi)?？芍苯咏尤雴纹瑱C(jī)的數(shù)據(jù)總線(xiàn)。但 RAM，定時(shí)器，計(jì)數(shù)器，串口和中斷系統(tǒng)仍在工作。 4．芯片擦除： 整個(gè) PEROM 陣列和三個(gè)鎖定位的電擦除可通過(guò)正確的控制信號(hào)組合，并保持 ALE管腳處于低電平 10ms 來(lái)完成。該反向放大器可以配置為片內(nèi)振蕩器。在 FLASH 編程期間，此引腳也用于施加 12V編程電源（ VPP）。在由外部程序存儲(chǔ)器取指期間，每個(gè)機(jī)器周期兩次 /PSEN 有效。此時(shí)， ALE 只有在執(zhí)行 MOVX， MOVC 指令是 ALE 才起作用。在平時(shí)， ALE 端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號(hào)，此頻率為振蕩器頻率的 1/6。 RST：復(fù)位輸入。 P3 口： P3 口管腳是 8 個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的雙向 I/O 口，可接收輸出 4 個(gè)TTL 門(mén)電流。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。 P1 口管腳寫(xiě)入 1 后，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入，P1 口被外部下拉為低電平時(shí)，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。當(dāng) P1 口的管腳第一次寫(xiě) 1 時(shí)，被定義為高阻輸入。 低功耗的閑置和掉電模式 32 條可編程 I/O 線(xiàn) 4K 字節(jié)可編程 FLASH 存儲(chǔ)器 (壽命： 1000 寫(xiě) /擦循環(huán) ) 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。 上面介紹了本次設(shè)計(jì)中要設(shè)計(jì)的各模塊的功能及相互間的連接 ，這里主要介 紅外測(cè)溫模塊 A/D 轉(zhuǎn)換模塊 51 單片機(jī) 3 系統(tǒng)總體方案 7 紹在本次實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)中要綜合考慮的因素 , 本次設(shè)計(jì)方案當(dāng)中，盡量對(duì)各個(gè)方面進(jìn) 行了周密考慮，希望能制定出一個(gè)合理的，周全的方案，在所做方案中具體考慮了以下的幾點(diǎn)： ●硬件的選擇能否適應(yīng)系統(tǒng)提出的要求 ●硬件芯片是否能夠買(mǎi)到，或者是否和你的預(yù)期花費(fèi)有矛盾換句話(huà)說(shuō)，就是你要用的東西一定要能買(mǎi)到而且要相對(duì)你來(lái)說(shuō)不要太貴，這點(diǎn)要求很實(shí)際，以做過(guò)的工程而言，這個(gè)是必須考慮的東西，你不可能用了一個(gè)片子，卻不知道它是否還在生產(chǎn)，就算它還在生產(chǎn)，也要事先知道它的價(jià)格，考慮的程度上可以更進(jìn)一步，靈活的使用芯片，同功能價(jià)格比較低的芯片還是很多的。 系統(tǒng)功能的實(shí)現(xiàn) 傳感器組把測(cè)得溫度分別通過(guò)模數(shù)轉(zhuǎn)換傳給單片機(jī)，單片機(jī)通過(guò)一定的處理，比較得出溫度最高的三個(gè)傳感器，根據(jù)能量在自由空間的衰減規(guī)律可知，火源與傳感器的距離與傳感器測(cè)得溫度的大小 呈 負(fù)相關(guān)， 溫度越高，距離火源越近，所以，火源即在這三個(gè)傳感器所對(duì)的那個(gè)方向上 具體的方位可以通過(guò)相應(yīng)的公式計(jì)算出來(lái)，這將在第五章中詳細(xì)推算。 最后 ， 就是 單片機(jī)部分，該部分作為中央樞紐，控制整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)作。 這樣，機(jī)器人就可以根據(jù)此數(shù)據(jù)進(jìn)行火源的探測(cè)，并滅火。 3 系統(tǒng)總體方案 5 3 系統(tǒng)總體方案 本章介紹的內(nèi)容如下： ? 系統(tǒng)方案的概述和設(shè)計(jì)步驟 ? 系統(tǒng)功能的實(shí)現(xiàn) ? 系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)中考慮的綜合因素 通過(guò)對(duì)本章的了解，可以讓大家對(duì)本次實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的 設(shè)計(jì)有個(gè)大概的了解，對(duì)系統(tǒng)方案的設(shè)計(jì)也是進(jìn)行設(shè)計(jì)前所必須的，這直接關(guān)系到后面的設(shè)計(jì)。 我國(guó)從八十年代末期開(kāi)始消防機(jī)器人的研究，公安部上海消防研究所等單位在消防機(jī)器人的研究中取得了大量的成果， 自行式消防炮 已經(jīng)投入市場(chǎng)， 履帶輪式消防滅火偵察機(jī)器人 也于 2021 年 6 月通過(guò)了國(guó)家驗(yàn)收。裝有消防水炮、攝像機(jī)或熱像儀，采用有線(xiàn)控制方式。 60 年代，日本研制了不少于 5 種型號(hào)的自動(dòng)駛滅火機(jī)器人，分別配備于大阪、東京、高石等消防部門(mén)，這類(lèi)機(jī)器人以?xún)?nèi)燃機(jī)或電動(dòng)機(jī)作為動(dòng)力，配置驅(qū)動(dòng)輪或履帶式行駛機(jī)構(gòu)，能爬坡、越障礙；裝有較大噴射流量的消防槍炮，能作俯仰和左右回轉(zhuǎn)；裝有氣體檢測(cè)儀器和電視監(jiān)視設(shè)備；通過(guò)電纜或無(wú)線(xiàn)控制，控制距離最大為 100m,另一類(lèi)機(jī) 器人為偵察、搶險(xiǎn)機(jī)器人，除裝有氣體檢測(cè)儀器和電視監(jiān)視器設(shè)備外。 2 概述 3 2 概述 國(guó)外消防機(jī)器人發(fā)展。當(dāng)然，如何設(shè)計(jì)這個(gè)電路就是我們所要設(shè)計(jì)的機(jī)器人的核心部分了。 我們之所以選擇做滅火機(jī)器人，概括起來(lái)有以下幾點(diǎn)。那么這給機(jī)器人 提出來(lái)更高層次的要求，展望 21 世紀(jì)，機(jī)器人將是一個(gè)與 20 世紀(jì)計(jì)算機(jī)的普及一樣，會(huì)深入地應(yīng)用到各個(gè)領(lǐng)域，在 21 世紀(jì)的前20 年是機(jī)器人從制造業(yè)走向非制造業(yè)的發(fā)展一個(gè)重要時(shí)期，也是智能機(jī)器人發(fā)展的一個(gè)關(guān)鍵時(shí)