【正文】 J P 4DGND138K20/13VCC4J P 1AGND138K20/13VCC4J P 2B1234 J2C O N 4P20P21P22P23P40P41P42P43紅 外 傳 感 器 接 口R1104R2 104R9 104R 10104R6104R7 104R 11 104R 12104+ 5V+ 5V+ 5V+ 5VV C CP24P25P26P24P25P27P26火焰?zhèn)鞲衅鹘涌贠 U T 111I N 21I N +3V+42I N +52I N 6O U T 27O U T 4144I N 134I N +12V113I N +103I N 9O U T 38U1H E A D E R 7X 2灰度傳感器接口+ 5V+ 5V+ 5V+ 5V+ 5V + 5V + 5V + 5VR3104R4104R5104R8104P 20 P 21 P 22 P 231234J5C O N 41234J6C O N 4P27G N D1V C C31/ 02J1C O N 3G N D1V C C31/ 02J3C O N 3G N D1V C C31/ 02J4C O N 3G N D1V C C31/ 02J7C O N 312J8C O N 2+ 5VG N D 圖 34 傳感器部分電路圖 滅火機(jī)器人小車制作 17 軟件設(shè)計(jì) 1234滅 火 路 線 回 家 路 線 圖 35 滅火小車滅火行進(jìn)路線 滅火機(jī)器人行進(jìn)路線分析： 當(dāng)小車處于起點(diǎn)，小車要開(kāi)始搜索房間有兩種路徑可以選擇，一是不過(guò)臺(tái)階，繞著 4號(hào)房間向外搜索。 火焰?zhèn)鞲衅魇褂? 此傳感器 具有優(yōu)良的火焰探測(cè)性能，可根據(jù)可見(jiàn)光、紅外光強(qiáng)弱變化輸出電平的大小。由于所有的傳感器系統(tǒng)供電采用的是 5V 的電源，而車體要良好的運(yùn)行電機(jī)的供電電壓應(yīng)該達(dá)到 12V，所以在電源的處理上采用了穩(wěn)壓芯片7805CV 和 7812CV。 12腳接輸入控制電平，控制電機(jī)的正反轉(zhuǎn)， ENA， ENB 接控制使能端，控制電機(jī)的停轉(zhuǎn)。 電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片 L298N L298N 簡(jiǎn)介： L298N 是 SGS 公司的產(chǎn)品，內(nèi)部包含 4通道邏輯驅(qū)動(dòng)電路。 因?yàn)?PSD 的尺寸有限，從圖中很容易理解為何他的測(cè)量距離超出范圍后就不可能是有效數(shù)據(jù)，連趨勢(shì)都得不到。 它的測(cè)距范圍和小車的“個(gè)頭”及運(yùn)動(dòng)速度匹配，對(duì)于 10cm 見(jiàn)方 、運(yùn)動(dòng)速度10— 30cm/s 的小個(gè)頭，能“看到”幾米開(kāi)外的東西的意義不大，而 10— 80cm 正是它所要關(guān)注的范圍。 滅火機(jī)器人小車制作 7 外形尺寸（單位 mm）： 圖 25 ST188 實(shí)物圖 ST188 與單片機(jī)連接原理圖： 1 2 3 4 5 6ABCD654321DCBAT i t l eN um be r R e vi s i onS i z eBD a t e : 18 O c t 20 08 S he e t o f F i l e : C : \ P R O G R A M F I L E S \ D E S I G N E X P L O R E R 9 9 S E \ E X A M P L E S \ M y D e s i gn .d dbD r a w n B y :U1S T 18 8R1120RR210KR5R E S 2R31KV C C12678U 2AL M 32 41 162R 4A10KD1LEDV C CV C CP or tV C C 圖 26 ST188 電路圖 檢測(cè)原理： ST188 是紅外收發(fā)一體的器件，發(fā)射管發(fā)射出紅外光線，接收管就可以 根據(jù)接收的紅外光線的強(qiáng)弱，感知地面的灰度。 應(yīng)用范圍： IC 卡電度表脈沖數(shù)據(jù)采樣。根據(jù)此原理，機(jī)器人可以感知前方的路況從而決定是否前行。 PIN 二極管和前臵上組裝引線框架，環(huán)氧包被設(shè)計(jì)成紅外過(guò)濾器。 MSP430F149 的 CPU 結(jié)構(gòu)如圖 12 所示，主要具有以下功能模塊：基礎(chǔ)時(shí)鐘、看門(mén)狗定時(shí)器、 Timer_A、 Timer_B、 6個(gè) 8位并行端口（其中 P1和 P2 具有中斷功能）、模擬比較器 Comp_A、 12 位 A/D 轉(zhuǎn)換器、 2通道串行通信接口（通過(guò)軟件選擇 UART/SPI模式）、 1 個(gè)硬件乘法器、 60KB 的 Flash 以及 2KB 的 RAM。在所有的房間和走廊的地板上，可能會(huì)鋪有小地毯，不會(huì)有粗毛地毯。 實(shí)現(xiàn)功能 制造一個(gè)計(jì)算機(jī)控制的機(jī)器人在一間平面結(jié)構(gòu)房子模型里運(yùn)動(dòng)，找到一根蠟燭并盡快將它熄滅，這個(gè)工作受多個(gè)因素影響，它模擬了現(xiàn)實(shí)家庭中機(jī)器人處理火警的過(guò)程 ,那個(gè)蠟燭代表家里燃起的火源，機(jī)器人必須找到并熄滅它。 題目 :滅火機(jī)器人小車制作 目 錄 第一章 引言 ............................................................................................................ 1 ....................................................................................................... 1 實(shí)現(xiàn)功能 ....................................................................................................... 1 模擬房子介紹 ................................................................................................. 1 第二章 硬件設(shè)計(jì)基礎(chǔ)知識(shí) .............................................................................................. 2 MSP430F149單片機(jī)相關(guān)知識(shí) ........................................................................... 2 HS0038 ..................................................................................... 5 ST188 .............................................................................. 6 SHARP GP2D12 ................................................................ 7 L298N ....................................................................................... 9 LM7805CV、 LM7812CV .......................................................... 10 LM358運(yùn)算放大器 ........................................................................................ 11 火焰?zhèn)鞲衅? ................................................................................................... 13 第三章 系統(tǒng)設(shè)計(jì) ....................................................................................................... 14 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì) ............................................................................................... 14 硬件設(shè)計(jì) ..................................................................................................... 14 軟件設(shè)計(jì) ..................................................................................................... 17 第四章 調(diào)試記錄 ....................................................................................................... 20 第五章 實(shí)驗(yàn)心得 ....................................................................................................... 22 附錄 1: 程序清單 ....................................................................................................... 25 附錄 2:（硬件設(shè)計(jì)電路圖） .......................................................................................... 77 附錄 3:（參考文獻(xiàn)） .................................................................................................. 79 附錄 5:（滅火小車及比賽場(chǎng)地） .................................................................................... 81 滅火機(jī)器人小車制作 1 第一章 引言 課題背景 隨著自動(dòng)控制技術(shù)的高速發(fā)展，單片機(jī)應(yīng)用日益廣泛！其已廣泛的滲透到工業(yè)自動(dòng)化、儀器儀表、軍事裝備、廣告設(shè)計(jì)等各類產(chǎn)業(yè)以及人們?nèi)粘Ｉ畹姆椒矫婷?。滅火機(jī)器人 是一個(gè)集信號(hào)檢測(cè)、傳輸、處理和控制于一體的控制系統(tǒng)，代表了 智能機(jī)器人 系統(tǒng)的發(fā)展方向 。比賽場(chǎng)地的地板將是被漆成黑色的光滑木制表面。 第二章 硬件設(shè)計(jì)基礎(chǔ)知識(shí) MSP430F149 單片機(jī)相關(guān)知識(shí) MSP430F149 單片機(jī)概述 MSP430F149 是美國(guó) TI 公司生產(chǎn) 的 MSP430 系列超低功耗微控制器中的一種。 滅火機(jī)器人小車制作 4 MSP430F149 單片機(jī)引腳圖 圖 22 MSP430F149 的 CPU 結(jié)構(gòu) 引腳功能說(shuō)明：（ MSP430F149 單片機(jī)的 I/O 口都具有第二功能） ? DVcc：數(shù)字電源正端； ? AVcc：模擬電源正端（使用內(nèi)部 ADC 時(shí)應(yīng)與 Dvcc 隔離以提高 ADC 采樣精度）； ? DVss：數(shù)字電源負(fù)端； ? AVss：模擬電源負(fù)端； ? VREF+： ADC 內(nèi)部參考電壓正端； ? VeREF+： ADC 外部參考電壓正端； ? VREF/VeREF： ADC 參考電壓負(fù)端； ? RST：復(fù)位輸入，非屏蔽中斷輸入端口，引導(dǎo)裝載程序啟動(dòng)（ Flash 器件）低電平產(chǎn)生復(fù)位信號(hào)； ? TDO/TDI：測(cè)試數(shù)據(jù)輸出端口，編程數(shù)據(jù)輸入端口； ? TDI/CLK：測(cè)試數(shù)據(jù)輸入或測(cè)試時(shí)鐘輸入，器件保護(hù)熔絲連 接到該引腳； ? TMS：選擇測(cè)試模式，用作一個(gè)器件編程和測(cè)試輸入端口； 滅火機(jī)器人小車制作 5 ? TCK：用作器件編程測(cè)試或音帶裝載程序啟動(dòng)時(shí)鐘輸入端口； ? XIN：晶體振蕩器 X