【正文】 還要 感謝所有授過 我課的老師，無論是基礎(chǔ)課老師還是專業(yè)課老師。 致謝 經(jīng)過半年的忙碌和工作，本次畢業(yè)設(shè)計(jì)已經(jīng)接近尾聲，作為一個(gè)本科生的畢業(yè)設(shè)計(jì)，由于經(jīng)驗(yàn)的匱乏，難免有許多考慮不周全的地方，如果沒有導(dǎo)師的督促指導(dǎo)，以及一起工作的同學(xué)們的 支持，想要完成這個(gè)設(shè)計(jì)是難以想象的。指令冗余技術(shù)可以減少程序彈飛次數(shù)，使其很快進(jìn)入程序軌道，但這并不能保證在失控期間不出差錯(cuò)，更不能保證程序納入正常軌道后就平安無事了，解決這個(gè)問題必須采用軟件容錯(cuò)技術(shù)。另外，各類數(shù)據(jù)鎖存器盡可能和 CPU 安裝在同一電路板上，使傳輸線上傳送的都是鎖存好的電位控制信號(hào) ，對(duì)于重要的輸出設(shè)備，最好建立檢測(cè)通道， CPU 可以檢測(cè)通道來確定輸出結(jié)果的正確性。 輸出 設(shè)備是電位控制型還是同步鎖存型，對(duì)干擾的敏感性相對(duì)較大。故實(shí)質(zhì)上它是一種程序?yàn)V波，數(shù)字濾波克服了模擬濾波器的不足，它與模擬濾波器相比，有以下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)： ● 數(shù)字濾波是用程序?qū)崿F(xiàn)的，不需要增加硬件設(shè)備，所以可靠性高，穩(wěn)定性好。在單片機(jī)控制系統(tǒng)中，如能正確采用軟件抗干擾技術(shù)，與硬 件干擾措施構(gòu)成雙道抗干擾防線，無疑將大大提高系統(tǒng)的可靠性。 喂狗程序段插入到用戶應(yīng)用程序之中。 da[m]=da[m]|0。m++) {for(n=0。 for(i=0。 UNIT8 da[4]={0,0,0,0}。 } void print(unsigend char *str) { While(*str=’\0’) { LCD_Write(LCD_DATA,*str)。 if(object=LCD_SCREEN) LCD_Write(LCD_COMMAND,0x18|direction)。 LcdEn=1。 LcdEn=0。 sfr DBPort =0x80。 if(cPWM_Time=0) { Cpwm_Time=PWM_TimeInit。 } else { cPWM_RunForword=1； cPWM_RunBack=0。 //重裝初值 TL0=T0TIMERL。 Unsigned char data Cpwm_Speed。 而障礙檢測(cè)模塊、轉(zhuǎn)向控制模塊比較簡(jiǎn)單，用戶可根據(jù)前面硬件圖自行進(jìn)行軟件設(shè)計(jì)。 模塊程序設(shè)計(jì)法的主要優(yōu)點(diǎn)是：?jiǎn)蝹€(gè)模塊比起一個(gè)完整的程序易編寫及調(diào)試 。 CD4060的記滿輸出信號(hào)不但要接到單片機(jī)的 RST腳，而且還應(yīng)接到其它芯片的 RST腳，因?yàn)槌绦騺y飛后，其他具有 RDT 腳的芯片也混亂了，必須全部復(fù)位。由此可見，單片機(jī) 8031正常工作時(shí)，只要在 內(nèi)從 口送出一個(gè)正脈沖，便可及時(shí)清零看門狗，輸出端 Q14 就不會(huì)產(chǎn)生死定時(shí)溢出信號(hào)，從而使看門狗電路對(duì)單片機(jī)系統(tǒng)不起作用。 D0~D7 為 8 為雙向數(shù)據(jù)線。本設(shè)計(jì)采用 T/R4012 小型超聲波傳感器作為探測(cè)前方障礙物體的檢測(cè)單元，其中心頻率為 40kHz，由 發(fā)出的 40kHz 脈沖信號(hào)驅(qū)動(dòng)超聲波傳感器發(fā)送器發(fā)出 40kHz 的脈沖超聲波，如電動(dòng)車前方遇到有障礙物時(shí)，此超聲波信號(hào)被障礙物反射回來，由接收器接收，經(jīng) LM318 兩級(jí)放大，再經(jīng)帶有鎖相環(huán)的音頻解碼芯片 LM567 解碼，當(dāng) LM567 的輸入信號(hào)大于 25mV 時(shí)，輸出端由高電平變?yōu)榈碗娖?，?8031 單片機(jī)處理。 圖 直流電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路圖 轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng) 轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)電路圖如 圖 所示。 其內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖如圖 3.3A 所示： 圖 AD0809 內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖 ADC0809 與 8031 的接口原理圖 如圖 所示： 圖 ADC0809 與 8031 的接口原理圖 ADC0809 與 8031 的接口工作方式 18 EOC：開始轉(zhuǎn)換時(shí)為低電平，當(dāng)轉(zhuǎn)換結(jié)束時(shí)為高電平。 ENABLE 為 “輸 出允許 ”線，高電平時(shí)能使 D0D7 引腳上輸出轉(zhuǎn)換后的數(shù)字量。向二級(jí)緩存的最高傳輸速率約為 528MB 每秒 ， SDRAM 存儲(chǔ)器 接口電路圖 如圖 所示 ： 16 圖 SDRAM 存儲(chǔ)器 接口電路圖： AD 轉(zhuǎn)換器 AD 轉(zhuǎn)換器，這里我們選用了 ADC0809。 第三章 硬件設(shè)計(jì) 一個(gè)單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計(jì)包含兩個(gè)部分的內(nèi)容；一是系統(tǒng)擴(kuò)展，即單片機(jī)內(nèi)部的功能單元，如 ROM、 RAM、 I/O 口、定時(shí) /計(jì)數(shù)器、中斷系統(tǒng)等不能滿足應(yīng)用系統(tǒng)的要求時(shí)，必須在單片外進(jìn)行擴(kuò)展，選著適當(dāng)?shù)男酒?，設(shè)計(jì)相應(yīng)的電路。指令技術(shù)、軟件陷阱技術(shù)不能使失控的程序擺脫“死循環(huán)”，這時(shí)系統(tǒng)就會(huì)癱瘓。 接收解調(diào)部分采用 1838 紅外集成接收頭。 發(fā)射部分包括鍵盤矩陣、編碼調(diào)制、 LED 紅外發(fā)送器 。 ● 指令 11：讀數(shù)據(jù)。 ● 指令 3:光標(biāo)和顯示模式設(shè)置。本課題采用小型的字符型液晶顯示器作為顯示輸出。多諧振蕩器由晶體光和集成電路組成。根據(jù)實(shí)際要求，這里選用氣相、窄波束、 40KHZ的超聲波換能器。超聲波探測(cè)器的測(cè)距常用兩種方法：強(qiáng)度法和反射時(shí)間法。 （ 2） 方案二：超聲波障礙檢測(cè) 超聲波是一種在彈性介質(zhì)中的機(jī)械振蕩，其頻率超過 20MHZ，分橫向振蕩和縱向振蕩兩種，超聲波可在氣體、液體及固體中傳播，其傳播速度不同。 ● 具有正 /反轉(zhuǎn)控制功能。如果使用細(xì)分方式，就能很好的解決這個(gè)問題，步 進(jìn)電機(jī)的細(xì)分控制，從本質(zhì)上講是通過對(duì)步進(jìn)電機(jī)勵(lì)磁繞組中的電流控制，使步進(jìn)電機(jī)內(nèi)部的合成磁場(chǎng)為均勻的圓形旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，從而實(shí)現(xiàn)步進(jìn)電機(jī)步距角的細(xì)分。 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)有如下特點(diǎn)： ● 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的角位移 與輸入脈沖數(shù)嚴(yán)格成正比。只要按照一定規(guī)律，改變通斷電時(shí)間，就可以讓電機(jī)的轉(zhuǎn)速得到控制。此方案的優(yōu)點(diǎn)是電路較為簡(jiǎn)單，缺點(diǎn)是繼電器的響 應(yīng)時(shí)間慢，易損壞，壽命較短，可靠性不高。 系統(tǒng)組成 系統(tǒng)利用紅外傳感器進(jìn)行小車遙控操作，通過單片機(jī)控制小車電機(jī)的啟動(dòng)、停止、速度調(diào)節(jié)、轉(zhuǎn)向，由超聲波傳感器進(jìn)行障礙檢測(cè)，蜂鳴器發(fā)出報(bào)警聲音并能演奏簡(jiǎn)單音樂，字符型顯示模塊顯示遙控信息和報(bào)警。 第二 章 系統(tǒng)設(shè)計(jì) 系統(tǒng)采用 Intel公司的 8031 單片機(jī)進(jìn)行智能控制。另外，利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等 新技術(shù)的智能機(jī)器人也引起了人們的重視 。如西歐七國(guó)高級(jí)機(jī)器人合作計(jì)劃、日本的極限作業(yè)機(jī)器人研究計(jì)劃、 “尤里卡 的歐洲機(jī)器人研究計(jì)劃等。機(jī)器人并不是在簡(jiǎn)單意義上代替人的勞動(dòng)，而是綜合了人和機(jī)器特 長(zhǎng) 的一種擬人的機(jī)械電子裝置，既具備人對(duì)環(huán)境狀態(tài)的快速反應(yīng)和分析判斷能力，又有機(jī)器持續(xù)工作時(shí)間長(zhǎng)、精確度高、抗惡劣環(huán)境的能力。 本課題 的主要內(nèi)容及組織 ................. 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 論文（設(shè)計(jì)）作者簽名： 日期： 年 月 日 指 導(dǎo) 教 師 簽 名： 日期： 年 月 日 3 摘要 ：機(jī)器人是現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)發(fā)展的必然產(chǎn)物，因?yàn)槿藗兛偸窃O(shè)法讓機(jī)器來代替人的繁重工作，從而發(fā)明了各種各樣的機(jī)器。 論文（設(shè)計(jì)）作者簽名： 日期： 年 月 日 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）版權(quán)使用授權(quán)書 本畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）作者同意學(xué)校保留并向國(guó)家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文（設(shè)計(jì)）的復(fù)印件和電子版，允許論文（設(shè)計(jì)）被查閱和借閱。 關(guān)鍵詞 ：電機(jī)，測(cè)障，遙控，傳感器 4 Based on the research and design of remote control robot Abstract: The robot is the inevitable development of modern science and technology, product, because people are always trying to get machines to replace people39。機(jī)器人及其自動(dòng)化成套裝備已成為目前國(guó)內(nèi)外極受重視的高新技術(shù)應(yīng)用領(lǐng) 域。機(jī)器人及其自動(dòng)化成套裝備的擁有量和水平是衡量一個(gè)國(guó)家制造綜合實(shí)力的重要標(biāo)志之一。其中包括知識(shí)庫和專家系統(tǒng)。智能機(jī)器人作為新一代的生產(chǎn)工具，在制造領(lǐng)域中應(yīng)用， 能排腺人為的不可控因素， 實(shí)現(xiàn)高節(jié)奏、高效和高質(zhì)量生產(chǎn)， 并是未來智能生產(chǎn)系統(tǒng) (如 CIMS)的重要組成部 8 分。寫入到外接程序存儲(chǔ)器的程序代碼沒有什么保密性可言。線性驅(qū)動(dòng)的電流結(jié)構(gòu)和原理簡(jiǎn)單，成本低，加速功能強(qiáng)，但功率損耗大，特別是低速大轉(zhuǎn)矩運(yùn)行時(shí)，通過電阻 R 的電阻大。通過改變直流電機(jī)電樞上的電壓的“占空比” 來改變平均 10 電壓的大小，從而控制電動(dòng)機(jī)的速度。 轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng) 對(duì)轉(zhuǎn)向控制常采用的有兩種方案： （ 1） 方案一：普通電機(jī)轉(zhuǎn)向控制 采用普通電機(jī)控制電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)向，雖然此種電機(jī)的控制簡(jiǎn)單，但是使用它不能實(shí)現(xiàn)精確的轉(zhuǎn)向。 ● 步進(jìn)電機(jī)只能通過脈沖電源供電才能運(yùn)行，不能直接使用交流電源和直流電源。 ● 輸出電流可達(dá) （平均）和 (峰值 )。 1. 障礙檢測(cè)方案 （ 1） 方案一：紅外線障礙檢測(cè) 利用紅外線進(jìn)行測(cè)距。 超聲波系統(tǒng)測(cè)量距離較遠(yuǎn)，且環(huán)境適應(yīng)能力較強(qiáng)，因此選用超聲波傳感器作為障礙物檢測(cè)系統(tǒng)。這種方法不受聲波強(qiáng)度的影響，直接耦合信號(hào)的影響也可以通過設(shè)置時(shí)間門限加以克服，因此這種方法非常適合較遠(yuǎn)距離的測(cè)距。 蜂鳴器主要分為壓電式蜂鳴器和電磁式蜂鳴器兩種類型。 蜂鳴器在電路中常用字母“ H” 或“ HA”表示。 下面簡(jiǎn)單介紹 DM162 液晶模塊內(nèi)部的控制器的 11 條控制指令（它牽涉到后面程序編制） ,它的讀寫操作、屏幕和光標(biāo)的操作都是通過指令程序來實(shí)現(xiàn)的。 ● 指令 8： DDRAM 地址設(shè)置。因此目前廣泛應(yīng)用于各種電器設(shè)備中。該芯片的用戶識(shí)別碼固定為 16 進(jìn)制 01H；后 16 位為 8 位操作碼（功能碼）及其反 碼。經(jīng)過它的接收放大和 解調(diào)會(huì)在 輸出端直接輸出原始的信號(hào)，而且靈敏度和抗干擾性都非常好。 ● 采用 74LS123 單穩(wěn)態(tài)電路來實(shí)現(xiàn)“看門狗” 。這種模式在讀取數(shù)據(jù)時(shí)首先鎖定一個(gè)記憶行，然后迅速掃過各記憶列，與此同時(shí)讀取列上的位元數(shù)據(jù)。 數(shù)字量輸出及控制線（ 11 條）： START 為 “啟動(dòng)脈沖 ”輸入線，上升沿清零，下降 沿啟動(dòng) ADC0809 工作。 17 ADC0809 芯片性能特點(diǎn) : 是一個(gè)逐次逼近型的 A/D 轉(zhuǎn)換器 ,外部供給基準(zhǔn)電壓 。 DAC0832 邏輯結(jié)構(gòu)圖 如圖 所示： 圖 DAC0832 邏輯結(jié)構(gòu)圖 DAC0832 與 MCS51 的接口圖 如圖 所示： 圖 DAC0832 與 MCS51 的接口圖 19 直流電動(dòng)驅(qū)動(dòng) 本系統(tǒng)采用軟件產(chǎn)生 PWM 信號(hào)， 圖 是直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)的電路圖。R R2 選用 、 2W 的大功率電阻。 RW 為讀寫信號(hào)線，高電平時(shí)進(jìn)行讀操作，低電平時(shí)進(jìn)行寫操作。 單片機(jī) 8031 的 口設(shè)計(jì)成輸出口，由 8031 的 CPU 向看門狗電路發(fā)送喂狗信號(hào)—— 正脈沖，在兩個(gè)正脈沖間隔內(nèi)， 保持為低電平（此功能要結(jié)合軟件才能實(shí)現(xiàn)，相應(yīng)的軟件設(shè)計(jì)在下面介紹）。 經(jīng)分析后不難看出，電路中的 R70 R70 R701 還具有單片機(jī)上電復(fù)位功能。過程控制 程序主要使單片機(jī)按一定方法進(jìn)行計(jì)算，然后再輸出，以便控制產(chǎn)生。各部分組成關(guān)系如圖 所示。 Sbit Cpwm_RunBack =P1∧ 1。 bMotionRunForword=1。 } Void MotionDrive(bit bStop) { if(bStop) { //全部輸出為 1，則電機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng) cPWM=RunForword=1。 cPWM_1。以下是顯示函數(shù)： //Port Definitions sbit LcdRs=P3∧ 0。_nop_()。 _nop_()。 } //設(shè)置顯示模式 define LCD_SHOW 0x04 //顯示開 define LCD_HIDE 0x00 //顯示關(guān) define LCD_CURSOR 0x02