紅外避障機(jī)器人畢業(yè)設(shè)計(jì)(存儲(chǔ)版)
【正文】 ℃ 貯存溫度范圍 Tst 40～ +100 ℃ 焊接溫度（ 2） Tst 260 ℃ 注（ 1）： f=1KHz,tp/T≤ 1% 注（ 2）： t≤ 3s,離器件本體 4mm以上 表 紅外發(fā)射二極管的光電參數(shù) (TA=25℃ ) 參數(shù) 符號(hào) 測(cè)試條件 規(guī)范值 單位 正向電壓 VF IF＝ 50mA ≤ V 反向電流 IR VR＝ 5V ≤ 10 μ A 沈陽(yáng)化工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 第三章 硬件電路設(shè)計(jì) 6 法向輻射強(qiáng)度 IE IF＝ 50mA ≥ 2 mW/sr 峰值發(fā)射波長(zhǎng) λ p IF＝ 50mA 850~940 nm 光譜半寬度 △λ IF＝ 50mA 50 nm 輻射度角 2θ 1/2 IF＝ 50mA 16 deg 圖 相對(duì)光譜靈敏度與波長(zhǎng)的關(guān)系 在使用紅外發(fā)射二極管時(shí)，發(fā)射管的輻射強(qiáng)度 (Power)與輸入電流 (If)成正比。一般用于家用電器、玩具等遙控接收。太陽(yáng)光是直流干涉（ 0KHz）源，而室內(nèi)光依賴于所在區(qū)域的主電源，閃爍頻率接近 100Hz 或 120Hz。 AT89S52 單片機(jī)是一個(gè)高性能、低功耗的8位單片機(jī)，內(nèi)含 8K 字節(jié) ISP（系統(tǒng)在線編程）可反復(fù)擦寫(xiě) 1000 次的 Flash 只讀程序儲(chǔ)存器，器件采用 ATMEL 公司的高密度、非易失性存儲(chǔ)技術(shù)制造，兼容標(biāo)準(zhǔn) MCS51指令系統(tǒng)及其引腳結(jié)構(gòu)。伺服電機(jī)可使控制速度，位置精度非常準(zhǔn)確，可以將電壓信號(hào)轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速以驅(qū)動(dòng)控制對(duì)象。 圖 電源電路原理圖 賽道設(shè)計(jì) 以紙板箱為材料，設(shè)計(jì)一個(gè)紅外避障賽道，包括直線賽道、弧 形賽道以及 S型賽道，小車?yán)碚撔凶呗烦虨?506cm。 delay_nms(20)； 機(jī)器人向后走： P1_1=1。 P1_1=0。 delay_nus(1300)。 delay_nms(20)； 勻加速 /減速運(yùn)動(dòng) for 循環(huán)語(yǔ)句能使機(jī)器人的速度由停止到全速。 P1_1=0。 delay_nus(1500+pulseCount)。pulseCount=pulseCount1)，當(dāng)給予勻減速信號(hào)以后，小車開(kāi)始慢慢減速直到停止，從開(kāi)始勻減速到小車停止，小車總共行走 。 讓每個(gè) IR LED 探測(cè)器組工作的關(guān)鍵是發(fā)送 1ms 頻率為 的紅外信號(hào)，然后立刻將 IR 探測(cè)器的輸出儲(chǔ)存到一個(gè)變量中。 沈陽(yáng)化工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 第四章 軟件設(shè)計(jì) 20 圖 測(cè)試 IR有無(wú)信號(hào) define LeftIR P1_2 //左邊紅外接收連接到 P1_2 define RightIR P3_5 //右邊紅外接收連接到 P3_5 define LeftLaunch P1_3 //左邊紅外發(fā)射連接到 P1_3 define RightLaunch P3_6 //右邊紅外發(fā)射連接到 P3_6 void IRLaunch(unsigned char IR) { int counter。 _nop_()。 _nop_()。 _nop_()。R39。 _nop_()。 沈陽(yáng)化工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 第四章 軟件設(shè)計(jì) 21 RightLaunch=0。 _nop_()。 //右邊發(fā)射 irDetectRight = RightIR。 由于 IR LED 發(fā)射功率的原因，如果使用阻值為 470?的電阻，紅外發(fā)射與接收器能檢測(cè)到障礙物的距離很遠(yuǎn)。在硬件設(shè)計(jì)中，大量比較各種元器件的優(yōu)缺點(diǎn)，如 LM2940 的使用。在安裝紅外裝置后，我們又大量使用多種軟件方法來(lái)改進(jìn)機(jī)器人探測(cè)前方障礙物的 精準(zhǔn)度。改變紅外發(fā)射和接收器的發(fā)射角度。R39。 _nop_()。 _nop_()。 _nop_()。 _nop_()。 _nop_()。 _nop_()。 _nop_()。 delay_nus(13)。機(jī)器人能持續(xù)使用電機(jī)驅(qū)動(dòng)脈沖和探測(cè)，直到它繞開(kāi)障礙物，然后它會(huì)繼續(xù)發(fā)送向前行走的脈沖。 } 我們對(duì)勻減速運(yùn)動(dòng)進(jìn)行了實(shí)際行走距離的實(shí)驗(yàn)，在編寫(xiě)該程序時(shí)，我們加入了循環(huán)語(yǔ)句 for(pulseCount=200。pulseCount=0。pulseCount=pulseCount+1) 沈陽(yáng)化工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 第四章 軟件設(shè)計(jì) 18 { P1_1=1。 delay_nus(1500)。 P1_1=0。 delay_nms(20)； 機(jī)器人原地左轉(zhuǎn)： P1_1=1。 delay_nus(1700)。對(duì)于單片機(jī)，需要提供穩(wěn)定的 5V 電源，由于 LM2940 的穩(wěn)壓的線性度非常好，所以選用 LM29405 單獨(dú)對(duì)其進(jìn)行供電。 沈陽(yáng)化工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 第三章 硬件電路設(shè)計(jì) 13 圖 串口連接圖 執(zhí)行電路設(shè)計(jì) 伺服電機(jī) 電動(dòng)機(jī)的作用是將電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能， 電動(dòng)機(jī)分 為交流電動(dòng)機(jī)和直流電動(dòng)機(jī) 兩大類， 所以我們?cè)诒苷闲≤嚨碾姍C(jī)選擇上就有步進(jìn)電機(jī)和直流電機(jī)兩種選擇方式。當(dāng)三極管導(dǎo)通時(shí)，流過(guò) IR LED 的電流在 10mA 左右，使IR LED 能正常工作。換句話說(shuō)，檢測(cè)器只尋找每秒閃爍 38000 次的紅外光。 指紅外線二極管其上下或左右兩邊所輻射出之紅外線強(qiáng)度為該組件最大輻射強(qiáng)度的 50%時(shí)，其上下或左右兩邊所夾的角度稱為半功率角。 940nm 紅外發(fā)射二極管優(yōu)點(diǎn)： 光強(qiáng)度高，響應(yīng)速度快，可用脈沖驅(qū)動(dòng)，無(wú)色透明環(huán)氧樹(shù)脂。 設(shè)計(jì)主要內(nèi)容：①機(jī)器人電路設(shè)計(jì) ②機(jī)器人模型制作 ③ C語(yǔ)言軟件編程 ④機(jī)器人賽道設(shè)計(jì) 任務(wù)分析與方案設(shè)計(jì) 任務(wù)分析 這 次設(shè)計(jì)利用 AT89S52 充分發(fā)揮其使用方便、功能強(qiáng)大的優(yōu)點(diǎn)，通過(guò)采集數(shù)據(jù)并處理后由單片機(jī)進(jìn)行轉(zhuǎn)向和行動(dòng)控制，控制電動(dòng)小汽車的自動(dòng)避障，快慢速行駛，以及自動(dòng)停車，同時(shí)還能與用戶交換信息。在民用工程領(lǐng)域大體分為： (1) 在氣象預(yù)報(bào)、地貌學(xué)、環(huán)境監(jiān)測(cè)、遙感資源調(diào)查等領(lǐng)域的應(yīng)用； (2) 在地下礦井測(cè)溫和測(cè)氣中的應(yīng)用； (3) 紅外熱像儀 在電力、消防、石化以及醫(yī)療和森林火災(zāi)預(yù)報(bào)中的應(yīng)用。 隨著科技的發(fā)展，對(duì)于未知空間和人類所不 能直接到達(dá)的地域的探索逐步成為熱門，這就使機(jī)器人的自動(dòng)避障有了重大的意義。隨著生產(chǎn)自動(dòng)化的發(fā)展需要，機(jī)器人的智能化與集成度越來(lái)越高，已經(jīng)越來(lái)越廣泛的應(yīng)用到生產(chǎn)生活中。 配合正確的軟件設(shè)計(jì)，小車能夠在設(shè)計(jì)的賽道中準(zhǔn)確快速地完成行走任務(wù)。 紅外接收光學(xué)系統(tǒng)的作用是把目標(biāo)或目標(biāo)區(qū)域的紅外輻射聚焦在探測(cè)器上 , 其結(jié)構(gòu)類似于通常的接收光學(xué)系統(tǒng) , 但由于工作在紅外波段 , 其光學(xué)材料和鍍膜必須和其工作波長(zhǎng)相適應(yīng) 。 sensor 沈陽(yáng)化工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 目 錄 目 錄 第一章 緒 論 ............................................ 1 紅外線研究背景 ........................................ 1 第二章 紅外避障機(jī)器人的設(shè)計(jì)方案 ............................ 3
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