【正文】 方 是 否 有 障 礙前 進(jìn)地 面 灰 度 檢測 值是 否 沿 黑 線 前 進(jìn) ？顯 示發(fā) 音 并 調(diào) 整右 轉(zhuǎn)開 始紅 外 檢 測 數(shù)值人 在 前 面人 在 左 前 面人 在 右 前 面前 進(jìn)左 轉(zhuǎn) 并 前 進(jìn)右 轉(zhuǎn) 并 前 進(jìn)延 時 一 個 采 樣 周 期延 時 一 個 采 樣 周 期結(jié) 束結(jié) 束YNYYYYNNNN 圖 循跡與智能跟隨流程圖 23 驅(qū)動程序與編程 基于 C的單片機編程一般有兩個構(gòu)造：一 、 使用嵌入式實時操作系統(tǒng)；二 、 使用前后臺查詢的方式。這就完成了一次紅外 避 障過程。左轉(zhuǎn)時兩個電機的轉(zhuǎn)速差很容易在 仿真 截圖 中看出：從圖中讀數(shù)，左輪電機轉(zhuǎn)速為20，右輪電機轉(zhuǎn)速為 36，顯示此時機器人正在左轉(zhuǎn)。 單片機檢測 PE口的規(guī)則是：若檢測到二進(jìn)制數(shù)為 0010，則 說明 左 前 方 發(fā)生碰撞 。 68HC11 單片機需要人為分配其 ROM 地址以供代碼存貯、堆棧和中斷向量表使用，這里修改 include 文件夾下的 vector .c 文件來完成。 16 機器人動作驅(qū)動模塊 機器人使用的各種傳感器是機器人的感覺器官，下面研究機器人的執(zhí)行器官。之所以用光耦而不直接用按 鈕來模擬障礙物的信號，是因為光耦的工作原理也是由光電器件傳遞 電平 變化的信號，他們的工作原理基本一致，不同點是紅外避障 傳感器是向外界發(fā)射紅外線，而光耦的發(fā)射和接收是封裝在塑料殼內(nèi)部的。但是 做為傳感器，紅外探頭為了減少環(huán)境中可 見光和其他波長光線干擾，通常要加載波調(diào)制成38Khz 的調(diào)制波，然后再檢測。 該模式用于工廠中對產(chǎn)品進(jìn)行測試 ， 對這種模式暫不考慮。 單片機提供給外界數(shù)據(jù)總線和地址總線 ， 允許用戶在 64K空間上擴(kuò)展 RAM和 EPROM,，擴(kuò)展 I/ O。因此本系統(tǒng)設(shè)計的重點和難點放在了基于 68HC11 單片機的底層軟件驅(qū)動的開發(fā)，和最后各模塊配合工作的調(diào)試上。該中斷引腳是可軟件屏蔽的。 另外，由于該單片機內(nèi)部有 EEPROM，為了防止 VDD 電壓過低造成 EEPROM 中數(shù)據(jù)丟失，在穩(wěn)定的系統(tǒng)中應(yīng)使用低壓保護(hù)電路，既電源電壓過低時在 RESET 引腳上產(chǎn)生低電平使系統(tǒng)復(fù)位，從而防止 EEPROM 中數(shù)據(jù)的意外丟失。 由于程序代碼量也不是很大 ，為了合理完成對系統(tǒng)的控制， 我們選擇 68HC11A1 作為主控芯片 來完成對系統(tǒng)的設(shè)計 。 超聲傳感器是機器人測距的專業(yè)傳感器，測量距離一般為 20cm6m，測量精度為 1%，是測量聲波發(fā)射與收到回波之間的時間差來測量距離的。反射器 (即碼盤 )是黑白相間的鋁合金制成的圓片， 66等分。麥克風(fēng)采集到的信號通過 LM386（ IC5）進(jìn)行放大，放大倍數(shù)為 200（由C13 確定），輸出信號接至 PE2。 光敏傳感器 能力風(fēng)暴 個人機器人上有 2 只光敏傳感器，它可以檢測到光線的強弱。 紅外接收模塊集成了紅外接收管、前置放大器、限幅放大器、帶通濾波器、峰值檢波器、整前電路和輸出放大電路，靈敏度很高。然后經(jīng)過控制器來完成相應(yīng)的動作， 它在機器人中占有很重要的地位，通過碰撞傳感器來感知周圍的環(huán)境。 方案一 : 采用一只紅外對管置于機器人前面。 H橋驅(qū)動有專門的驅(qū)動芯片，常用的有 L298， L293 等。電機的正反轉(zhuǎn)由輸出電壓的極性控制。 控制單元有時序發(fā)生器 、 控制存儲器 和隨機控制邏輯組成 ， 能為執(zhí)行單元提供所有的控制 。這樣一來，單片機就可以充分發(fā)揮其資源豐富、有較為強大的控制功能及可位尋址操作功能、價格低廉等優(yōu)點?？梢赃x用的控制器有很多，據(jù)此，擬定了以下兩種控制方案并 進(jìn)行了綜合的比較論證，具體如下： 方案一： 選用一片 CPLD 作為系統(tǒng)的核心部件，來實現(xiàn)控制與處理的功能。 智能小車的現(xiàn)狀 智能小車發(fā)展很快，從智能玩具到其它各行業(yè) 都有實質(zhì)成果。能力風(fēng)暴個人機器人配有 5種十幾個傳感器，另外還可以根據(jù)需要擴(kuò)展其他傳感器，對環(huán)境的感知能力很強。 then, with the help of ability storm robot es with interactive C language download software, the obstacle avoidance, intelligent follow functions from simulation to reality, thus pleting the design of the intelligent robot control system. Keywords： Robot； Proteus simulation； 68HC11 I 目 錄 第一章 緒論 .............................................................................................................................. 1 課題來源 ...................................................................................................................... 1 本課題的研究目的及意義 .......................................................................................... 1 智能小車的現(xiàn)狀 ......................................................................................................... 1 小結(jié) ............................................................................................................................. 2 第二章 系統(tǒng)方案設(shè)計及論證 .................................................................................................. 3 模塊方案比較及論證 ................................................................................................. 3 電機驅(qū)動方案選擇 ..................................................................................................... 5 避障模塊方案選擇 ..................................................................................................... 6 檢測模塊的設(shè)計 ......................................................................................................... 7 碰撞傳感器 ...................................................................................................... 7 紅外傳感器 ...................................................................................................... 8 光敏傳感器 ...................................................................................................... 9 麥克風(fēng) .............................................................................................................. 9 光電編碼器 ...................................................................................................... 9 其他傳感器 .................................................................................................... 10 小結(jié) ........................................................................................................................... 10 第三章 機器人硬件電路設(shè)計 .................................................................................................11 68HC11A1 最小系統(tǒng) ..................................................................................................11 復(fù)位及啟動方式 ....................................................................................................... 13 檢測模塊硬件仿真 ................................................................................................... 13 碰撞模塊仿真 ................................................................................................ 13 紅外避障模塊仿真 ........................................................................................ 14 機器人動作驅(qū)動模塊 ............................................................................................. 16 68HC11 單片機編譯環(huán)境 ...................................................................................... 17 小結(jié) ........................................................................................................................... 19 第四章 系統(tǒng)軟件設(shè)計與調(diào)試 ................................................................................................ 20 系統(tǒng)流程圖設(shè)計 ........................................................................................................ 20 避障流程圖 .................................................................................................... 20 循跡與智能跟隨流程圖 ................................................................................ 21 驅(qū)動程序與編程 ....................................................................................................... 23 按鍵檢測軟件設(shè)計 ................................................................................................... 25 程序下載與調(diào)試 .........................................................................