【正文】 [J]. 電機電器技術(shù) ， 2020 [17]劉清 . 一種控制步進電機轉(zhuǎn)速的方法 [J].， 2020 [18]王彥增 . 步進電機速度控制的軟件設(shè)計方法 [J]. 機械與電子 ， 1994 [19]清源計算機工作室編著 Propel 99 原理圖與 PCB 設(shè)計 機械工業(yè)出版社 ，2020 [20]梁軍等編 單片機原理及應用 東南大學出版社 ， 2020 [21]何立民編著 單片 機高級教程 北京航空航天大學出版社 ， 2020 [22]蔡自興機器人學 .北京 ： 清華大學出版社， 2020 [23]蔡自興，賀漢根，陳虹 .未知環(huán)境中移動機器人導航控制研究的若干問題陰 .控制與決策， 2020 [24]歐青立，何克忠室外智能移動機器人的發(fā)展及其相關(guān)技術(shù)研究山 .機器本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 31 人， 2020 [25]蔡自興，鄒小兵 .移動機器人環(huán)境認知理論與技術(shù)的研究閉 .機器人， 2020 [26]劉娟，蔡自興，涂春鳴 .進化機器人學研究進展 .控制理論與應用， 2020 [27]高鵬等編著 Protel99 入門與提高 人民郵電出版社 ， 本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 32 致 謝 首先 ,要感謝我的導師 — 00。 本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 28 初 始 化取 L 和 a 的 值L = 0 ？機 器 人 前 進判 斷 a = 0 ？停 止直 線 運 動機 器 人 轉(zhuǎn) 彎 并 前進判 斷 a 0 ?左 轉(zhuǎn) 右 轉(zhuǎn)輸 出 驅(qū) 動 脈 沖L 0 ? 機 器 人 后 退判 斷 a = 0 ？直 線 運 動機 器 人 轉(zhuǎn) 彎 并 后退判 斷 a 0 ?左 轉(zhuǎn) 右 轉(zhuǎn)控 制 步 進 電 機 的 運 動攝 像 頭P C 機計 算 得 到 L 和 aNYYNYNNNYNYY 圖 44 運動控制系統(tǒng)流程圖本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 29 結(jié) 論 本設(shè)計主要完成以下工作： （ 1） 簡要的介紹了 移動機器人的歷史和 在 國內(nèi)外的現(xiàn)狀。定時中斷子程序是整個電機控制的中樞神經(jīng)，它的流程圖如圖 41。對 PIC16F877微控制器而言，輸出脈沖頻率的改變是通過不斷改變通道寄存器增量值來實現(xiàn)。 2 正常停機指令 :兩個電機停止 。 圖 43 移動機 器人右轉(zhuǎn)示意圖 移動機器人先完成轉(zhuǎn)彎在進行前進。 圖 42 為移動機器人直線運動示意圖，當移動機器人的上層傳達一個角度為 a=0176。每個輸入脈沖決定了步進電機轉(zhuǎn)動的角度。 (3)控制步進電機的速度 如果給步進電機發(fā)一個控制脈沖，它就轉(zhuǎn)一步，再發(fā)一個脈沖，它會再轉(zhuǎn)一步。 本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 23 第 4章 視覺輪式移動移動機器人的底層控制 167。如圖 36 所示。 PIC 系統(tǒng)單片機可 工作于不同的振蕩方式。利用外接 RC 電路就可延長 MCLR 到達高電平的時間，從而保證復位過程的正確。 時鐘電路、復位電路是單片機 不可缺少的部分。 P I C 1 6 F 8 7 7L 2 9 8L 2 9 8步 進 電 機步 進 電 機 圖 32 底層運動控制 系統(tǒng)的框架 167。 電路的設(shè)計 167。 轉(zhuǎn) 在實際工作過程中，各種頻率下的負載力矩必須在 轉(zhuǎn) 矩特性曲線的范圍內(nèi)。 步進電機的選用計算方法 。它又分為兩相和五相：兩相步進角一般為 度而五相步進角一般為 度。 VSS（ 12， 31 引腳） ： 接地端 。 引腳的基本功能： OSC1（ 13 引腳）：時鐘振蕩器輸入端 ，也是晶振 連接端 。 （ 8）定時器 TMR2 模塊：是一個 8 位寬的可編程的定時器，也可作為計數(shù)器使用，并且可以與捕捉 /比較 /脈寬調(diào)制 CCP 模塊配合實現(xiàn)捕捉和比較功能。單片機計算的所有結(jié)果也都通過 I/O 輸出到顯示部分或者控制外部其他執(zhí)行機構(gòu)。 控 制 器L M 2 9 8步 進 電 機 圖 31 LM298典型應用 本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 14 L298引腳功能定義 如 表 31所示。具有兩個使能控制端，在不受輸入信號影響的情況下允許或禁止器件工作 :有一個邏輯電源輸入端，使內(nèi)部邏輯電路部分在低電壓下工作 :可以外接檢測電阻，將變化量反饋抬控制電路。 開關(guān)電壓調(diào)節(jié)器 LM7805 LM7805 是三端固定穩(wěn)壓器。 a0 時，移動機器人左轉(zhuǎn)彎 。當距離 L 不變時，則機器人處于停止狀態(tài)，當距離 L 改變機器人處于運動狀態(tài)。 視覺導航機器人的運動控制 機器人底層 結(jié)構(gòu)圖 如圖 22 所示。機器人攝像機每秒鐘要從比賽場地上攝取30幀圖像數(shù)據(jù)，如果視覺子系統(tǒng)達不到實時的要求，則系統(tǒng)所處理的前后兩幀圖像數(shù)據(jù)差異太大，不僅影響識別跟蹤的順利完成，而且也使動作表現(xiàn)為反應遲鈍，所以視覺子系統(tǒng)的實時性越好，則系統(tǒng)反應越快?；谝曈X導航的原始輸入圖像是連續(xù)的數(shù)字視頻圖像。 隨著計算機技術(shù)、數(shù)字圖像處理技術(shù)及圖像處理 硬件 的發(fā)展，基于 計算機視覺 的導航方式在機器人導航中得到廣泛關(guān)注。 這一系列的成就推動了我國移動機器人技術(shù)的發(fā)展，縮短了與國外先進水平的 差距 ，而且在某些領(lǐng)域也取得了國際領(lǐng)先的成果，己經(jīng)成為我國機器人應用的一個突出領(lǐng)域。在危險環(huán)境下作業(yè)移動機器人、基于復合結(jié)構(gòu)的非結(jié)構(gòu)環(huán)境應用的移動機器人、高機動性越障機器人、多足仿生機器人、仿人形機器人等研究項目取得了眾 多的成果。 美國在行星移動機器人以及軍 用移動機器人的研究與應用方面投入了大量資金與科研力量。 日 本 經(jīng) 濟 產(chǎn) 業(yè) 省 (Ministry of Economy, Trade and Industry, M ETI)1998 年開始啟動了人形機器人技術(shù)研究計劃 (HRP)。 法國國家科學研究中心 )于 2020 年中期，提出了一項有關(guān)機器人技術(shù)的大型國家計劃，稱作“機器人與人工體”。世界各國或國際機構(gòu)都 加大了相關(guān)研究的力度。 由于計算機的運行速度、傳感器感知能力的限制，這些移動機器人的實本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 5 時控制性能不佳。在同一時代，美國噴氣推進實驗室也研制了月球車 (Lunar rover),應用于行星探測的研 究。在美國通用汽車公司 (GM)投入使用，標志著第一代機器人的誕生。 目前國內(nèi)部分中高檔轎車，如一汽紅旗世紀星，塞歐，安徽奇瑞，長安世紀星等均配備使用了 步進電機 式汽車儀表， 儀表中的步進電機是用 MB90428GA（ 富士通公司專門為汽車電子儀表及步進馬達的工業(yè)控制開發(fā)的一款十六位單片機 ）驅(qū)動的。 步進電機控制原理 ...................................................................23 167。 電子元件的選型 .......................................................................13 167。 stepper motor本科畢業(yè)設(shè)計（論文） II 目 錄 前 言 ....................................................................................................... 3 第一章移動機器人 .................................................................................. 4 167。本科畢業(yè)設(shè)計（論文） I 基于 視覺導航 的 輪式移動機器人 設(shè)計 摘 要 本設(shè)計的研究內(nèi)容是 視覺導航輪式 移動機器人的底層控制， 其核心內(nèi)容是 應用單片機控制步進電機 實現(xiàn) 機器人的左轉(zhuǎn) 彎 、右轉(zhuǎn) 彎 、前進和停止等動作。 關(guān)鍵詞 ： 移動機器人， 運動控制，底層控制， PIC16F877， 步進電機 本科畢業(yè)設(shè)計（論文） I VISIONGUIDED WHEELED MOBILE ROBOT （ BOTTOM CONTROL） ABSTRACT The final year project focus on the bottom control for the visionguided wheeled mobile robot. The core content is to achieve such actions as turning left, turning right, running forward and stopping by using singlechip microputer to control stepper motors. The thesis includes four parts: a brief introduction of thestateoftheart on mobile robot researches, the framework of the mobile robot system designed in this project, the hardware design and bottom control of visionguided wheeled mobile robot. Component selection and the principle of circuit design are described in detail for the underlying hardware system of the mobile robot. We choose the PIC16F877 MCU as the slave puter to receive the mand from the host puter and to generate the control signals for stepper motors. Stepper motor drive circuits use two stepper motor drivers driver program is written into PIC16F877 microcontroller to control the rotating speed and direction of the stepper motor. Protel, software for circuit and PCB design, is used to design schematic diagram and PCB layout of the bottom control system, and Proteus is used to conduct the simulation experiments for programs and hardware systems testing. The simulation results show that stepper motor can run with stability, high reliability, and the expected motion controls of stepper motor are achieved. KEY WORDS: Mobile robot, motion control, bottom control, PIC16F877。 視覺導航機器人的運動控制 ................................................................11 第 3 章 視覺導航輪式移動機器人底層硬件設(shè)計 .............................13 167。 電路圖的設(shè)計 ......................................................................................... 18 第 4 章 視覺輪式移動移動機器人的底層控制 .................................23 167。 而單片機驅(qū)動步進電機是非常常見的。 1962 年，美國 Unimation 公司的第一臺機器人Unimate。后來的月球車 行駛 37公里，向地球發(fā)回 88 幅月面全景圖。它通過聲納傳感器與視覺傳感器來探測環(huán)境中的障礙。 移動機器人的國際現(xiàn)狀 索杰納的成功應用，成為移動機器人技術(shù)發(fā)展的一個嶄新的里程碑，向人們展現(xiàn)了移動機器人代替人們從事骯臟 (Dirty)，危險 (Dangerous)，枯燥(Dull)工作的應用潛力激發(fā)了人們對于移動機器人技術(shù)研究的極大熱情。此外歐盟還開展了移動機器人應用于人道主義排雷等研究。 Technology Jointstock Company Ltd., RCL)把在開發(fā)空間機器人中獲得的經(jīng)驗應用于開發(fā)地面機器人系統(tǒng)，如極坐標平面移動 車、爬行移動機器人、球形機器人、工作伙伴平臺以及 ROSA2 移動車等 。D Program)，包括了服務(wù)機器人、惡劣環(huán)境中的機器人、微型機器人以及排雷機器人項目韓國信息與通訊部 (Ministry of Information and Communication ,