【正文】 eCount=200。pulseCount=200。 P1_0=1。 delay_nus(1300)。 P1_0=0。 P1_0=1。 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) 15 我們使用 LM2940 的原因是 LM2940 具有紋波小、電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的優(yōu)點(diǎn)，但是效率較低，功耗大。 LCD1602 顯示 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) 12 圖 LCD1602電路原理圖 串口 電路設(shè)計(jì) 本次設(shè)計(jì)使用的芯片為 MAX232，其主要特點(diǎn)： 符合所有的 RS232C 技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)；只需要單一的 +5V 電源供電； 片載電荷泵具有升壓、電壓極性反轉(zhuǎn)能力，能夠產(chǎn)生 +10V 和 10V 電壓 V+、 V； 功耗低，典型供電電流 5mA ； 內(nèi)部集成 2 個(gè)RS232C 驅(qū)動(dòng)器； 高集成度，片外最低只需 4 個(gè)電容即可工作。本次設(shè)計(jì)提供了 5V 穩(wěn)定直流電壓，給 IR LED 串聯(lián)一個(gè) 470?的電阻幫助限流。紅外檢測(cè)器還有一個(gè)電子濾波器，它只允許大約 的電信號(hào)通過。 半功率角： 2θ 189。本次設(shè)計(jì)所使用的是峰值波長(zhǎng)為 940nm 的紅外發(fā)射二極管。我的設(shè)計(jì)思想是采用單片機(jī) AT89S52 為控制核心，利用位置傳感器檢測(cè)道路上的障礙，通過采集數(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。近年來，紅外技術(shù)在軍事領(lǐng)域和民用工程中都得到了廣泛應(yīng)用。自動(dòng)避障小車可以作為困難環(huán)境檢測(cè)機(jī)器人和緊急搶險(xiǎn)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)，讓機(jī)器人在行進(jìn)中自動(dòng)避過障礙物，幫助人們完成相應(yīng)的任務(wù) [1]。我們的自動(dòng)避障小車就是基于這一系統(tǒng)開發(fā)而成的?？刂颇K對(duì)采集來的信號(hào)進(jìn)行處理，做出比較后把控制信號(hào)傳送給執(zhí)行模塊。 針對(duì)題目的要求，我們?cè)O(shè)計(jì)了一款簡(jiǎn)易的紅外避障小車。 沈陽(yáng)化工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 第一章 緒論 1 第一章 緒 論 紅外線研究背景 在科學(xué)探索和緊急搶險(xiǎn)中經(jīng)常會(huì)遇到對(duì)與一些危險(xiǎn)或人類不能直接到 達(dá)的地域的探測(cè)，這些就需要用機(jī)器人來完成。在現(xiàn)在生活中，例如在一些火宅或者一些自然災(zāi)害的現(xiàn)場(chǎng)，經(jīng)常需要進(jìn)入到對(duì)一些危險(xiǎn)或人類不能直接到達(dá)的地方進(jìn)行觀察，采集數(shù)據(jù)，這些就需要用機(jī)器人來完成。基于紅外的自動(dòng)避障小車可以作為困難環(huán)境檢測(cè)機(jī)器人或者緊急搶險(xiǎn)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)，讓機(jī)器人在行進(jìn)中自動(dòng)避過障礙物，完成指定的任務(wù) [2]。本智能循跡機(jī)器人設(shè)計(jì)用于重復(fù)裝卸搬運(yùn)。 沈陽(yáng)化工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 第二章 紅外避障機(jī)器人方案設(shè)計(jì) 4 控 制 模 塊A T 8 9 S 5 2傳 感 器 模 塊紅 外 裝 置執(zhí) 行 器 模 塊伺 服 電 機(jī)電 源 模 塊用 戶 信 息 圖 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖 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) 5 第三章 硬件電路設(shè)計(jì) 本次設(shè)計(jì)的硬件電路設(shè)計(jì)主要包括控制器電路設(shè)計(jì)、紅外傳感器電路設(shè)計(jì)、機(jī)器人結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、電源設(shè)計(jì)等幾部分：。 發(fā)射距離與輻射強(qiáng)度 (Power) 成正比。 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) 9 圖 紅外 發(fā)射與接收器 紅外線二極管發(fā)射紅外光線，如果機(jī)器人前面有障礙物，紅外線從物體反射回來，相當(dāng)于機(jī)器人眼睛的紅外檢測(cè)（接收）器，檢測(cè)到反射回的紅外光線，并發(fā)出信號(hào)來表明檢測(cè)到從物體反射回紅外線。 這里使用三極管 9013 的原因是 9013 的基區(qū)做得很薄，當(dāng)按圖 連接時(shí)，發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏，發(fā)射區(qū)向基區(qū)注入電子，這時(shí)由于集電結(jié)反偏，對(duì)基區(qū)的電子有很強(qiáng)的吸引力，所以由發(fā)射區(qū)注入基區(qū)的電子大部分進(jìn)入集電區(qū)，于是集電極的電流增大。 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) 11 圖 AT89S52 原理圖 10uFC16R5100R7S4RSTVCCRST 圖 RET 復(fù)位原理圖 人機(jī)接口單元 隨著科技的發(fā)展，人機(jī)之間基于自然語(yǔ)言的智能化溝通將成為必然，由于人與人和人與機(jī)器的溝通方式?jīng)]有差別，機(jī)器能夠隨時(shí)隨地介入人的工作、生活中，幫助人們自動(dòng)記錄、整理資料。 本次設(shè)計(jì)使用的直流伺服電機(jī)。 機(jī)器人基本行走命令 基本巡航動(dòng)作 機(jī)器人向前走： P1_1=1。 P1_1=0。 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) 17 delay_nus(1300)。 delay_nms(20)； 機(jī)器人靜止不動(dòng)： P1_1=1。隨著變量 pulseCount值的增加，電機(jī)的速度也在逐漸增加。 delay_nus(1500pulseCount)。 P1_0=1。如果將 pulseCount=pulseCount1中的 1改為 5 后，小車總共行走則變?yōu)?。counter38。L39。 _nop_()。 LeftLaunch=0。 _nop_()。counter38。 _nop_()。 _nop_()。 _nop_()。L39。輻射強(qiáng)度 (Power)與輸入電流 (If)成正比。相信在以后的學(xué)習(xí)和實(shí)踐中我會(huì)更加努力，使使紅外避障機(jī)器人得到更充分的利用。 經(jīng)過多次測(cè)試與比較本次設(shè)計(jì)選擇了阻值為 10k?的電阻。 //左邊發(fā) 射 irDetectLeft = LeftIR。 _nop_()。 _nop_()。 _nop_()。 _nop_()。 _nop_()。 _nop_()。 _nop_()。counter38。 delay_nus(13)。 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) 19 紅外探測(cè) 探測(cè)障礙物很重要的一點(diǎn)是在機(jī)器人撞到它之前給機(jī)器人留有繞開它的空間。 P1_0=0。 delay_nms(20)。 勻加速前進(jìn)： for(pulseCount=10。 P1_1=0。 delay_nms(20)； 機(jī)器人原地右轉(zhuǎn)： P1_1=1。 delay_nus(1300)。 P1_1=0。本次設(shè)計(jì)中使用的傳感器模塊、控制模塊、執(zhí)行器模塊都使用的 5V 直流電源。液晶屏主要用于顯示移動(dòng)方向，以及距離的遠(yuǎn)近。當(dāng) P1_3(P3_6)置高電平時(shí)，從集電區(qū)經(jīng)基區(qū)到發(fā)射區(qū)電路導(dǎo)通，加載在IR LED 上的電壓為 VCC（ 5V）， IR LED 向外發(fā)射紅外線；當(dāng) P1_3(P3_6)置低電平時(shí)，電路又?jǐn)嚅_， IR LED 停止發(fā)射。 紅外線（ IR）接收（檢測(cè)）器有內(nèi)置的光濾波器，除了需要檢測(cè)的 940nm 波長(zhǎng)的紅外線外，他幾乎不允許其他光通過。 W/cm2：表示照度的單位，為 sensor 單位面積 (cm2)