【正文】 強(qiáng)度法進(jìn)行避障。 強(qiáng)度法是利用聲波在空氣中的傳輸損耗值來(lái)測(cè)量被測(cè)物的距離，被測(cè)物越遠(yuǎn)反射信號(hào)越弱，根據(jù)反射信號(hào)的強(qiáng)弱就可以知道被測(cè)物的遠(yuǎn)近，但在使用這種方法時(shí)由于換能器之間的直接耦合 信號(hào)很難消除，在放大器增益較高時(shí)這一耦合信號(hào)就可使放大器飽和從而使整套系統(tǒng)失效。它有折射和反 射現(xiàn)象，且在傳播過(guò)程中有衰減。 ● 具有復(fù)位和使能引腳。一般情況下，合成磁場(chǎng)矢量的幅值決定了步進(jìn)電機(jī)旋轉(zhuǎn)力矩的大小，相鄰兩合成磁場(chǎng)矢量之間的夾角大小決定了步距角的大小，步進(jìn)電機(jī)半步工作方式就蘊(yùn)含了細(xì)分的工作原理。因此，當(dāng)它轉(zhuǎn)一圈后，沒(méi)有累積誤差，具有良好的跟隨性。 由于 PWM 調(diào)速系統(tǒng)的開(kāi)關(guān)頻率較高，僅靠電樞電感的濾波作用就可以獲得脈動(dòng)很小的直流電流，電樞電流容易連續(xù)，系統(tǒng)的低速運(yùn)行平穩(wěn)，調(diào)速范圍較寬，可達(dá) 1： 10000 左右。 (3) 方案三：脈沖寬度調(diào)制速度控制 通過(guò)脈沖寬度調(diào)制（ PWM， Pulse Width Modulation）的方法實(shí)現(xiàn)對(duì)小車(chē)的速度控制。 系統(tǒng)組成 如下圖所示： 9 系統(tǒng)組成圖 167。 Intel公司是第一家出產(chǎn) 8031 單片機(jī)的廠商，其他公司都是依照 Intel 的 8051為基本構(gòu)架，再加上自己的一些額外功能以顯示自己的特色，讓用戶(hù)能依照電路所需，選擇最適合的 8031 單片機(jī)去做控制。 8O 年代初期，美國(guó) Unimation 公司的經(jīng)理 J． Engelberger~對(duì)機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展作過(guò)預(yù)測(cè)， 認(rèn)為今后機(jī)器人技術(shù)最需要解決的問(wèn)題是：觸覺(jué)、視覺(jué)， 移動(dòng)、聲音通信和安全。從各國(guó)和國(guó)際間制訂的研究計(jì)劃來(lái)看，雖然項(xiàng)目各異， 但在研究特種作業(yè)的移動(dòng)機(jī)器人方面都是不約面同， 說(shuō)明特種作業(yè)的移動(dòng)機(jī)器人是近期競(jìng)相研究的重點(diǎn)。從某種意義上說(shuō)它也是機(jī)器在進(jìn)化過(guò)程中的產(chǎn)物，是工業(yè)以及非產(chǎn)業(yè)界的重要生產(chǎn)和服務(wù)性設(shè)備，也是先進(jìn)制造技術(shù)領(lǐng)域不可缺少的 自動(dòng)化設(shè)備。 第 2 章 系統(tǒng)設(shè)計(jì) 系統(tǒng)組成 …… ……………………………………………… 速度控制系統(tǒng) ……………………………………………… 轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng) ……………………………………………… 檢測(cè)系統(tǒng) …………………………………………………… 語(yǔ)音系統(tǒng) …………………………………………………… 顯示系統(tǒng) …………………………………………………… 遙控設(shè)計(jì) …………………………………………………… “看門(mén)狗”設(shè)計(jì) …………………………………………… . 第 3 章 硬件設(shè)計(jì) EEPROM 存儲(chǔ)器 CPU 與 ROM、 RAM 存 儲(chǔ)器實(shí)時(shí)鐘連接 直流電機(jī)驅(qū)動(dòng) ……………………………………………… 轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng) ……………………………………………… . 6 檢測(cè)系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) ………………………………………… . 語(yǔ)音系統(tǒng) …………………………………………………… .. 顯示系統(tǒng) …………………………………………………… .. 遙控系統(tǒng) …………………………………………………… ... “看門(mén)狗”硬件設(shè)計(jì) ………………………………………… 第 4 章 軟件設(shè)計(jì) 軟件框圖 ……………………………………………………… .. 電機(jī)控制軟件 ………………………………………………… .. 語(yǔ)音軟件 ………………………………………………………… 顯示軟件 ……………………………………………………… … 外接收軟件 ……………………………………………………… “看門(mén)狗”軟件設(shè)計(jì) …………… ……………………………… . 軟件抗干擾技術(shù) ………………………………………………… 第 5 章 小結(jié) ………………………………………………………… . 第一章 緒論 引言 “機(jī)器人是具有感知、決策、行動(dòng)和交互功能的智能機(jī)器。現(xiàn)代機(jī) 器人集中了機(jī)械工程、電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制理論以及人工智能（甚至應(yīng)用到現(xiàn)代醫(yī)學(xué)技術(shù)）等多學(xué)科的最新研究成果，代表了機(jī)電一體化的最高成就，是當(dāng)代科學(xué)技術(shù)發(fā)展最活躍的領(lǐng)域之一 。與我一同工作的同志對(duì)本研究所做的任何貢獻(xiàn)均已在論文中作了明確的說(shuō)明并表示了謝意。 本設(shè) 計(jì)制作的輪式機(jī)器人具有相當(dāng)高的智能性，設(shè)計(jì)較好地完成了課題目標(biāo)。 在制造業(yè)中誕生的工業(yè)機(jī)器人是繼動(dòng)力機(jī)、計(jì)算機(jī)之后而出現(xiàn)的全面延伸人的體力和智力的新一代生產(chǎn)工具，作為現(xiàn)代制造業(yè)的主要自動(dòng)化裝備在制造業(yè)中廣泛應(yīng)用，并將在未來(lái)的制造企業(yè)中扮演越來(lái)越重要的角色。 機(jī)器人及其成套設(shè)備的應(yīng)用將使現(xiàn)代制造業(yè)產(chǎn)生變革，對(duì)改變傳統(tǒng)生產(chǎn)模式，全面提升企業(yè)的綜合競(jìng)爭(zhēng)力具有重大作用。為了解決工業(yè)、原子能利用、空間探測(cè)， 海洋開(kāi)發(fā)、排險(xiǎn)，醫(yī)療、軍事等領(lǐng)域自動(dòng)化需要而研制有特定應(yīng)用背景的智能機(jī)器人，基本上沿兩條道路發(fā)展 ， 一是在一般工業(yè)機(jī)器人基礎(chǔ)上，增加各種高性能傳感器和知識(shí)庫(kù)，使之具感知能力和動(dòng)作規(guī)劃能力 ， 二是在遙控操作器基礎(chǔ)上增加移動(dòng)能力、環(huán)境感知能力、自診斷自學(xué)習(xí)力及自主能力。機(jī)器和生產(chǎn)系統(tǒng)的智能化， 用機(jī)器人代替人完成各種任務(wù)， 這是人類(lèi)智慧發(fā)展和機(jī)器進(jìn)化的飛躍。用戶(hù)若想對(duì)寫(xiě)入到 EPROM 中的程序進(jìn)行修改，必須先用一種特殊的紫外線(xiàn)燈將其照射擦除，之后再可寫(xiě)入。 對(duì)直流電機(jī)的速度控制有三種方案： (1) 方案一：功率三極管速度控制 使用功率三極管作為功率放大器的輸出控制直流電機(jī)。 在 PWM 驅(qū)動(dòng)控制的調(diào)整系統(tǒng)中，按一個(gè)固定的頻率來(lái)接通和斷開(kāi)電源，并根據(jù)需要改變一個(gè) 周期內(nèi)“接通”和“斷開(kāi)”的時(shí)間長(zhǎng)短。 167。 ● 速度可在相當(dāng)寬的范圍內(nèi)平穩(wěn)調(diào)整，低速下仍能獲得較大轉(zhuǎn)矩，因此 11 一般可以不用減速器而直接驅(qū)動(dòng)負(fù)載。 TA8435 是東芝公司生產(chǎn)的單片正弦細(xì)分二相步 進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)專(zhuān)用芯片，該芯片具有以下特點(diǎn)： ● 工作電壓范圍寬（ 1040V）。 檢測(cè)系統(tǒng) 檢測(cè)系統(tǒng)主要利用傳感器實(shí)現(xiàn)對(duì)電動(dòng)車(chē)可能發(fā)生的碰撞進(jìn)行檢測(cè)，并通過(guò)語(yǔ)音系統(tǒng)進(jìn)行報(bào)警，并將報(bào)警利用顯示模塊顯示出來(lái)。超聲波傳感器有透射型、反射型兩種類(lèi)型。其中， S 為被測(cè)距離、V 為空氣中聲速， T 為回波時(shí)間。 蜂鳴器是一種一體化結(jié)構(gòu)的電子訊響器，采用直流電壓供電，廣泛應(yīng)用于計(jì)算機(jī)、打印機(jī)、報(bào)警器、電子玩具等電子產(chǎn)品作為發(fā)聲器件。震動(dòng)膜片在電磁線(xiàn)圈和磁鐵的相互作用下，周期性的震動(dòng)發(fā)聲。 DM162 液晶模塊內(nèi)部的字符發(fā)生儲(chǔ)存器已經(jīng)儲(chǔ)存了 160 個(gè)不同的點(diǎn)陣字符圖形，每一個(gè)字符都有一個(gè)固定的代碼，例如大寫(xiě)的“ A”的代碼是 0100 0001（ 41H），顯示時(shí)模塊把地址 41H 中的點(diǎn)陣字符圖形顯示出來(lái)，就能看到“ A” 。 ● 指令 7：字符發(fā)生器 RAM 地址設(shè)置。由于紅外線(xiàn)遙控裝置具有體積小、功耗低、功能強(qiáng)、成本低等特點(diǎn)。 HT6221 產(chǎn)生的遙控編碼是連續(xù)的 32 位二進(jìn)制碼組，其中 16 位為用戶(hù)識(shí)別碼，能區(qū)別不同的電氣設(shè)備，防止不同機(jī)種遙控碼互相干擾。它的主要功能有放大、選頻和解調(diào)，要求輸入信號(hào)是已經(jīng)被解調(diào)的信號(hào)。 實(shí)現(xiàn)硬件“看門(mén)狗”電路的方案主要有以下幾種： ● 采用微處理器監(jiān)控器。硬件連接原理圖如 圖 所示： 圖 串行 EEPROM 硬件連接原理圖 存儲(chǔ)器 RAM 我們這里采用了 SDRAM，他是 同步動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器利用了爆發(fā) 模式的概念，大大提升了性能。當(dāng) ALE 線(xiàn)為高電平時(shí)， ADDA、 ADDB 和 ADDC 三條地址線(xiàn)上地址信號(hào)得以鎖存，經(jīng)譯碼器控制八 路模擬開(kāi)關(guān)通路工作。 +VREF 常和 VDD 相連， VREF 常接地。 DA 轉(zhuǎn)換器 該 課題的 DA 轉(zhuǎn)換器我們選用了 DAC0832， DAC0832 是常用的集成 DAC，它是 CMOS 工藝制成的雙列直插式單片 8 位 DAC，能完成數(shù)字量輸入到模擬量（電流）輸出的轉(zhuǎn)換，可直接與 Z80， 8080， 8085， MCS51 等微處理器相連 。 REFIN 為高電平時(shí)，NFA 和 NFB 的輸出電壓為 ， REFIN 為低電平時(shí)， NFA 和 NFB 輸出電壓為 05V，這 2個(gè)引腳控制步進(jìn)電機(jī)輸入電流，電流大小與 NF端外接電阻關(guān)系式為： IO=Vref/Rnf。 RS 為寄存器選擇，高電平時(shí)選擇數(shù)據(jù)寄存器、低電平時(shí)選擇指令寄存器。 圖 遙控系統(tǒng)接收硬件 電路原理圖 24 “看門(mén)狗”硬件設(shè)計(jì) 我們采用內(nèi)帶震蕩期的計(jì)數(shù)芯片 CD4060 實(shí)現(xiàn)看門(mén)狗， CD4060 是震蕩期的 14 為計(jì)數(shù)器，由該芯片構(gòu)成的看門(mén)狗電路如圖 所示，由 14 為二進(jìn)制計(jì)數(shù)器 CD4060和三極管 Q700、 Q701 等組成。三極管 Q700、 Q701 構(gòu)成的 2 級(jí)直接耦合放大器作為緩沖器使用，它是 CD4060 的輸出端 Q14 的灌電流負(fù)載， C70 R705 是微分電路。數(shù)據(jù)處理包括：數(shù)據(jù)的采集、數(shù)字濾波、標(biāo)度變換等。 26 軟件框圖 軟件由命令隊(duì)列模塊、命令執(zhí)行模塊、紅外接收模塊、障礙檢測(cè)模塊、速度控制模塊、轉(zhuǎn)向控制模塊、語(yǔ)音軟件、顯示軟件組成。 對(duì)電機(jī)的速度和方向控制只需要調(diào)用函數(shù) SetMotionSpeed()和 SetMotionDirection(). 程序設(shè)計(jì)如下： Sbit Cpwm_RunForword =P1∧ 0。 cPWM_Speed=0。 } Void SetMotionDirection(bit bForword) { bMotionRunForword=bForword。 } if(cPWM_1) { MotionDrive(1)。 ~ 顯示軟件 液晶模塊內(nèi)部控制器的讀寫(xiě)操作、屏幕和光標(biāo)的操作 都是通過(guò)指令程序來(lái)實(shí)現(xiàn)的。 LcdEn=1。 LcdRw=0。 LCD_Wait()。 //開(kāi)啟顯示，無(wú)光標(biāo) LCD_Write(LCD_COMMAND， LCD_CLEAR_SCREEN)。為了可靠起見(jiàn)，延時(shí)必須比 長(zhǎng)些，但又不能超過(guò) ，否則如果該位為 0。 } void d870us(void) { delay(108)。 } while(!IR)。 if(IR) { d1000us()。amp。 為了防止看門(mén)狗非正常失效（已發(fā)生程序跑飛但看門(mén)狗不產(chǎn)生單片機(jī)所需要的復(fù)位信號(hào)），在用戶(hù)應(yīng)用程序中插入喂狗程序段時(shí)應(yīng)當(dāng)注意以下兩點(diǎn)。對(duì)于這類(lèi)信號(hào)，采用積分時(shí)間等于 20ms 的整數(shù)倍的雙倍積分 A/D 轉(zhuǎn)換器，可有效消除其影響。 干擾信號(hào)多呈 毛刺狀，作用時(shí)間短，利用這一點(diǎn)，在采集 某一開(kāi)關(guān)量信號(hào)時(shí)，可多次重復(fù)采集，直到連續(xù)兩次或兩次以上結(jié)果完全一致才為有效。慣性小的輸出設(shè)備（如通行口、顯示設(shè)備）耐受能力就小一些。當(dāng)程序彈飛到三字節(jié)指令上時(shí)，因它有兩個(gè)操作數(shù)，繼續(xù)出錯(cuò)的機(jī)會(huì)就更大。如果把這段程序的入口標(biāo)號(hào)記為 ERR，則軟件陷阱即為一條無(wú)條件轉(zhuǎn)移指令，為了加強(qiáng)其捕捉效果，一般還在它前面加兩條 NOP 指令，因此真正的軟件陷阱由 3 條指令構(gòu)成： NOP、 NOP、 ERR。除了敬佩 楊 老師的專(zhuān)業(yè)水平外，他的治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)和科學(xué)研究的精神也是我永遠(yuǎn)學(xué)習(xí)的榜樣，并將積極影響我今后的學(xué)習(xí)和工作。 最后 感謝我的同學(xué)對(duì)我無(wú)私的幫助，特別是在軟件的使用方面，正因?yàn)槿绱宋也拍茼樌耐瓿稍O(shè)計(jì)，在此，我再說(shuō)一次謝謝！謝謝大家?。?！ 主要參考文獻(xiàn) （ 1） 電子電路圖站 ： // （ 2） 電子之城 ： // （ 3） 全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)竟賽 ： // （ 4） 中國(guó)電子網(wǎng) ： // （ 5） 電子設(shè)計(jì)技術(shù) ： // （ 6） 中電網(wǎng) ： // （ 7） 中國(guó)測(cè)控網(wǎng) ： // （ 8） 大蝦電子網(wǎng) ： // （ 9） 電子先鋒 ： // （ 10） 電子工程師網(wǎng)站 ： // （ 11） 中國(guó)學(xué)術(shù)期刊網(wǎng) ： // （ 12） 無(wú)線(xiàn)電 ： // （ 13） 電子制作 ： // （ 14） 電子世界 ： // （ 15） 電子報(bào) ： // （ 16） 超星數(shù)字圖書(shū)館 ： // （ 17） 控制理論與應(yīng)用雜志 （ 18） 微計(jì)算機(jī)信息雜志 （ 19） 中華測(cè)控網(wǎng) （ 20） 美信集成產(chǎn)品公司 ： // （ 21） 美國(guó)德州儀器公司 ： // （ 22） 機(jī)器人 （ 22）康萬(wàn)新編《畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)及案例剖析 應(yīng)用電子技術(shù)方向》清華大學(xué)出版 （ 23）江志紅編《 51 單片機(jī)技術(shù)與應(yīng)用系統(tǒng)開(kāi)發(fā)》清華大學(xué)出版 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