【正文】 半年時間就過去了 ， 我在老師的幫助下也完成了我的設計任務，通過次設計 使我 清楚了避障機器人的工作原理和應用 ； 在遇到困難時，通過查閱資料，咨詢老師，從而 不斷地進行優(yōu)化， 機器人終于完成了我們所設定的指標， 在這次設計實踐和論文撰寫過程中，我從學校圖書館和網上查閱了許多文獻資料，通過閱讀、總結和實際調試，我學到了許多關于知識，包括編程、仿真、硬件電路設計等等。這次設計讓我很受啟發(fā)，不但積累了寶貴的經驗，還讓我在分析問題和解決問題方面有了不少的進步 。)。 _nop_()。 _nop_()。 _nop_()。 前行 左轉 右轉 行走 前行 開始 判斷左右是否為 1 左邊發(fā)射 右邊發(fā)射 左邊接收 右邊 接收 大連海洋大學畢業(yè)設計（論文） 第四章 系統(tǒng)軟件設計 25 } if(IR==39。 _nop_()。 _nop_()。 _nop_()。 當機器人前行是紅外線發(fā)射器左右兩邊信號發(fā)射器發(fā)出信號，左右接收器接受信號，當左邊出現(xiàn)障礙時，紅外線接收器得到信號輸出為 0，機器人右 轉 ，轉完后重復上面程序，當右邊遇到大連海洋大學畢業(yè)設計（論文） 第四章 系統(tǒng)軟件設計 24 障礙時過程和左邊動作相同。pulseCount=pulseCount1) { P1_1=1。 delay_nus(1500+pulseCount)。 delay_nus(1500)。 P1_0=0。 P1_0=1。 delay_nus(1300)。引起了當時業(yè)界和社會上很大的關注。 相對來講，對于 不同的操作系統(tǒng) 和 不同的 單片機等 微控制器， 匯編語言的編程指令都是完全不同的， 或者就算編程的某些 指令相似， 匯編語言 也不 能夠直接 移植。 為了更好的測試機器人在行進過程中的避障效果，特意設計一個有直線，弧形，以及 S 型彎的簡易跑道。這種工作方式下，它的波特率固定為晶振頻率的三十二分之一或六十四分之一。一位接一位的數(shù)據(jù)被接收端 RXD 接收，然后 RXD 把這些數(shù)據(jù)送入輸入移位寄存器，并且輸入移位寄存器最左面是起始位，控制電路最后一次移位的時候，把“ 1”寫入接收中斷標志 RI，向 CPU 申請中斷。從 +3V 到 +12V 和從 3V 到 12V 是接收器常見的工作電平。表示通信中每秒傳送位的個數(shù)。奇校驗、偶校驗、高校驗和低校驗是奇偶校驗位的四種檢錯方式。因為串口通信是異步的，串口通信能使用一根數(shù)據(jù)線發(fā)送數(shù)據(jù)，而且在同一時間可以在另一根數(shù)據(jù)線接收數(shù)據(jù)。選擇模擬輸入通道和A/D 轉換開始操作是可以相互獨立的兩個部分，但是 ADC 0809 允許選擇模擬輸入通道和啟動模數(shù)轉換結合起來，所以，通常情況下，把它們結合起來完成。當輸入是單極性的時候， VREF+通常情況下為 +5V， VREF通常情況下為 0V；當輸入為雙極性的時候， VREF+接正極性的參考電壓， VREF接負極性的參考電壓。 （ 5） OE：輸出允許信號，該引腳是正脈沖或 者上升沿時有效。 圖 8 ADC0809 芯片的內部結構 圖 9 ADC0809 芯片的外部引腳分布 大連海洋大學畢業(yè)設計（論文） 第三章 硬件電路的設計 15 ADC 0809 芯片的各引腳功能介紹如下： （ 1） IN0～ IN7：這是 8 路模擬量輸入端，其中的任意一路的選擇都是通過 ADDA、 ADDB、 ADDC這 3 根地址譯碼線的置零和置一來決定的。 ADC 0809 模擬輸入電壓的范圍分為單極性和雙極性兩種，單極性時為 0～ 5V；雙極性時為固定的177。如果轉換中途撤消或者改變規(guī)定的電平，模數(shù)轉換芯片就會停止模數(shù)轉換，那么得到的結果很可能是錯誤的。數(shù)字信號輸出端有可控三態(tài)輸出的模數(shù)轉換芯片，單片機的數(shù)據(jù)總線可以與模數(shù)轉換芯片的輸出端直接相連，模數(shù)轉換完成以后，選通三態(tài)門，此操作由讀數(shù)信號 RD 來完成，最后把轉換的數(shù)據(jù)送到總線?？梢酝ㄟ^軟件設置 RCAP2H 和 RCAP2L的值。中斷服務程序可以確定引起中斷的事件，具體確定方法是查詢 TF2 和 EXF2 來確定。在 EXEN2 的值為 1時，還要在脈沖由正變負時作用 于定時器 T2 的接收端引腳上或者有捕獲或重裝載出現(xiàn)的時候，這時 EXF2 會置位，并開始申請中斷。 EXEN2 定時器 T2 的外部允許控制位。 STC89C52 單片機新增了 16 位計數(shù)器 /定時器 2，各個控制位如表 6 所示 ： 表 6 T2 各個控制位分布 7 6 5 4 3 2 1 0 TF2 EXF2 RCLK TCLK EXEN2 TR2 C/T2 CP/RL2 大連海洋大學畢業(yè)設計（論文） 第三章 硬件電路的設計 11 T2 控制寄存器中各位功能介紹如表 7 所示： 表 7 T2 控制寄存器中各位功能介紹 符號 功能 CP/RL2 重裝載 /捕獲選擇。 P2口復用功能：外部程序存儲器被訪問時，地址總線高八位從 P2 口輸出 。 EA 接 VCC 時，執(zhí)行內部程序指令。 控制引腳： ALE 允許地址鎖存，外部擴展的并行 I/O 口或外部存儲器被訪問時， AEL 的輸出來鎖存地址字節(jié)的低八位。 STC89C52 單片機介紹 STC89C52 單片機是高性能、低功耗的 CMOS8 位單片機。 W/cm2：表示照度的單位，為 sensor 單位面積 (cm2)所接收 IR 發(fā)射之輻射功率的大小。本文研究的小型避障機器人是以單片機為核心，通過紅外傳感器接受信息，利用伺服電動機來控制機器人移動，從而達到避障效果的。 (4)虛擬技術在機器人中的作用已經不僅僅是模擬，演算，而是向過控方向發(fā)展 [3]。 現(xiàn)在的機器人 種類多，應用廣。 智能機器人的發(fā)展歷史、現(xiàn)狀以及發(fā)展趨勢 智能機器人主要由單片機、電動機、紅外傳感器和電源等模塊組成。本次設計基于單片機的簡單避障機器人 ，主要由單片機、電動機、紅外傳感器和電源等模塊組成 ，是通過紅外傳感器采集數(shù)據(jù)， 經過 A/D 轉換，在 經由單片機處理來控制伺服電機的轉動， 當機器人前行是紅外線發(fā)射器左右兩邊信號發(fā)射器發(fā)出信號，左右接收器接受信號，當左邊出現(xiàn)障礙時，紅外線接收器得到信號輸出為 0，機器人右轉，轉完后重復上面程序，當右邊遇到障礙時過程和左邊動作相同 。 實用步行機器人 首先在軍事上使用，幫助士兵收集信息，吸引敵人，避免傷害。 隨著智能技術、 pc 技術、自動化 的發(fā)展， 機器人的發(fā)展必然越來越好。 (3)運用 C 語言 以及 VB 對軟件系統(tǒng) 的 編程 編程 ，做到簡單有效的避障 。 在紅外遙控，紅外探測，紅外幕墻安保的系統(tǒng)中廣泛的應用 [4]。 大連海洋大學畢業(yè)設計（論文） 第三章 硬件電路的設計 6 圖 3 30 度半功率角輻射強度示意圖 紅外接收器的選擇 本次設計選用 HS38B，該器件特性：低功耗 、高靈敏度、優(yōu)良的抗干擾能力。 STC89C52 單片機引腳圖及各引腳功能簡介 STC89C52 單片機的引腳分布圖如圖 7 所示 紅外發(fā)射接收器 大連海洋大學畢業(yè)設計（論文） 第三章 硬件電路的設計 9 圖 7 STC89C52 單片機的引腳分布 包括電源引腳，外接晶體引腳，控制和復位引腳，輸入和輸出（ I/O）引腳 。需要的時候，把 1 寫入地址鎖存控制信號 ALE 的使能標志位，也就是 8EH地址的 SFR 的第 0 位，地址鎖存控制信號 ALE 是無效的。 P0口的復用功能：可以作為數(shù)據(jù)總線（ D 7D 0）或者地址總線低八位（ A7A0）。復用功能如表 5 所示 引腳 復用功能 RD（外部數(shù)據(jù)存儲器讀選通） WR（外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通） T1（定時器 1 的外部輸入） T0（定時器 0 的外部輸入） INT1（外部中斷 1） INT0（外部中斷 0） TXD（串行輸出口） RXD（串行輸入口） 表 5 P3 口各引腳復用功能 單片機 I/O 口的使用： STC89C52 單片機的每個 I/O 口能承受的灌電流是 20ma，但在實際應用中，為了保護單片機，一般情況下都會使用限流電阻，防止 I/O 口被燒毀。在 RCLK 的值為 1時，或者 TCLK的值為 1 時， CP/RL2 無效，只有在定時器 T2 溢出的情況下才會強制它自動重裝載。 TCLK 發(fā)送時鐘允許。 TF2 定時器 T2 溢出標志位。遞減計數(shù)使能位 DCEN決定計數(shù)的方向， T2MOD寄存器包含遞減計數(shù)使能位 DCEN[4]。伺服電機轉子轉速在 輸入信號控制 下快速反應，在自動控制系統(tǒng)中，用作執(zhí)行原件，且具有 時間常數(shù)小、 可控性強， 線性度高等優(yōu)點 ，可把所收到的電信號轉換成電動機軸上的角位移或角速度輸出。數(shù)字信號輸出端沒有可控三態(tài)輸出的模數(shù)芯片不能將數(shù)據(jù)輸出線與單片機的數(shù)據(jù)總線直接相連，這種芯片通過 I/O 接口才能與單片機進行信息交換。 ADC 0809 轉換精度為 7 位，它是 CMOS 元器件， ADC0809 的ADC 部分 是 8 位的，而且是逐次逼近型的，除此之外， ADC 0809 還擁有通道尋址邏輯和模擬多路開關，它們也都是 8 通道的。 ADC 0809 的模數(shù)轉換時間由芯片的時鐘頻率所決定。 （ 3） ALE：地址鎖存允許信號，當該引腳是高電平或上升沿時有效。當是中斷工作方式的時候，輸出允許信號引腳可以向 CPU 申請中斷。轉換結 束信號引腳的信號可以向 CPU 發(fā)送中斷請求信號， CPU 也可以查詢轉換結束信號引腳的狀態(tài)信號。 如果要用 EOC 信號去向 CPU 請求中斷，要特別留心啟動信號后 2μ s+8 個時鐘周期的時間內才是 EOC 信號電平的變低。起始位“ 0”是開始傳送的信號，告訴接收方開始傳送，接收設備在接收狀態(tài)下不停地檢測傳送數(shù)據(jù)線，當接收方在檢測到一系列的“ 1”后，檢測到一個“ 0”，就表明出現(xiàn)起始位，數(shù)據(jù)開始接收。這就使得接收設備能很清楚一個位的狀態(tài)，進一步判斷接收數(shù)據(jù)和傳輸數(shù)據(jù)是否同步，是否有噪聲干擾串口通訊等等。通常距離很近設備間的通信才用高波特率。如圖所示： 大連海洋大學畢業(yè)設計（論文） 第三章 硬件電路的設計 18 圖 12 下位機和上位機的接線方法 全雙工串行通訊接口具有 UART 所有的功能， STC89C52 單片機 內部這種接口，并且可以編程。 串口通信的四種工作方式 方式 0：串行口工作于這種方式時，串行數(shù)據(jù)由收信號線 RXD 來輸出或輸入，移位脈沖由 TXD輸出，發(fā)送的數(shù)據(jù)是 8 位，接收的數(shù)據(jù)也是 8 位，低位在前面，高位在后面。 第 9 位附加的數(shù)據(jù)，發(fā)送的時候為 SCON 寄存器中的 TB8，接收的時候為 SCON 中的 RB8，清零或置位由軟件來決定，多機通信中這個附加的數(shù)據(jù)可當作地址 /數(shù)據(jù)信息的標志位，或者還可以作為數(shù)據(jù)的奇偶校驗位。本次設計中軟件主要的任務是完成軟件編程使單片機、紅外線傳感器，電動機正常工作 。 本次設計對單片機進行 c 語言編程的軟件選擇 Keil， Keil C51 是 51 系列 單片機 C 語言軟件編程 開發(fā)系統(tǒng)， 由美國 Keil Software 公司 研發(fā) 的 。隨著 VB 的良好前景愈加明朗，美國微軟集團也在一九九二一九九六的四年里先后推出了 Microsoft Visual Basic 、 Microsoft Visual 大連海洋大學畢業(yè)設計（論文） 第四章 系統(tǒng)軟件設計 21 Basic 和 Microsoft Visual Basic 三個版本。 delay_nus(1700)。 delay_nms(20)； 機器人原地左轉： P1_1=1。 P1_1=0。 delay_nus(1500)。 delay_nus(1500pulseCount)。 P1_0=1。L39。 _nop_()。 LeftLaunch=0。 _nop_()。counter38。 _nop_()。 _nop_()。 _nop_()。L