【正文】 循環(huán)程序是最常見的程序組織方式。 A01A12A23A34A45A56NC7NC8A69A710A U X IN11G N D12A G N D13S P +14S P 15V c c a16M IC17M IC P E F18A G C19A N A U N20NC21CE22PD23V C C28A N A O U T24P /R27T E S T ( c lk )26E O M25IS D 1 0 0 0 A 圖 ISD1000A 系列引腳圖 湖南科技大學(xué)本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）用紙 NO: 22 4 避崖機(jī)器人的軟件單元 匯編語言作為傳統(tǒng)的嵌入式系 統(tǒng)的編程語言，具有執(zhí)行效率高的優(yōu)點(diǎn)，和機(jī)器人語言相 比，使用匯編語言來編寫程序的突出優(yōu)點(diǎn)是可以使用符號(hào)，具體的說，就是可以用助記符來表示指令的操作碼和操作數(shù)，可以用標(biāo)點(diǎn)和符號(hào)來代替地址、常量和變量。 12J5B A T 9C82 20 μ FC93 34C 112 24C 122 20 μ FD9I N 40 01S2P O W E RV i n1GND2V ou t3U4 7 80 5D 10PLR 203 30+ 12 V + 5V 圖 電源原理圖 復(fù)位電路 AVR 復(fù)位電路原理如圖 所示。 4. 具有較低的輸出飽和壓降。 ATmega16/ATmega16L 芯片的性能特點(diǎn) 高性能、低功耗的 8位 AVR 微處理器。同時(shí)也可設(shè)定程序使本機(jī)器人具有尋跡功能，原理大致相當(dāng)，按照黑色軌道（白底上用黑色膠布貼成）聲控啟動(dòng)尋跡，按黑色軌道行走，當(dāng)左右光電管接受到白色反光信號(hào)時(shí)，說明機(jī)器人已偏離黑線，則程序自動(dòng)調(diào)整電機(jī)轉(zhuǎn)向，從而沿黑線行走。前者主動(dòng)發(fā)射信號(hào)，再對(duì)的反射回的信號(hào)進(jìn)行分析處理。經(jīng)過近 15 年的努力，我國的智能機(jī)器人研究與開發(fā)已取得豐碩成果。 應(yīng)用范圍遍及工業(yè)、科技和國防的各個(gè)領(lǐng)域 在日本，工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用的最多的工業(yè)部門依次為家用電器制造、汽車制造、塑料成型、通用機(jī)械制造和金屬加工等工業(yè)。從而使日本生產(chǎn)的汽車能夠以價(jià)廉的絕對(duì)優(yōu)勢進(jìn)軍號(hào)稱 “汽車王國”的美國市場，并且向機(jī)器人誕生國出口日本產(chǎn)的實(shí)用型機(jī)器人。我國自行生產(chǎn)的機(jī)器人噴漆流水線在長春第一汽車廠及東風(fēng)汽車廠投入運(yùn)行。與此同時(shí)，德國看到了機(jī)器人等先進(jìn)自動(dòng)化技術(shù)對(duì)工業(yè)生產(chǎn)的作用，提出了 1985 年以后要向高級(jí)的、帶感覺的智能型機(jī)器人轉(zhuǎn)移的目標(biāo)。 但是，國際上 機(jī)器人蓬勃發(fā)展的形勢很快使英政府意識(shí)到：機(jī)器人技術(shù)的落后，導(dǎo)致其商品在國際市場上的競爭力大為下降。 機(jī)器人學(xué)的進(jìn)展 世界各國的機(jī)器人發(fā)展 美國是機(jī)器人的誕生地 ,早在 1962 年就研制出世界上第一臺(tái)工業(yè)機(jī)器人，比起號(hào)稱 機(jī)器人王國 的日本起步至少要早五六年。 （ 3）日本工業(yè)機(jī)器人協(xié)會(huì) （ JIRA） 的定義。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明并表示了謝意。機(jī)器人是“一種用于移動(dòng)各種材料、零件、工具或?qū)Ｓ醚b置的，通過可編程序動(dòng)作來執(zhí)行種種任務(wù)的，并具有編程能力的多功能機(jī)械手（ manipulator）”。蔣新松院士曾建議把機(jī)器人定義為“一種擬人功能的機(jī)械電子裝置” (a mechantronic device to imitate some human funtions)。 1967 年英國的兩家大機(jī)械公司還特地為美國這兩家機(jī)器人公司在英國推銷機(jī)器人。日爾曼民族是一個(gè)重實(shí)際的民族，他們始終堅(jiān)持技術(shù)應(yīng)用和社會(huì)需求相結(jié)合的原則。 我國已在“七五”計(jì)劃中把機(jī)器人列人國家重點(diǎn)科研規(guī)劃內(nèi)容，撥巨款在沈陽建立了全國第一個(gè)機(jī)器人研究示范工程，全面展開了機(jī)器人基礎(chǔ)理論與基礎(chǔ)元器件研究。 日本政府和企業(yè)充分信任機(jī)器人，大膽使用機(jī)器人。但是，好景不長， 1993～ 1994年又出現(xiàn)低谷。 目前在工業(yè)上運(yùn)行的 90%以上的機(jī)器人 ，都不具有智能。 避崖機(jī)器人的總方案 避崖機(jī)器人的控制系統(tǒng)的功能框圖如圖 ： 圖 避崖機(jī)器人的控制系統(tǒng)的功能圖 對(duì)避崖機(jī)器人方案的理想設(shè)計(jì) 在本文中，我們將避崖機(jī)器人的設(shè)計(jì)過程主要分成兩個(gè)大部 分來分析：避障部分和避崖部分。 避崖部分的設(shè)計(jì) 避崖機(jī)器人裝有紅外光電收發(fā)一體光電管 CNY70，作為機(jī)器人的“ 眼睛”，用來識(shí)別地面黑白顏色。特別地，除了可以通過 SPI口和一般的編程器對(duì) AVR單片機(jī)的 Flash程序存儲(chǔ)器和 EEPROM數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行編程外，還具有在線編程的特點(diǎn)，這給調(diào)試和使用帶來了極大的方便。 LG9110 特點(diǎn)如下： 1. 有 2 個(gè) TTL/CMOS 兼容電平的輸入，具有良好的抗干擾性。 機(jī)器人工作電源 機(jī)器人工作電源由直流減速電機(jī)驅(qū)動(dòng)電源和單片機(jī)工作電源兩部分組成，如圖 ，其中： 湖南科技大學(xué)本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）用紙 NO: 19 1. 直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)電源有短路塊 J5 選擇 5V 或者 12V供電工作，以滿足不同用途的需要，避崖機(jī)器人中考慮到電機(jī)，我們選擇 5V電源。重復(fù)錄音次數(shù)為 l 萬次以上，錄放的信息可以保存 l0 年以上， 斷電后信息不會(huì)丟失。這種程序中既無分支、循環(huán)，也不調(diào)用子程序，程序按順序一條一條地執(zhí)行指令。 循環(huán)程序的結(jié)構(gòu)一般包括下面幾個(gè)部分： (1)置循環(huán)初值 對(duì)于循環(huán)過程中使用的工作單元，在循環(huán)開始時(shí)應(yīng)置初值。不過，用匯編語言編寫的程序不能由機(jī)器直接執(zhí)行，而必須翻譯成由機(jī)器代碼組成的目標(biāo)程序，這個(gè)翻譯過程稱為匯編。 S1 為手動(dòng)復(fù)位初始化， R3起保護(hù)作用。 00為無電流通過電機(jī)，電機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)。 非易失性程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器： 16KB 系統(tǒng)內(nèi)可編程 Flash 擦寫壽命 10000 次；具有獨(dú)立鎖定位的可選 Boot 代碼區(qū)，通過片上 Boot 程序?qū)崿F(xiàn)系統(tǒng)內(nèi)編程，真正地同時(shí)讀 /寫操作； 512 字節(jié)的 EEPROM 擦寫壽命： 100000 次； 支持?jǐn)U展的片內(nèi) 調(diào)試功能； 通過 JTAG 接口實(shí)現(xiàn)對(duì) Flash、 EEPROM、熔絲位和鎖定位的編程。 SM1 中間光電管，用于中間或前方尋跡或避崖識(shí)別，由程序設(shè)定電機(jī)動(dòng)作。傳感器位置如圖 所示， 4 個(gè)傳感器分布在以 為半徑檢測信號(hào) LED，數(shù)碼管屏 ,喇叭 電動(dòng)機(jī) 驅(qū)動(dòng)電路 控制器 傳感器 湖南科技大學(xué)本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）用紙 NO: 11 的圓上，相隔角度為 45 度，前方可測量范圍 120 度，可以計(jì)算得到，兩兩傳感器間的死區(qū)為 40cm，測量最大有效距離是 350cm，超過 該值則認(rèn)為前方?jīng)]有障礙物。 其中白線代表懸崖 。 —— 機(jī)器人學(xué) 機(jī)器人技術(shù)的迅速發(fā)展，已對(duì)許多國家的工業(yè)生產(chǎn)、太空和海洋探索、 國防以及整個(gè)國民經(jīng)濟(jì)和人民生活產(chǎn)生了重大影響，而且這種影響必將進(jìn)一步擴(kuò)大。這一階段的主要成果有美國斯坦福國際研究所（ SRI）于 1968 年研制的移動(dòng)式智能機(jī)器人夏凱（ Shakey）和辛辛那提 .米拉克龍（ Cincinnati Milacron）公司于 1973 年制成的第一臺(tái)適于投放市場的機(jī)器人 T3 等。 日本在 60 年代末正處于經(jīng)濟(jì)高度發(fā)展時(shí)期，年增長率達(dá) 11％。到了 50 年代后期開始了機(jī)器人樣 機(jī)的研究工作。 法國機(jī)器人的發(fā)展比較順利，主要原因是通過政府大力支持的研究計(jì)劃，建立起一個(gè)完整的科學(xué)技術(shù)體系。 由于美國政府從 60 年代到 70 年代中的十幾年期間，并沒有把工業(yè)機(jī)器人列入重點(diǎn)發(fā)展項(xiàng)目，只是在幾所大學(xué)和少數(shù)公司開展了一些研究工作。 (b)智能機(jī)器人是“一種具有感覺和識(shí)別能力 ,并能夠控制自身行為的機(jī)器”。本人離校后發(fā)表或使用該畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）或與該論文（設(shè)計(jì)）直接相關(guān)的學(xué)術(shù)論文或成果時(shí)，單位署名為 。 這一定義并不完全正確，因?yàn)檫€不存在與人類相似的機(jī)器人在運(yùn)行。 顯然，這一定義與美國機(jī)器人協(xié)會(huì)的定義相似。其技術(shù)全面、先進(jìn)，適應(yīng)性也很強(qiáng)。因?yàn)閼?zhàn)爭，導(dǎo)致勞動(dòng)力短缺，以及國民技術(shù)水平高，都是實(shí)現(xiàn)使用機(jī)器人的有利條件。這是一種誤解。 這一系列扶植政策，使日本機(jī)器人產(chǎn)業(yè)迅速發(fā)展起來，經(jīng)過短短的十幾年，到 80 年代中期，已一躍而為“機(jī)器人王國”，其機(jī)器人的產(chǎn)量和安裝的臺(tái)數(shù)在國際上躍居首位。到 80 年代中期機(jī)器人制造業(yè)成為發(fā)展最快和最好的經(jīng)濟(jì)部門之一。中國人工智能學(xué)會(huì)智能機(jī)器人學(xué)會(huì)也于 1993 年成立。在測定范圍內(nèi)可以發(fā)現(xiàn)障礙物 ,測定障礙物距離達(dá)到避障目的 。 (3)僅一個(gè)傳感器的值不等于 1:圖 (e)和圖 (f)均是這種情況，對(duì)于圖 (e)中情況，左右都不存在障礙，則默認(rèn)右 轉(zhuǎn)；圖 (f)中， dc=dr=1,則右轉(zhuǎn)，對(duì)稱可知，dc=dl=1，則左轉(zhuǎn)。由于單片機(jī)具有功能強(qiáng)、體積小、可靠性高和價(jià)格便宜等有點(diǎn)，使之成為許多電子控制裝置的首選控制器。 1 (T0)PB0 2 (T1)PB1 3 (AIN0)PB2 4 (AIN1)PB3 5 (SS)PB4 6 (MOSI)PB5 7 (MISO)PB6 8 (SCK)PB7 9 RESET 10 VCC 11 GND 12 XTAL2 13 XTAL1 14 (RDX)PD0 15 (TXD)PD1 16 (INT0)PD2 17 (INT1)PD3 18 (OC1B)PD4 19 (OC1A)PD5 20 (ICP)PD6 40 PA0(ADC0) 39 PA1(ADC1) 38 PA2(ADC2) 37 PA3(ADC3) 36 PA4(ADC4) 35 PA5(ADC5) 34 PA6(ADC6) 33 PA7(ADC7) 32 AREF 31 AGND 30 AVCC 29 PC7(TOSC2) 28 PC6(TOSC1) 27 PC5 26 PC4 25 PC3 24 PC2 23 PC1 22 PC0 21 PC7(OC2) ATmega16/32/8535 湖南科技大學(xué)本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）用紙 NO: 16 圖 AT