【文章內(nèi)容簡介】 機(jī)器人系統(tǒng)采用三片 CPU，分別掛接不同傳感器，配合相應(yīng)程序，完成不同功能。 智能機(jī)器人硬件介紹 概述系統(tǒng)主要由三片 CPU、電機(jī)、LCD 顯示屏、若干傳感器、接口、開關(guān)及輔助電路構(gòu)成。與 CPU1 相連的接口及傳感器主要有遙控接收器、LCD 顯示屏、LED 指示燈、程序下裝口和通訊接口，配合程序完成遙控、編程、LCD 顯示和通訊功能。與 CPU2 相連的接口及傳感器主要有超聲波傳感器、紅外避障傳感器、碰撞開關(guān)、震動傳感器、傾角傳感器、溫度傳感器、溫濕度傳感器、LED 指示燈、程序下裝口和通訊接口，配合程序完成超聲波測距、紅外避障、溫濕度測量、編程和通訊等功能。與 CPU3 相連的接口及傳感器主要有電機(jī)、三軸加速度計、灰度傳感器、火焰?zhèn)鞲衅?、煙霧傳感器、酒精傳感器、光線傳感器、顏色傳感器、LED 指示燈、程序下裝口和通訊接口，配合程序完成機(jī)器人移動、尋線、尋找火源、編程和通訊等功能。系統(tǒng)主要的硬件連接如圖 11 所示，其中，圖 11(a)是未安裝傳感器時系統(tǒng)硬件連接圖，圖 11(b)是整體硬件連接圖。圖 11(a) 未安裝傳感器系統(tǒng)硬件連接2圖 11(b) 整體硬件連接 電機(jī)的安裝 智能機(jī)器人系統(tǒng)采用兩個電機(jī)分別驅(qū)動兩個輪子，用戶可以對兩個電機(jī)分別進(jìn)行控制，以完成前進(jìn)、后退、轉(zhuǎn)彎等多種動作。電機(jī)的安裝如圖 12 所示：圖 12 電機(jī)的安裝 安裝電機(jī)時，左側(cè)電機(jī)連接線與 MOT1 接口相連；電機(jī)連接線與 MOT2 接口相連；同時，注意三根連接線的顏色位置。 LCD顯示屏的安裝 智能機(jī)器人系統(tǒng)可采用 LCD 顯示屏來顯示各個傳感器的數(shù)據(jù)，其通過連接線與接口板相連，安裝如圖 13 所示：3圖 13 LCD 的安裝 在安裝 LCD 顯示屏?xí)r，注意接口板上各個信號引腳與 LCD 上的各個信號引腳要一一對應(yīng)。 智能機(jī)器人軟件介紹系統(tǒng)軟件部分包含 CPU 內(nèi)程序部分和上位機(jī)界面兩個部分。 CPU 內(nèi)程序CPU1 作為主 CPU，包含的程序如下：(1)LCD 顯示程序，使數(shù)據(jù)在機(jī)器人上的顯示；(2)與上位機(jī)通訊程序，實現(xiàn)接收上位機(jī)命令、處理分解命令以及向上位機(jī)回送命令、傳感器配置信息和實時數(shù)據(jù)的功能；(3)與 CPUCPU3 通訊程序，用來向從 CPU 發(fā)送與接收命令和數(shù)據(jù)；(4)遙控程序，讀取遙控器按鍵編碼；(5)基本測試程序，通過向從 CPU 發(fā)送與接收的命令和數(shù)據(jù)，完成對傳感器各項功能的基本測試；(6)電機(jī)速度設(shè)定程序，用來設(shè)定機(jī)器人電機(jī)的目標(biāo)速度；(7)各項功能程序，通過向從 CPU 發(fā)送與接收的命令和數(shù)據(jù)以及多種傳感器的配合，實現(xiàn)尋線、紅外避障、超聲波測距、紅外+超聲波避障、尋找火源等功能；(8)開放程序，用戶可通過調(diào)用從 CPU 的各項傳感器數(shù)據(jù)，配合自身設(shè)計的算法，實現(xiàn)相應(yīng)的功能。CPU2 作為從 CPU，包含的程序如下：4(1)與 CPU1 的通訊程序，接收來自 CPU1 的命令和數(shù)據(jù)、并向 CPU1 發(fā)送請求數(shù)據(jù)；(2) 實現(xiàn)各種功能的程序，實現(xiàn)檢測傳感器數(shù)據(jù)功能，以及各傳感器的啟動、運行、讀取數(shù)據(jù)的功能。CPU3 作為從傳感器，包含的程序如下：(1)與 CPU1 通訊程序，接收來自 CPU1 的命令和數(shù)據(jù)、并向 CPU1 發(fā)送請求數(shù)據(jù)；(2) 實現(xiàn)各種功能的程序，實現(xiàn)檢測傳感器數(shù)據(jù)功能以及各傳感器啟動、運行、讀取數(shù)據(jù)的功能。(3)電機(jī)控制程序，根據(jù) CPU1 的命令，實現(xiàn)對電機(jī)目標(biāo)速度的控制。為了方便用戶的自主開發(fā)，針對電機(jī)和 LCD 顯示屏，可按照如下方式進(jìn)行控制：(1) 電機(jī)控制使用變量 和 對左右電機(jī)進(jìn)行控制，二者有四種取值：MOT_SPD_FULL、MOT_SPD_FAST、MOT_SPD_SLOW、MOT_SPD_ZERO，分別表示全速正轉(zhuǎn)、高速正轉(zhuǎn)、低速正轉(zhuǎn)和靜止。若需控制電機(jī)反轉(zhuǎn)，則用0 減去相應(yīng)的取值即可。通過上述取值的不同組合，可以實現(xiàn)前進(jìn)、后退、轉(zhuǎn)彎等運動方式。電機(jī)控制的具體語句為(以全速前進(jìn)為例)：{... = MOT_SPD_FULL。 = MOT_SPD_FULL?！?= FALSE。 = TRUE。}若用戶在程序中對電機(jī)進(jìn)行操作，那么在程序的結(jié)尾處需要加入上述語句中的最后兩句，以使前述控制生效。(2) LCD 顯示5若用戶需用 LCD 對結(jié)果等數(shù)據(jù)內(nèi)容進(jìn)行顯示，可采用如下語句格式：{...sprintf(,格式 ,變量)。 //第一行顯示內(nèi)容，沒有可刪除 sprintf(,格式 ,變量)。 //第二行顯示內(nèi)容，沒有可刪除 = 1。 ...}在上述語句中，變量 控制顯示方式，共有三種取值：一種是只顯示第一行，一種是只顯示第二行，還有一種是顯示兩行。格式 在使用中用需要顯示內(nèi)容的輸出格式代替，如$PRINT Distance:%dmm\n。 上位機(jī)界面上位機(jī)界面分為通訊設(shè)置、傳感器設(shè)置、演示實驗和調(diào)試四個界面，如圖1116 和 17 所示，用戶可根據(jù)后續(xù)章節(jié)介紹了解上位機(jī)界面的操作。圖 14 通訊設(shè)置6圖 15 傳感器設(shè)置圖 16 演示實驗7圖 17 調(diào)試82. 功能介紹及測試 通訊設(shè)置PC 機(jī)與智能機(jī)器人需要通過通訊接口來實施控制。因此，需要在PC 機(jī)上進(jìn)行一定的配置。配置方法如下：（1）通過USB線連接PC機(jī)和智能機(jī)器人，將兩個開關(guān)撥到合適的位置。（2）在“計算機(jī)”上單擊右鍵，點擊“管理” ，雙擊“設(shè)備管理器” ，如圖21所示。 圖21 設(shè)備管理器（3）在“端口（COM和LPT） ”中查看與智能機(jī)器人連接的通訊端口號，如圖22 所示，此處的端口號為COM5（各PC 機(jī)的端口號可能不同） 。 9圖22 通訊端口（4）在PC機(jī)上打開parasetup軟件。在通訊設(shè)置選擇端口號，此處為COM5，并點擊連接。此時窗口下方應(yīng)顯示“已連接COM5” 。圖23 通訊配置 超聲波測距 功能說明測量位于機(jī)器人前方障礙物距機(jī)器人的距離，并顯示在計算機(jī)屏幕上，或顯示在機(jī)器人 LCD 顯示屏上。 操作說明 (1) 安裝傳感器10 該功能采用的傳感器為超聲波傳感器，安裝在接口