【文章內(nèi)容簡介】 位4位3位2位1位011111111圖 38 輸入/輸出引腳的設(shè)置 圖39 文件寄存器這些設(shè)置若用PIC匯編語言編寫，就是如下程序；* * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * ；斷口設(shè)置程序；* * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * LIST P=PIC16F84A ；指定使用的PIC INCLUDE “” ；指定讀入設(shè)定文件；* * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * ORG 0 ；存儲程序的起始地址 BSF STATUS，RPO ；選擇存儲單元第1列 MOVLW F0H ；把11110000B送入W寄存器中 CLRF TRISB ；設(shè)定端口B輸入輸出 BCF STATUS，RP0 ；選擇存儲單元第0列 CLRF PORTB ；端口B清零（從下4位輸出0） REPEAT GOTO REPEAT ；待機 END ；程序結(jié)束想使用端口時，與端口B的設(shè)置步驟相同，不過應(yīng)該使用寄存器TRISA與PORTA的下5位。使用PIC時，對圖39所示的文件寄存器的上部（地址00～0B、80～8B）中的SFR（特殊功能寄存器）的操作具有重要意義。表33給出了SFR的一覽表，在SFR中地址0C～4F可以作為RAM區(qū)域使用。PIC提供直接操作16F84A的匯編語言命令總共只有35條，如表34所示[5]。表34 16F84A的命令命令的種類命令字節(jié)操作命令（以文件寄存器的全部內(nèi)容為對象）傳送MOVF，MOVWF，SWAPF算術(shù)運算ADDWF，SUBWF，INCF，DECF邏輯運算ANDWF，IORWF，COMF，XORWF循環(huán)移位RRF，RLF轉(zhuǎn)移INCFSZ，CLRWSZ清除CLRF，CLRW特殊NOP位操作命令（以文件寄存器的指定位為對象）位操作BCF，BSF轉(zhuǎn)移BTFSC，BTFSS文字（數(shù)據(jù)）操作命令與控制命令傳送MOVLW算術(shù)運算ADDLW，SUBLW邏輯運算ANDLW，IORLW，XORLW轉(zhuǎn)移CALL，GOTO，RETURN，RETLW，RETFIE清除CLRWDT控制SLEEP表33 SFR一覽表地址名稱 7位6位5位4位3位2位1位第0位第0列00HINDFESR內(nèi)部地址的數(shù)據(jù)存儲器（物理意義上不存在）01HTMPO8位實時、時鐘/計數(shù)器02HPCLPDTOPC的下8位03HSTATUSIRPRPIRPOZDCC04HFSR間接數(shù)據(jù)存儲器地址指針05HPORTA———RA4/TOCKIRA3RA2RA1RA006HPORTARB7RB6RB5RB4RB3RB2RB1RB0/INT07H不使用，置為008HEEDATAEEPROM數(shù)據(jù)寄存器09HEEADREEPROM地址寄存器0AHPCLATH———PC上位5位0BHINTCONGIEEEIETOIEINTERBIETOIFINTFRBIF第1列80HINDFRBPUFSR內(nèi)部地址的數(shù)據(jù)存儲器（物理意義上不存在）81HOPTION_REGINTEDGTOCSTOSEPSAPS2PS1PS082HPCLTOPDPC下8位83HSTATUSIRPRPIRPOZDCC84HFSR間接數(shù)據(jù)存儲器地址指針85HTRISTA———PORTA數(shù)據(jù)輸入輸出設(shè)定寄存器86HTRISBPORTB數(shù)據(jù)輸入/輸出設(shè)置寄存器87H不使用，置為088HEECON1———EEIFWRERRWRENWRRD89HEECON2EEPROM控制寄存器2（無物理內(nèi)存）8AHPCLATH———向PC上5位寫入的緩沖器8BHINTCONGIEEEIETOIEINTERBIETOIFINTFRBIF 紅外遙控 紅外線遙控系統(tǒng)人在遠距離對機器人發(fā)送指令稱為遙控操作，遙控操作可分為有線方式和無線方式兩類從提高自主移動機器人的靈活性出發(fā)，采用無線方式更為便利。 無線遙控裝置有無線電、聲波、光等多種形式，本論文采用紅外遙控裝置，電視機和空調(diào)器的遙控器技術(shù)紅外線的，其電路比較簡單而且性能上佳。通用紅外遙控系統(tǒng)由發(fā)射和接收兩大部分組成，應(yīng)用編/解碼專用集成電路芯片來進行控制操作，如圖310所示。發(fā)射部分包括鍵盤矩陣、編碼調(diào)制、LED紅外發(fā)送器；接受部分包括光、電轉(zhuǎn)換放大器、解碼、解碼電路。圖310紅外遙控系統(tǒng)框圖 紅外線遙控裝置的工作原理如圖311所示,紅外線是波長約大于770mn的不可見光，將發(fā)射紅外線的發(fā)光二極管(LED)和感知紅外線的接收組合在一起就可以實現(xiàn)紅外線通信。 可見光 看不見紫外線紫藍綠黃橙紅紅外線圖311 光的顏色及波長1. 紅外線LED和接收模塊 圖312紅外線接收模塊，圖313為紅外線接收模塊。 遙控發(fā)射器專用芯片很多，東芝公司生產(chǎn)的TLN110是紅外線LED，波長為940mn,適合遙控應(yīng)用，紅外線LED的接通裝置非常簡單，如圖312(b)所示，與普通紅色或綠色LED不同的是人眼無法分辨紅外線LED是否點亮工作了，使用過程中應(yīng)注意不要超過最大電流，TLN110的直流正向電流的最大值為100mA。TLN105B也是一款與TLN110規(guī)格基本的紅外線LED。 圖312 紅外線LED（TLN110）的實例紅外線接收模塊TFK4(同類產(chǎn)品有CRVP1738)由接收PIN二極管,電壓控制電路，帶通濾波電路,“1”，接收到紅外光線后輸出為“0”，如圖38（b）所示。這種現(xiàn)象被稱為“低電平激活”。圖313 紅外線接收模塊（TFK4）實例 2. 基于PPM的紅外線通信方式應(yīng)用紅外線接收模塊通信時，必須將所使用的紅外線設(shè)計成圖314所示的頻率40kHz(CRVP1738頻率為38kHz)方波形式，即1秒內(nèi)斷續(xù)的發(fā)送紅外線4萬次，這種調(diào)制方式被稱為脈沖調(diào)制（PPM）。根據(jù)（1）式可以計算出1個方波為“1”。 T/2=(S) 　　　　圖314 頻率為40kHz紅外線當紅外線接收模塊輸入“１”，紅外線LED則以60S的持續(xù)時間閃亮(向外發(fā)送紅外線)；當輸入信號為“0”時，紅外線LED持續(xù)停止工作600S，圖315表示向接收模塊輸入長度為3位的信號“101”的實例，每一位的時間對應(yīng)600s，這是從接收模塊規(guī)格表中查到的標準值。為了適應(yīng)低電平激活的特點應(yīng)該將輸入信號反轉(zhuǎn)后輸出。當輸入信號為“1”時，不過從接收模塊輸出的則是一個持續(xù)的600s的方波，可見，紅外LED的40kHZ頻率閃亮，而在接收模塊的內(nèi)置電路中得到平滑化。圖315 接收模塊的輸入輸出信號實例 綜上所述,在發(fā)送器一側(cè)，應(yīng)該根據(jù)被發(fā)送信號來控制紅外線LED的點亮和熄滅；而接收器一側(cè),應(yīng)該大約按照600s的周期間隔讀取接收模塊的輸出的信號(參見圖316)。在這樣的電路中最好采用PIC微控制器。圖316 紅外線通信方法 直流電機直流電機(DC電機)是日常生活中廣泛使用的一個電氣產(chǎn)品，好像人的肌肉一樣，它是機器人中最重要的動力源。它常常與傳感器組合起來使用，以便讓機器人完成向給定位置移動或搬運某物體等動作。實現(xiàn)這樣的動作，需要能進行轉(zhuǎn)動控制和速度控制的電路，實際中通常采用微控制器和專用IC芯片。單獨使用直流電機尚不能達到精確的定位控制，只有將它與旋轉(zhuǎn)編碼器組合起來，才能實現(xiàn)精確的位置控制和速度控制。 直流電機的組成及原理 電機是我們的生活中不可或缺的動力源，常用的有交流電機和直流電機，機器人中作為控制對象的電機大都是靠電池供給能源而轉(zhuǎn)動的直流電機。圖317是常用的3槽(極)直流電機的構(gòu)造。在繞有線圈的鐵心(轉(zhuǎn)子)的外周，有相同數(shù)目的定子(永久磁鐵)相向包圍。通過整流器的電刷轉(zhuǎn)子斷續(xù)地得到電流，轉(zhuǎn)子與定子的永久磁鐵反復(fù)相吸，相斥，結(jié)果無論它們的相互位置如何，轉(zhuǎn)子始終能夠沿著一定的方向回轉(zhuǎn)。 直流電機的構(gòu)造圖318解釋了直流電機的工作原理，在永久磁鐵（N、S級）之間的線圈有電流通過時，產(chǎn)生電磁力，對應(yīng)于永久磁鐵產(chǎn)生的磁場，N極產(chǎn)生向上的力，S極產(chǎn)生向下的力，從而使線圈動作。結(jié)果導致線圈旋轉(zhuǎn)。在線圈轉(zhuǎn)動的同時，整流器也隨之旋轉(zhuǎn)，這樣就能保證電流流向的自動切換以便維持轉(zhuǎn)子向同一方向的連續(xù)轉(zhuǎn)動。于是，線圈中不斷地產(chǎn)生相同方向的旋轉(zhuǎn)力。根據(jù)弗萊明（Fleming）左手法則，電機產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩，而電機一旦開始回轉(zhuǎn)，就使線圈在磁場中轉(zhuǎn)動，再由弗萊明右手法則，應(yīng)該有電壓產(chǎn)生，稱之為反電動勢，外部所施加的電壓克服反電動勢，線圈中就有電流流過。圖318直流電機的工作原理直流電機中的電刷與整流器實際上屬于機械接觸，由于在轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動的過程中它們的接觸狀態(tài)不斷發(fā)生變化，往往產(chǎn)生電氣噪聲，這可能成為誘發(fā)CPU電路誤動作的原因，因此為了克服噪聲干擾，一般在電機電源端子上并聯(lián)一個電容器。直流電機的特點可歸納如下：可高速旋轉(zhuǎn)，能取得大的起動轉(zhuǎn)矩。對應(yīng)于輸入電壓或輸入電流有良好的線性，易控制。由于存在機械觸點，所以容易產(chǎn)生噪聲而影響壽命。單獨使用時不能完成位置控制。價格低廉。 直流電機的轉(zhuǎn)動控制 在本設(shè)計中，所采用的驅(qū)動芯片（IC）是東芝株式會社制造的TA7257P。下面就它的內(nèi)部電路的組成、功能以及使用方法加以說明。圖319是專用的電路驅(qū)動IC，采用這樣的驅(qū)動芯片，電路設(shè)計就會變得非常簡單。 圖319 直流電機驅(qū)動芯片TA7257P圖320是這個芯片的結(jié)構(gòu)框圖。圖320 TA7257P結(jié)構(gòu)框圖 TA7257P的控制方法是如果向引腳它就會按照規(guī)定的模式動作。如果引腳1(IN1),引腳2（IN2）為1，則電機正轉(zhuǎn)（取決于電機端子連接的+，狀態(tài)，也可以反轉(zhuǎn)）。它的工作電源電壓范圍V是6～18V。表35 TA7257P的功能IN1IN2OUT1OUT2模式11LL制動01LH正/反轉(zhuǎn)10HL反/正轉(zhuǎn)00高阻抗停止在IC驅(qū)動直流電機工作時，需要判斷該電機是否符合表36所給出的額定范圍。表36 TA7257P最大額定值項 目符號額定值單位電源電壓最大(max)25V工作(opr)18輸出電流峰值(PEAK)A均值(AVE.)需用功耗W工作溫度30～75℃保存溫度55～150℃ 有關(guān)直流電機額定值及特性等的相關(guān)數(shù)據(jù)和信息可以從生產(chǎn)廠家網(wǎng)頁的產(chǎn)品樣本目錄中了解到。圖321表示FA130RA直流電機的特性。表37是FA130RA直流電機的有關(guān)參數(shù)[2]。圖321直流電機（FA130RA）的特性表37 FA130RA直流電機的有關(guān)參數(shù)型號電壓空載最大效率下堵轉(zhuǎn)力矩(gm)工作范圍 (V)測試電壓 (V)轉(zhuǎn)速(rpm)電流(A)轉(zhuǎn)速(rpm)電流(A)力矩(gm)功率(w)效率(%)FA130RA216595006600517FA130RA1515585006500526 三端集成穩(wěn)壓器78L05介紹三端集成穩(wěn)壓器具有體積小、精度高、使用方便、多功能保護、輸出電流可擴展等特點。按其輸出電壓情況可分為固定式和可調(diào)式兩種。本設(shè)計采用三端固定輸出穩(wěn)壓器中的正電壓輸出78系列的78L05。該穩(wěn)壓器內(nèi)部設(shè)有過流，過熱和調(diào)整管安全工作區(qū)保護電路，以防過載而