【正文】 } *P_SystemClock = uiSystem_Clock。 //設(shè)置為 分頻比為8 for(i=0。 break。 自主移動機器人小 車設(shè)計 34 else { //否，則對結(jié)果進行比較，進行排序，從大到小排 i = uiMeasure_Index。 for(。 } } return uiResoult。//計數(shù)值加上一定的調(diào)整數(shù)據(jù) uiResoult = Resoult_ult(Counter_buf)。 //清除中斷發(fā)生標志 __asm(IRQ ON)。 *P_TimerB_Ctrl = 0x0001。 *P_TimerB_Ctrl = 0x03c0。 } else { uiSend_Timer = LOW_SEND_TIMER2。 //關(guān)掉總中斷 *P_INT_Clear = 0xffff。 *P_TimerB_Ctrl = 0x0006。 //清除中斷發(fā)生標志 EXT1_IRQ_flag = 1。 *P_TimerB_Ctrl = 0x0006。 //關(guān)掉外部中斷 __asm(IRQ OFF)。 //停止定時器 B } uiTemp = *P_TimerB_Data。//計數(shù)值加上一定的調(diào)整數(shù)據(jù) uiResoult = Resoult_ult(Counter_buf)。 //清除中斷發(fā)生標志 __asm(IRQ ON)。 //TrB 工作在 192KHz 頻率 while(*P_TimerB_DatauiWait_Timer) //等待一定時間后再打開 TimerA 的計數(shù)（來源于 EXT1） { //以避開余波的干擾 *P_Watchdog_Clear = 0x0001。 //發(fā) 40KHz 的信號觸發(fā)超聲波傳感器 Delay_ult(uiSend_Timer)。 自主移動機器人小 車設(shè)計 31 uiWait_Timer = LOW_WAIT_DELAY。 //將系統(tǒng)時鐘設(shè)置為 49MHz，分頻比為 1，強振模式 if(type) //根據(jù) type 即測距類型，選擇不同的測距參數(shù) { uiSend_Timer = LONG_SEND_TIMER。 unsigned int uiSend_Timer,uiWait_Timer,uiRes_Add。 } unsigned int measure2_ult(unsigned int type)。 //*以聲音的速度，以厘米為單位 ulTemp = ulTemp/196608。i++) { __asm(nop)。 //超聲波 測距當 中，用 于保 存TimerB 計數(shù)的變量，相當于時長 自主移動機器人小 車設(shè)計 30 unsigned int EXT1_IRQ_flag=0。 r1 = 0x0000 [_sum] = r1。 .public _OffTime2Hz。 //初始化中斷為 2HZ 定時中斷源 自主移動機器人小 車設(shè)計 29 _RunTime2Hz: .proc r1 = 0x0004。 _Clear_WatchDog: .PROC R1=0x0001。 reti。 reti。 reti。 //清中斷 r1 = [_sum] //取時基信號量 r1 += 1。 test r1,[P_INT_Ctrl]。 .external _INTflag。 //IRQ 中斷服務(wù)程序 void IRQ3(void) { *P_INT_Clear = 0x0100。 *P_IOA_Data=0x0100。 delay2s(1)。 *P_TimerA_Ctrl=0x0333。 *P_IOA_Data=0x0000。 //清看門狗 while(1) { *P_TimerA_Ctrl=0x0373。 //初始化 IOA,IOA8~11 同向輸出 *P_IOA_Attrib=0x1f00。 OffTime2Hz()。 5S { sum=timer。 5秒 void RunTime2Hz(void)。 機器人的創(chuàng)意設(shè)計與實踐 [M] 由于時間及能力的問題，最終小車設(shè)計的避障功能未能 實現(xiàn)，超聲波檢測不到數(shù)據(jù)，我反復檢查超聲波測距模塊，通過修改程序，最后超聲波能夠檢測到數(shù)據(jù)，但數(shù)據(jù)是錯誤的。 超聲波用紅外線來代替。 對 凌陽 單片機了解的不夠，沒有充分利用好單片機的資源。使程序按照要求設(shè)計的要求進行 。 雖然在軟件的調(diào)試過程中，綜合利用了設(shè)定斷點、單步、跟蹤等調(diào)試手段，使得調(diào)試工作更易進行。 自主移動機器人小 車設(shè)計 21 (3)電機控制 調(diào)試 此模塊調(diào)試實現(xiàn)的功能是結(jié)合軟件共同實現(xiàn)，當連接 61 開發(fā)板 的 IOA 口與電機驅(qū)動模塊的邏輯輸入，加上電源可以實現(xiàn)電機左右轉(zhuǎn)向，前后轉(zhuǎn)向以及停止等功能，如表 53 為電機測試記錄。 期望實現(xiàn)的功能是， Back_data 顯示測得的距離，如果測 量出錯則 Back_data 為 0，則喇叭發(fā)出“咚”的聲音， 測量正確，則 Back_data 顯示測的距離，同時喇叭語音播報距離 ，播報的格式為“ ..點 ..米”。 硬件調(diào)試 (1) 61 板測試 第一步、連接電源，可以連接 3節(jié)電池，也可以直接接 5V的穩(wěn)壓源 現(xiàn)象：當電源接通時，紅色的發(fā)光二極管會點亮。3V供電電路 PLL 鎖向環(huán)外部電路 Power－電源指示燈 Sleep－睡眠指示燈 RESET 復位電路 K4 復位按鍵 PROBE 在線調(diào)試器串行 5pin接口 S5 EZPROBE和 PROBE切換的撥斷開關(guān) J1 J3 耳機插孔和兩 pin喇叭插針 DAC 一路音頻輸出電路， 采用 SPY0030集成音頻放大器 MIC 麥克風輸入電路 OSC 32768晶振電路 VREF A/D轉(zhuǎn)換外部參考電壓輸入接口 R/C 芯片其他外圍電阻、電容電路 K1~K3 擴展的按鍵：接 IOA0~IOA2 SPCE061A 61板核心： 16位微處理器 PORTA/B 32個 I/O口 自主移動機器人小 車設(shè)計 19 凌陽 61精簡開發(fā)板的實物圖如圖 52 所示 。 IDE 的開發(fā)界面如圖 41 圖 41 μ’nSP? IDE的開發(fā)界面 對于超聲波測距模塊 的數(shù)據(jù)采集的變化，則可以通過集成開發(fā)環(huán)境在線觀察，其對應(yīng)變量的數(shù)值在如圖 42的變量表 watch 窗口 圖 42變量表 Watch窗口界面 自主移動機器人小 車設(shè)計 17 程序設(shè)計流程圖 根據(jù)本設(shè)計的設(shè)計思路，機器人小車的 主要 程序設(shè)計 包括： 主 程序， 超聲波測距 程序，其程序設(shè)計流程圖如圖 43所示 初 始 化測 距是 否 有 障 礙倒 車左 轉(zhuǎn)前 進是否報 警比 較 距 離 是 否 2 0 c m 圖 43程序設(shè)計流程圖 自主移動機器人小 車設(shè)計 18 5 制作安裝與調(diào)試 硬件制作 由于 61板制板比較復雜且工藝要求較高，手工制板無法滿足要求則選擇了現(xiàn)成的 61 精簡開發(fā)板，車體源于廢舊的小車玩具進行改裝。 軟件調(diào)試平臺 軟件調(diào)試采用 μ’nSP?集成開發(fā)環(huán)境， μ’nSP?集成開發(fā)環(huán)境集程序的編輯，編譯，鏈接，調(diào)試以仿真等功能為一體。（如果信號端 IN1接低電平， IN2接高電平， J3連接的電機反轉(zhuǎn)）控制另一臺電機是同樣的 方式，輸入信號端 IN3自主移動機器人小 車設(shè)計 15 接高電平，輸入端 IN4接低電平， J5 連接的電機正轉(zhuǎn)。 L298 有兩路電源分別為邏輯電源和動力電源，圖 310 中 6V 為邏輯電源， 12V 為動力電源。 其實物及引腳圖如 圖 38及 39所示 自主移動機器人小 車設(shè)計 13 測 距 初 始 化鍵 盤 掃 描 初 始 化啟 動 測 距 鍵是 否 按 下 ？進 行 一 次 測 距測 距 結(jié) 果 播 報及 出 錯 處 理清 看 門 狗開 始YN 圖 37測距程序流程圖 圖 38 L298N實物圖 自主移動機器人小 車設(shè)計 14 圖 39 L298N管腳圖 L298N 主要特點 (1)工作電壓高，最高工作電壓可達 46V； (2)輸出電流大，瞬間峰值電流可達 3A，持續(xù)工 作電流為 2A；額定功率 25W。 超聲波測距模組與 61 板的接口如圖 35,36 所示： 自主移動機器人小 車設(shè)計 12 圖 35 超聲波測距模 組 接口 圖 36 超聲波與 61板進行 測距 連接實物圖 測距程序流程圖 超聲波測距的功能函數(shù)流程圖如圖 37。經(jīng)放大后的波形送入， LM311 比較器；經(jīng)比較器調(diào)理后的波形成為方波，可送給 SPCE061A 的 EXT1 外部中斷。這里聲波傳播的介質(zhì)為空氣，采用不可見的超聲波 ， 超聲波發(fā)射器向某一方向發(fā)射超聲波，在發(fā)射時刻的同時開始計時，超聲波在空氣中傳播，途中碰到障礙物就立即返回來，超聲波 接收器收到反射波就立即停止計時。模組工作的性能與 被測物表面材料有很大關(guān)系，如毛料、布料對超聲波的反射率很小，會嚴重影響測量結(jié)果 自主移動機器人小 車設(shè)計 10 4． 超聲波測距原理 聲波在其傳播介質(zhì)中被定義為縱波。實際應(yīng)用時，應(yīng)按相同的采樣速率，將雙通道輸入的表示聲音的數(shù)字量同步且分別地寫入到兩個數(shù)據(jù)單元 DAR1 和 DAR2 中，并分別送入 DAC1 和 DAC2 中，進行 D/A 轉(zhuǎn)換。采樣率越高，恢復的聲音波形越接近原來的波形，音質(zhì)越好。 D/A轉(zhuǎn)換器位數(shù)越多，重放波形的音質(zhì)越好。兩者的區(qū)別在于其輸出控制機理不同。放音是從 取存儲器語音數(shù)據(jù)、譯碼到輸出的過程，與 SACM A2021 相同。 SACM A2021 在播放初始化是會打開 FIQ TIMERA自主移動機器人小 車設(shè)計 8 中斷，并將 TIMERA 溢出頻率設(shè)置為 16KHZ。 SACM S480 語音播放也分為“自動”和“手動”了兩種模式。由于未經(jīng)處理的音頻資源數(shù)據(jù)量很大，對于單片機來說，數(shù)據(jù)的存儲和傳輸都比較困難，這使得音頻壓縮編碼成為音頻處理的重要環(huán)節(jié)。 SPCE061A 芯片內(nèi)核結(jié)構(gòu) （ 1） 16位數(shù)據(jù)總線和 22 位數(shù)據(jù)總線 （ 2） 算術(shù)邏輯單元 AUL： 16 位算術(shù)邏輯運算，帶移位操做的算術(shù)邏輯運算， 16位 X16 位乘法和內(nèi)積運算。與 SPCE500A不同的是，在存儲器資源方面考慮到用戶的較少資源的需求以及便于程序調(diào)試等功能， SPCE061A里只內(nèi)嵌 32K字的閃存（ FLASH）。且這個電源結(jié)構(gòu)簡單，價格便宜，容易得到。 USB 串口線又容易得 到。步進電機能進行精確的位置控制，但驅(qū)動電路麻煩，鑒于本設(shè)計中小車的位置控制不要求十分精確，直流電機即可滿足小車要求的精度。去而且其轉(zhuǎn)動不受電壓波動和負載變化的影響，也不受溫度、氣壓等環(huán)境因素的影響，僅與控制脈沖有關(guān)。 方案二：使用步進電機。直流電機只要通上直流電源就可連續(xù)不斷的轉(zhuǎn)動，調(diào)節(jié)電壓的大小就可以改變電機的速度。 這種調(diào)速方式有調(diào)速特性優(yōu)良、調(diào)整平滑、調(diào)速范圍廣、過載能力大，能承受頻繁的負載沖擊，還可以實現(xiàn)頻繁的無級快速啟動、制動和反轉(zhuǎn)等優(yōu)點。 方案 三 ：采用功率三極管作為功率放大器的輸出控制直流電機。通過比較我采用方案二。 避障單元的比較與選擇 方案一：采用紅外線避障，利用單片機來產(chǎn)生 40KHz 信號 對紅外線發(fā)射管進行調(diào)制發(fā)射，發(fā)射出去的紅外線遇到避障物的時候反射回來，紅外線接收管對反射回來信號進行解調(diào)，輸出比較電平。 方案二：采用凌陽 SPCE061A 單片機來作為整機的控制單元。它是一種以汽車電子為背景，涵蓋控制，模式識別，電子、電氣、單片機、機械等多學科的科技創(chuàng)新性設(shè)計，一般主要由路徑識別、速度采集、角度控制以及車速控制等模塊組成。 智能小車，自主移動機器人小 車設(shè)計 2 也被稱之為輪式機器人。 機器人小車的現(xiàn)狀 隨著電子技術(shù)、計算 機技術(shù)、智能控制技術(shù)的飛速發(fā)展，產(chǎn)品的智能化和小型化越來越成為人們關(guān)注的熱點。智能小車的執(zhí)行部分，是由直流電機來充當?shù)?，主要控制小車的行進方向和速度。它可以分為三大組成部分：傳感器檢測部分、執(zhí)行部分、 CPU。全國電子大賽和省內(nèi)電子大賽幾乎每次都有機器人小車這方面的題目，全國各高校也都很重視該