【正文】 【12】徐科軍 馬修水等.《傳感器與檢測(cè)技術(shù)》.：電子工業(yè)出版社。普瑞德科，《機(jī)器人控制器與程序設(shè)計(jì)》第一版，科學(xué)出版社，2004年5月【7】Fred G. Martin，《機(jī)器人探索－工程實(shí)踐指南》第一版，電子工業(yè)出版社，2004年8月，126頁(yè)、160頁(yè)【8】沈建華 楊艷琴 翟曉曙 . 《MSP430系列16位超低功耗單片機(jī)原理與應(yīng)用》.：清華大學(xué)出版社，2004. 151170。同時(shí)還可以實(shí)現(xiàn)遙控，更加增添了研究它的樂(lè)趣。雖然畢業(yè)設(shè)計(jì)我花了很長(zhǎng)的時(shí)間在摸索，但收獲很大。車輪上可以安裝反射輻條，或者打孔，用紅外傳感器計(jì)算脈沖頻率而測(cè)量速度，并做速度反饋，將輪速嚴(yán)格保持在指令給定的速度上，控制性能會(huì)有明顯提高。 電機(jī)轉(zhuǎn)向及轉(zhuǎn)速控制改進(jìn)：這種方法的速度控制是開環(huán)的。最簡(jiǎn)單的方法是通過(guò)改變串聯(lián)電阻的方法來(lái)改變傳感器的測(cè)距范圍，這樣，既可以有效地躲避障礙物，而且也不用增加算法來(lái)判斷離障礙物的位置，可以更加準(zhǔn)確的躲避障礙物。注意：由障礙物產(chǎn)生的矢量由傳感器指向測(cè)距環(huán)中心，而由光線產(chǎn)生的矢量由測(cè)距環(huán)中指向傳感器。當(dāng)小車的正前方離障礙物的位置小于參數(shù)30時(shí)，將電機(jī)反轉(zhuǎn)一定時(shí)間然后從左邊繞開它，繼續(xù)向前行進(jìn)；同理，可以實(shí)現(xiàn)躲避左邊、右邊、后邊的障礙物。還有，小車如果在轉(zhuǎn)彎時(shí)的速度太快，小車來(lái)不及處理，很容易脫離軌道，而且現(xiàn)在我們所采取的程序是讓小車在轉(zhuǎn)彎時(shí)如果彎度太大，一個(gè)輪的速度就會(huì)為0，而另外一個(gè)的則是全速前進(jìn)。這里用了一個(gè)最簡(jiǎn)單的方法：當(dāng)判斷傳感器沒(méi)有讀到黑線位置時(shí)，不運(yùn)算也不輸出，這樣小車就會(huì)保持沖出黑線前最后一刻的姿態(tài)，繼續(xù)前進(jìn)。一般在調(diào)節(jié)P和D時(shí)需要先調(diào)節(jié)P的值，因?yàn)楸壤禂?shù)較微分系數(shù)對(duì)小車的影響更大。該偏差量乘以比例系數(shù)得到比例控制量。同樣我們可以用黑線位置的微分值來(lái)提前得到變化趨勢(shì)。我們除了位置信息之外，還需要知道軌跡的變化趨勢(shì)。這種搖擺叫做“超調(diào)”，超調(diào)越大，控制越不穩(wěn)定，容易出軌。偏得越多，就要向黑線方向打越大的舵角。 巡線算法小車是一個(gè)非常典型的慣性系統(tǒng)。應(yīng)該求黑線的中心位置作為結(jié)果。請(qǐng)求 表 回應(yīng) 表 錯(cuò)誤 表 例子：寫兩個(gè)寄存器，地址0x000A和0x0102 表 電源模塊多功能智能小車采取單電源供電，由于傳感器需采用5V供電，故電源模塊的電路為： 功能版電源原理圖 主控板電源原理圖， V，分別給傳感器和控制芯片提供電源。請(qǐng)求 回應(yīng) 表 錯(cuò)誤 表 例子：向寄存器2寫0x0003。06 （0x06）寫單一寄存器該功能代碼用來(lái)向遠(yuǎn)程設(shè)備寫一個(gè)保持寄存器。在回應(yīng)信息中每個(gè)寄存器有兩個(gè)字節(jié)，二進(jìn)制數(shù)恰好表示每個(gè)字節(jié)。手持式儀表中用到的部分協(xié)議由于Modbus中的功能代碼很多，大部分用在了工業(yè)儀表的設(shè)計(jì)中，許多功能代碼在本設(shè)計(jì)中也是不被用到的，所以僅詳細(xì)介紹用到的幾種功能代碼。當(dāng)在一Modbus網(wǎng)絡(luò)上通信時(shí)，此協(xié)議決定了每個(gè)控制器須要知道它們的設(shè)備地址，識(shí)別按地址發(fā)來(lái)的消息，決定要產(chǎn)生何種行動(dòng)。有了它，不同廠商生產(chǎn)的控制設(shè)備可以連成工業(yè)網(wǎng)絡(luò)，進(jìn)行集中監(jiān)控。如果超過(guò)62個(gè)字節(jié)，則后面的字節(jié)將被忽略。模塊是半雙工的通信方式，在發(fā)的同時(shí)不能接收。GND電源負(fù)極引腳VDD電源正極引腳，RXUART 數(shù)據(jù)輸入 （bps1200，8E1）TXUART數(shù)據(jù)輸出 （bps1200，8E1）使用注意事項(xiàng)：當(dāng)供電過(guò)低或電量不足，模塊將不能正常工作，或者影響工作效果。 供電為3V～。主要技術(shù)指標(biāo)：串口通信格式：8位數(shù)據(jù)位，一位起始位，偶校驗(yàn)。當(dāng)由語(yǔ)句“TBCTL |= MC_1”啟動(dòng)計(jì)數(shù)器后，計(jì)數(shù)單元TBR從0開始增計(jì)數(shù)，當(dāng)計(jì)到CCR1時(shí)會(huì)將相應(yīng)I/O口輸出復(fù)位，繼續(xù)計(jì)數(shù)到CCR0時(shí)，會(huì)將輸出置位，： 定時(shí)器B增計(jì)數(shù)方式因此僅通過(guò)設(shè)置好寄存器的值，期望脈寬和周期的PPM波則會(huì)自動(dòng)從相應(yīng)引腳輸出，并且由于定時(shí)器的工作是獨(dú)立于CPU的，這樣的話不會(huì)占用CPU的工作時(shí)間，CPU可完全被釋放出來(lái)用于其他工作，或者可進(jìn)入低功耗模式以減低系統(tǒng)的功耗。因此實(shí)際上PWM占空比可調(diào)的為8個(gè)。這種方法可以很方便地算出PPM波周期和脈寬對(duì)應(yīng)的計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)值。采用延遲變量產(chǎn)生PPM脈沖高電平的方法可能不容易達(dá)到很精確的值，因此我們也可以用兩個(gè)定時(shí)中斷來(lái)產(chǎn)生PPM波輸出，如下：pragma vector = TIMERB0_VECTOR //TBCCR0的中斷向量__interrupt void TimerB_CCR0(void) //TBCCR0的中斷子程序{ P4OUT |= BIT0。因此可由公式(31)算出CCR0的值。i++)。F149的定時(shí)器B有7個(gè)捕獲/比較寄存器，分別為CCR0～CCR7，我們讓定時(shí)器工作于增計(jì)數(shù)方式，則當(dāng)由語(yǔ)句“TBCTL |= MC_1”啟動(dòng)計(jì)數(shù)器后，計(jì)數(shù)單元TBR從0開始增計(jì)數(shù)，計(jì)到CCRx后，相應(yīng)中斷標(biāo)志置位，如果中斷允許，則會(huì)轉(zhuǎn)去執(zhí)行中斷子程序，則我們可以在CCRx的中斷子程序中添加相關(guān)代碼，實(shí)現(xiàn)PPM波的輸出，可以采用1個(gè)定時(shí)中斷，也可以采用2個(gè)定時(shí)中斷，采用一個(gè)定時(shí)中斷產(chǎn)生PPM輸出的大致方法如下：pragma vector = TIMERB0_VECTOR //TBCCR0的中斷向量__interrupt void TimerB_CCR0(void) //TBCCR0的中斷子程序{ unsigned int i。電路為： 電機(jī)驅(qū)動(dòng)原理圖控制PWM波的產(chǎn)生 上面已經(jīng)提到電機(jī)是靠單片機(jī)產(chǎn)生的PWM波來(lái)控制的，產(chǎn)生PWM波的方法大致上可以分為兩種，一種是軟件延遲產(chǎn)生，一種是用現(xiàn)成的PWM發(fā)生器產(chǎn)生。因此，根據(jù)傳感器所起的作用的不同，它們所要測(cè)量的距離方為也不同。前排三個(gè)傳感器用來(lái)檢測(cè)前方是否有障礙物。電阻越大，測(cè)量距離越??；電阻越小，測(cè)量距離越大。另外，因?yàn)榘l(fā)光管發(fā)出的光是沿四面八方發(fā)送的，而且只要打開電源發(fā)射管就會(huì)工作，所以也為了避免因別的發(fā)光管帶來(lái)的干擾，需要將發(fā)光管包的嚴(yán)嚴(yán)實(shí)實(shí)的。如果接收到反射回來(lái)的紅外線，接收端將輸出TTL電平，被單片機(jī)接收，然后執(zhí)行相應(yīng)的避障措施。硬件原理：采用一片MSP430X149作為控制器。避障原理電路為了感應(yīng)360度范圍內(nèi)的障礙物，傳感器排布采用如下結(jié)構(gòu)。 紅外線測(cè)距原理如果需要更高的分辨率，還可通過(guò)掃頻法找到臨界頻率，從而更精確的得到物體位置。距離探測(cè)功能得以實(shí)現(xiàn)。當(dāng)沒(méi)有偵測(cè)到紅外線，或非38KHz紅外線（如日光燈干擾），輸出“1”利用一體化紅外接收頭在38KHz附近靈敏度的衰減的特性，可以實(shí)現(xiàn)測(cè)距功能。本方案使用通用遙控器的一體化紅外接收頭作為檢測(cè)元件。同時(shí)，紅外發(fā)射管是除了電機(jī)之外耗電最大的器件，脈沖工作方式可以大大減少耗電量。等待數(shù)據(jù)穩(wěn)定后，讀取4號(hào)傳感器的數(shù)據(jù)。由P_SEN0~PSEN5控制著電源。但傳感器排列緊密，傳感器發(fā)射管的光線可能會(huì)從地面反射進(jìn)入臨近傳感器的接收管。反射式紅外傳感器ST188的最佳探測(cè)距離為415mm。虛線表示光線從發(fā)射器LED中發(fā)出并反射回探測(cè)器；探測(cè)器檢測(cè)到的光強(qiáng)大小取決于物體表面的反射率，而這一光強(qiáng)就是傳感器的輸出值。著兩個(gè)元件被封裝在同一個(gè)塑料殼體中，并且排列成適合他們工作的理想位置。將檢測(cè)到的信號(hào)送到單片機(jī)的I/O口，當(dāng)I/O口檢測(cè)到的信號(hào)為高電平時(shí)，表明紅外光被地上的黑線吸收了，表明小車處在黑色的引線上；同理，當(dāng)I/O口檢測(cè)到的信號(hào)為低電平時(shí)，表明小車行駛在白色地面上。即利用紅外線在不同顏色的物體表面具有不同的反射性質(zhì)的特點(diǎn)，在小車行駛過(guò)程中不斷地向地面發(fā)射紅外光，當(dāng)紅外光遇到白色紙質(zhì)地板時(shí)發(fā)生漫反射，反射光被安裝在小車上的接收管接收；如果遇到黑線則紅外光被吸收，小車上的接收管接收不倒紅外光。 CCR1~CCRx和定時(shí)器共用另一個(gè)中斷向量，屬于多源中斷，對(duì)應(yīng)的中斷標(biāo)志CCIFG1~CCIFGx和TAIFG1在讀中斷向量字TAIV后，自動(dòng)復(fù)位。外部信號(hào)可以是上升沿，也可以是下降沿，也可以兩者都有。時(shí)鐘為高時(shí)改變CCR0的值，則定值器會(huì)在下一個(gè)時(shí)鐘上升沿返回到0，如果時(shí)鐘為低時(shí)改變CCR0的值，則定時(shí)器接受新周期并在返回到0之前，繼續(xù)增加一個(gè)時(shí)鐘周期。計(jì)數(shù)器TAR可以增加計(jì)數(shù)到CCR0的值，當(dāng)計(jì)數(shù)值與CCR0的值相等（或定時(shí)器值大于CCR0的值）時(shí)，定時(shí)器復(fù)位并從0開始重新計(jì)數(shù)。可實(shí)現(xiàn)串行通信；完善的中斷服務(wù)功能；4種計(jì)數(shù)功能選擇；8種輸出方式選擇和支持多時(shí)序控制等。雖然沒(méi)有自動(dòng)重載時(shí)間常數(shù)功能，但產(chǎn)生的定時(shí)脈沖或PWM信號(hào)沒(méi)有軟件帶來(lái)的誤差。每一個(gè)比較／捕獲通道都可以以十六位定時(shí)器的定時(shí)功能為核心進(jìn)行單獨(dú)的控制。2. 產(chǎn)生四路PWM波，用于控制電機(jī)，實(shí)現(xiàn)小車的動(dòng)作改變。開發(fā)語(yǔ)言有匯編語(yǔ)言和C語(yǔ)言。此外，MSP430單片機(jī)擁有方便高效的開發(fā)環(huán)境，目前MSP430